CN105262837A - 一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置及实现方法,装置以嵌入式软硬件集成实现,包括:云接入单元和云处理单元,用于适配连接基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网的三网融合系统,并进行云应用操作;所述云接入单元和云处理单元分别与终端系统的主控单元相连接,设置适配接口,以获取云服务器端的三网融合服务,包括:云接入单元实现三网融合异构网络环境的自适应接入及云应用模式的自动区分,云处理单元获得云接入单元的关联信息进行云应用操作,并将相应的接入资源和云服务资源分配给终端系统,本发明可充分利用云服务器节点资源,有效解决三网融合中多网并行接入与云应用适配问题,实现终端低成本灵活部署。
Description
技术领域
本发明涉及三网融合和嵌入式系统技术领域,尤其是一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置及实现方法。
背景技术
三网融合是指现有的电信网络、计算机网络及广播电视网络相互融合,并逐渐形成一个统一的网络系统,通过全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和视像在内的融合业务应用。三网融合是一种广义的、社会化的说法,在现阶段它并不意味着电信网、互联网和广电网三大网络的物理合一,而主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋向一致,网络层上可以实现互联互通,形成无缝覆盖,业务层上互相渗透和交叉,应用层上趋向使用统一的协议。本质上乃是在技术趋同的网络上承载广电、电信和互联网业务。单一的终端演变成为集通信、娱乐、计算与一体的新型智能终端;原本独立与分布的通信、IT、广电业务也随之融合起来。三网融合在终端上就表现为多接入方式并存和多业务融合支持。
对于三网融合而言,最关键的是需要以一种相对简单的终端实现方式,将庞大复杂的业务应用生态系统整合起来,提供给用户,网络覆盖的扩展把三网融合应用提高到新的水平。这一新发展不仅消除了网络传输带宽的束缚,通过引入成熟的云计算技术,可支持跨多个网络分布的终端设备获取所需的三网融合应用服务。
云计算技术来源于并行和分布式计算、集群和网格技术。作为一种新的计算模式有别于传统的主机集中处理模式,也不同于客户服务器模式,它吸取了两者的优点,云计算技术在虚拟化基础设施上允许其服务无缝地扩展、线性地增加处理能力以及池化和按需供应信息资源,具有主机集中处理模式的易管理和易部署的特点,也具有分布式并行处理模式的可扩展性。同时云计算作为一种新的商业应用交付模式以服务作为核心理念,把信息、软件、平台和各种计算资源商品化和服务化,可降低三网融合服务和应用的成本。
三网融合云服务系统建立在广泛网络中,带来的是云节点服务器的分布处理能力,所有服务都可通过云部署提供。服务质量、服务集成和服务虚拟化将与服务管理融合,构成处理结构化数据和非结构化数据的统一管理平台,云计算将三网融合服务应用的“计算”从终端转移到服务器端,弱化了对终端设备的处理需求,终端主要承担网络接入与交互的功能,复杂的运算交由云端(服务器端)处理,终端不需要强大的运算能力即可响应云操作,只需配置具备云操作能力的嵌入式类PC终端,即可经济地实现三网融合云服务按需应用的部署。
基于三网物理与业务环境的现网架构和云业务应用融合的难点和关键,主要是在服务终端对云网络的接入适应和云资源承载的控制机制上。三网融合云服务系统采用承载和控制分离机制,并通过部署管理实现对云资源的承载和有效控制,同时提供具备三网业务融合特点的云应用功能。但是三网传统服务提供模式和物理网络的差异性、具有业务应用交叉但网络结构相异的特点,这种特性不太适宜直接进行终端连接修改以及云服务对资源接纳控制。需要考虑一种既能符合三网现有体制环境、同时又能充分结合三网融合承载和控制特点的终端架构,该架构应能够针对现网接入架构和云业务应用融合的特点,需要从终端系统层面,通过在嵌入式终端上构建与基于云计算的三网融合应用接入装置、优化嵌入式系统的配置或网络适配解决方案,解决终端对云资源的承载和控制引导机制等关键技术问题。
2011101912364号专利,公开了一种三网融合系统,涉及三网融合领域。该系统包括:由支持虚拟化的硬件路由器组成的物理设备层;在所述物理设备层的基础上通过虚拟化技术形成虚拟网络层;所述虚拟网络层包括:虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网。本发明的三网融合系统,通过虚拟路由器技术,有效的解决了具有不同业务质量需求的多网并行问题。通过软件实现虚拟路由器和硬件实现虚拟路由器两种方案共存的结构设计,使得本发明的三网融合系统,在实现低成本灵活部署的同时也满足了核心路由器高速率大吞吐量的性能要求。
2012105502626号专利,公开了一种提高智能终端处理能力的方法,尤其是涉及一种提高多平台智能终端处理能力的方法。该方法通过建立一个云平台,来动态管理云平台中计算机节点的硬件资源,实现不同平台智能终端处理能力的提高。智能终端根据自己的作业需求,通过网络向云平台申请创建虚拟机,云平台通过负载均衡和资源均衡的分配策略,把相应的计算资源和存储资源分配给智能终端,使得智能终端能够充分利用服务器节点硬件资源,从而达到处理能力的提高。
2011101391422号专利,公开了一种跨平台的多媒体应用方法,包括:根据多个嵌入式终端平台的配置信息,分别提供所述多个嵌入式终端平台对应的适配接口;通过所述适配接口与所述嵌入式终端平台进行数据交互。本发明还提出对应的装置。本发明提出的一种跨平台的多媒体应用方法及装置,实现一个多媒体应用装置在多种平台上跨平台使用。
2010102241362号专利,公开了一种基于异构网络融合的嵌入式家庭网关综合服务平台。具体包括硬件层、内核软件层和应用软件层;所述内核软件包括操作系统和板级支持包;所述板级支持包实现与硬件相关的操作;所述应用软件层调用内核软件提供的接口函数实现终端系统所需的各项应用功能;所述硬件层包括主控模块以及分别与主控模块相连接的音视频编解码模块、模拟线路信令处理单元、无线网卡模块、Zigbee模块和以太网接口模块。是一种具有开放、性价比高、运行稳定、安全可靠、功耗低的嵌入式家庭网关产品。
2012104569281号专利,公开了一种智能终端系统的管理方法,包括:启动智能终端系统的管理功能,获取扩展软件包,对所述获取的扩展软件包进行校验,如果校验通过,执行所述扩展软件包的功能。本发明可以实现便捷地管理智能终端系统。
分析目前国内外已公开的专利技术文献可知,相关技术尚未涉及基于云计算的三网融合应用如何将广泛分布的云终端以一种合理的方法,平滑的、快速的、可靠的的网络接入适配装置的实现,也未涉及云终端如何通过云操作实现对三网融合云服务资源交付应用的方法。
发明内容
发明目的:为解决上述技术问题,本发明提出一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置及实现方法
技术方案:本发明提出的技术方案为:一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置,作为终端嵌入式系统与云服务端之间的连接装置,终端嵌入式系统包括终端系统的主控单元和终端系统的接入装置;云服务端包括三网融合云服务系统、云服务资源数据库和云节点服务器;终端系统的接入装置包括:云接入单元、云处理单元和适配接口,云接入单元和云处理单元分别通过总线接口与终端系统主控单元相连;云接入单元和云处理单元包括若干功能模块,各功能模块之间采用统一的接口,并根据业务应用需求对各模块进行扩展或裁减;终端系统主控单元根据三网融合应用终端的需求通过接口调用相应功能模块并组装成符合需求的服务提供给三网融合应用终端;
所述云接入单元,为三网融合应用终端提供接入云服务端的交互界面,通过连接的终端系统主控单元设置网络适配接口,使网络适配接口支持三网融合应用终端配置和管理接入基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构物理网络环境;向三网融合云服务系统发送注册、登录及业务应用服务请求信息;将三网融合云服务系统返回的响应信息转发给云处理单元,所述响应信息包括云服务的授权、认证和登录管理信息;
所述云处理单元,根据云接入单元转发的云服务授权、认证和登录管理信息,对云服务资源的数据迁移方式进行动态配置,并将配置信息通过云接入单元返回三网融合云服务系统;获取三网融合云服务系统生成的与配置信息相应的业务列表,向终端嵌入式系统发出调用计算资源请求并转发业务列表;业务列表包括服务资源在云服务资源数据库中的数据源信息;
所述终端嵌入式系统,根据云处理单元提供的调用计算资源请求和业务列表,通过终端系统主控单元从业务列表中选择所需的三网融合云服务,根据调度业务列表中的数据源信息从云服务资源数据库调用相应的处理资源。
优选的,所述云接入单元包括网络接口模块、数据收发模块和通信转换模块,网络接口模块实现云接入单元与云网络之间的通信;数据收发模块实现云接入单元内部功能模块之间的数据传输以及云接入单元与云处理单元、终端嵌入式系统和云网络间的数据传输;通信转换模块将来自不同网络的数据都转换为统一格式的转发数据包,并采用基于优先级的调度机制完成转发,实现各种子网通信协议与TCP/IP协议的转换,以及各种子网通信协议相互之间的转换;所述云处理单元包括数据处理模块、数据转发模块和任务调度模块,任务调度模块通过通信接口与终端嵌入式系统的终端系统主控单元相连。
优选的,所述云接入单元包括二次开发接口,为三网融合应用终端访问云服务提供接入适配;二次开发接口通过网络适配接口聚合,实现对外网应用访问的接入适配。
优选的,还包括若干本地通信子网适配接口,每个本地通信子网适配接口分别与相应的云服务器节点适配。
优选的,所述网络接口模块分别与通信扩展模块和通信协议转换模块,适配支持基于云计算的的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网的异构网络不同物理网络环境的接入适配,其适配方式包括:对电信网及互联网基于TCP/IP协议的有线、无线适配接入、对广电网及互联网基于TCP/IP协议的有线适配接入。
本发明还提供一种基于云计算的三网融合应用终端接入实现方法,包括以下步骤:
(1)三网融合云服务系统以虚拟的云网络环境实现对云服务端的部署和管理,包括:将软件、硬件和服务共同纳入云服务资源数据库,通过云网络分布部署的云节点服务器作为三网融合云服务系统的节点部件,通过多个网络访问接口提供三网融合对终端的应用服务交付;将各种网络访问接口和云服务资源数据库转换为终端嵌入式系统可处理应用的业务功能;将基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构网络环境抽象为网络适配接口利用标准的通信协议可识别和定义配置后可自适应的系统物理连接和数据端口;
(2)终端嵌入式系统通过所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置与云服务端进行交互,将网络适配接口作为所述装置架构的可定义重构的部件,包含一个或多个通信器件的组合,实现与物理网络资源的互联与数据通信,并支持多种网络访问环境;
(3)云接入单元和云处理单元与终端嵌入式系统之间采用抽象映射;云接入单元通过网络适配接口获取来自不同网络的数据,并将获取的数据转换为统一格式的转发数据包;实现各种子网通信协议与TCP/IP协议的转换,以及各种子网通信协议相互之间的转换;建立基于优先级的调度机制,定义各数据包的优先级,并根据数据包的优先级完成转发;
(4)云接入单元通过终端系统主控单元接收三网融合应用终端发送的注册、登录及业务应用服务请求,并将其发送至三网融合云服务系统;三网融合云服务系统根据请求信息生成响应信息,包括云服务授权、认证和登录管理信息;
(5)云处理单元对云服务数据进行提取、转换和加载,包括:
数据抽取:云处理单元根据三网融合云服务系统的响应信息,对云服务资源的数据迁移方式进行动态配置,并将配置信息通过云接入单元返回三网融合云服务系统;三网融合云服务系统生成与配置信息相应的业务列表,云处理单元向终端嵌入式系统发出调用计算资源请求并转发业务列表,业务列表包括服务资源在云服务资源数据库中的数据源信息;云处理单元从云服务系统资源数据库抽取业务列表需要的数据;
数据转换:云处理单元将从云服务系统资源数据库获取的数据按照业务应用需求,转换成终端系统目的数据源要求的形式;
数据加载:将转换后的数据加载到终端嵌入式系统,三网融合应用终端通过下载数据实现目的数据应用。
进一步的,所述步骤(3)包括:在云接入单元中添加网络接口,通过网络接口规范描述用户访问所需遵循的通信接口规范,规定用户访问云服务所使用的语言、参数、命名域,服务应用响应及云网络基础等返回信息的格式和内容。
进一步的,所述步骤(3)还包括:云接入单元和云处理单元提供的具体应用服务根据网络接口规定的标准协议或规范划分为不同的松耦合的功能模块,各模块间采用统一的接口,并根据业务应用服务请求编排成不同的服务以供业务应用调用;根据基于云计算的三网融合服务应用的需要,将接入应用功能以任务的形式封装,为终端嵌入式系统访问云服务提供二次开发接口,二次开发接口为终端嵌入式系统的应用所调用,并通过网络适配接口的聚合,实现对外网应用访问的接入适配。
进一步的,还包括步骤:将云服务资源数据库设计为键值对模式,云处理单元将三网融合应用终端发送应用服务请求任务分割多个子任务,并定义流程函数来处理子任务键值对的整合,通过云处理单元中的多个功能模块根据子任务从相应的业务列表数据源中选择所需的数据,并生成键值对集合形式的中间结果,之后将所有中间结果进行合并,并生成键值对集合形式的中间结果,之后将所有中间结果进行合并,完成任务的处理。
进一步的,所述步骤(5)按业务列表的的数据转换过程中还包括:通过数据流实现同步或异步的数据转换,数据流由一组预定义按顺序执行的转换操作组成,起点为数据源,终点为数据目的地;对数据流中的数据源、数据目的地的地址、端口信息进行完整性检测,发现数据是否遭到破坏,当检测到数据不完整时,重新运行数据提取步骤。有益效果:本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
1、从云服务角度看,本发明解决了基于云计算的三网融合终端接入跨网络的应用资源动态集成与共享问题,能够支持在云服务平台与终端之间实现自适应互操作,最大限度地利用分布的云节点服务器存储云服务资源,从而提高效率。可以创建三网融合应用数据的整合解决方案,在云服务数据交互应用的复杂性和使用性方面具备较好的可扩展性,实现了三网融合应用服务资源的广泛共享。
2、从云应用角度看,本发明针对终端嵌入式系统的有限应用处理能力,考虑终端与云服务节点之间存在频繁的通信:采用松耦合的简化系统访问云计算应用技术,大幅度降低构架耦合度,提供服务应用层次的系统集成,优化了终端系统工作效率。
3、从云操作角度看,本发明将终端系统对云资源数据迁移管理与应用封装成任务,以系统任务的形式来解决对云服务数据的提取、转换和加载的互操作问题,巧妙地解决系统访问能力和数据处理的协调问题。结合网络中分布节点云服务器虚拟集中、自治相结合的控制机制,提高与分布式数据库交互操作的可靠性和响应速度,提升了用户方便快捷获得三网融合云服务的应用体验。
4、从信息安全角度看,本发明设置网络适配接口,并包含独立的云接入单元和云处理单元,可确保网络物理连接层面或数据交互层面的安全性,提供符合符合通信标准并且维护相应的数据策略,提高了终端通过网络接入三网融合云服务系统的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置的原理框图;
图2为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置实施例模型图;
图3为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置的系统架构图;
图4为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置的应用流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
图1为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置的原理框图:所述装置以嵌入式软硬件集成实现,包括:云接入单元和云处理单元,用于适配连接基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网的三网融合云服务系统,并进行云应用操作;所述云接入单元和云处理单元分别与终端嵌入式系统的主控单元相连接,设置网络适配接口,以获取云服务器端的三网融合服务,其中:云接入单元实现三网融合异构网络环境的自适应接入及云应用模式的自动区分,云处理单元获得云接入单元的关联信息并进行云应用操作,将相应的接入资源和云服务资源分配给终端系统。
本发明提出了一种具有多通信接口的整合内、外网通信的嵌入式装置,整合内外网通信能,为适用于将基于云计算的三网融合终端嵌入式系统接入网络环境的应用,可以根据业务应用需求对装置内云接入单元和云处理单元各应用模块进行扩展和裁剪。在具体实现模型中,为了增强所述装置的安全性,本发明将更多的本地通信子网适配接口加入到所述装置中,从而增强所述装置的适配性,支持基于云计算的三网融合终端充分利用云服务器节点资源,有效解决三网融合中多网并行接入与自适应云应用问题,实现低成本灵活部署
实施例:图2为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置实施例模型图;终端嵌入式系统包括终端系统接入装置和终端系统主控单元,终端嵌入式系统将其提供的服务分解为多个功能模块,包括:操作系统、数据库、虚拟化应用、管理和安全与监控模块;所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置通过总线接口与终端嵌入式系统进行通信,所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置由云接入单元和云处理单元组成,采用标准协议或规范将具体应用划分为不同的松耦合的功能模块,各功能模块之间采用统一的接口,并通过任务编排灵活组装成不同的功能以供业务应用调用。根据基于云计算的三网融合服务应用的需要,将接入应用功能的实现以任务的形式封装,为终端系统访问云服务提供二次开发接口,为终端嵌入式系统的应用所调用,并可通过网络适配接口的聚合,实现对外网应用访问的接入适配,控制终端云操作任务的执行,保障系统服务安全性。所述云接入单元,为三网融合应用终端提供接入云服务端的交互界面,通过连接的终端系统主控单元设置网络适配接口,使网络适配接口支持三网融合应用终端配置和管理接入基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构物理网络环境;向三网融合云服务系统发送注册、登录及业务应用服务请求信息;将三网融合云服务系统返回的响应信息转发给云处理单元,所述响应信息包括云服务授权、认证和登录管理信息;
云接入单元的具体功能为:为三网融合应用终端提供接入云服务端的交互界面,通过连接的终端系统主控单元设置网络适配接口,使网络适配接口支持三网融合应用终端配置和管理接入基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构物理网络环境;向三网融合云服务系统发送注册、登录及业务应用服务请求信息;将三网融合云服务系统返回的响应信息转发给云处理单元,所述响应信息包括云服务的授权、认证和登录管理信息;
云处理单元的具体功能为:根据云接入单元转发的云服务授权、认证和登录管理信息,对云服务资源的数据迁移方式进行动态配置,并将配置信息通过云接入单元返回三网融合云服务系统;获取三网融合云服务系统生成的与配置信息相应的业务列表,向终端嵌入式系统发出调用计算资源请求并转发业务列表;业务列表包括服务资源在云服务资源数据库中的数据源信息;
终端嵌入式系统的具体功能为:根据云处理单元提供的调用计算资源请求和业务列表,通过终端系统主控单元从业务列表中选择所需的三网融合云服务,根据调度业务列表中的数据源信息从云服务资源数据库调用相应的处理资源。
所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置的实现方式包括以下步骤:
首先,将基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构网络环境抽象为网络适配接口利用标准的通信协议可识别和定义配置后可自适应的系统物理连接和数据端口,接入到网络中的云接入单元将请求云服务获取的各类管理、应用数据封装成访问管理任务、业务搜索任务与资源调度管理任务,并提供与嵌入式系统接口规范定义一致的操作,通过嵌入式技术实现终端系统的接入装置架构,配置云接入单元、云处理单元与系统主控单元之间的逻辑互连,系统根据需要分配任务执行资源,通过快速提供虚拟机器或物理机器,迅速部署和增加工作负载。并通过提供计算资源的微分区能力,利用业务策略来确定为每个任务请求分配系统资源。
其次,云接入单元和云处理单元由多个功能模块组成,以便云处理单元提供增强的云资源数据迁移管理与应用功能,从相应的业务列表数据源中高效的整合数据,将这些数据有效组合成终端功能应用,并保持整合后的数据结果始终与云服务系统所提供的数据保持一致。云服务资源数据库设计为键值对模式,云处理单元负责将任务进行分割,定义函数来处理键值对,并生成键值对集合形式的中间结果,之后将所有中间结果进行合并,完成任务的处理,实现可扩展、结构化的容错性好的基于云计算的三网融合终端接入装置模型。终端系统主控单元通过云接入单元和云处理单元与云服务端实现数据流动,并负责系统功能实现,数据块分配/定位和以及任务执行状态监控等。
最后,嵌入式系统整合任务功能实现运行流程:当用户通过终端将请求访问发送至系统,系统通过云接入单元和云处理单元来执行此访问任务,由系统主控单元协调提供用于快速数据处理的并行数据通道,由接入装置通过云操作实现嵌入式系统对云服务数据的提取、转换、加载和应用。
图3为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置的系统架构图,根据图2描述的基于云计算的三网融合应用终端接入装置实现模型,基于云计算的三网融合应用终端接入装置的系统框架采用嵌入式软、硬件集成架构,通过接终端嵌入式系统的主控单元,实现对多种编程语言、操作系统、数据库、通信服务、协议和应用编程接口(API)的管理,可以同时支撑不同的任务运行。可以使任务执行与终端应用之间,基础架构的开发和部署变得更加一致。现有的组件、新开发的组件和从厂商购买的组件可以合并在一个定义良好的终端嵌入式系统整体框架内。基于云计算的三网融合终端接入装置系统由两个单元模块组成:其一是云接入单元,包括网络接口模块、数据收发模块、通信转换模块,其二是云处理单元,包括:数据处理模块、数据转发模块、任务调度模块。
所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置将所有的网络端口都抽象为一个接口,即网络适配接口,实现具体的网络环境接入。作为本发明的进一步优选,云接入单元的网络接口模块,基于目前广泛使用的以太网TCP/IP协议,通过可选配置外设通信扩展模块和通信协议转换模块,适配支持基于云计算的的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网的异构网络不同物理网络环境的接入,包括但不限于:对电信网及互联网基于TCP/IP协议的有线(宽带LAN、WAN)、无线(3G/4G、WIFI)等的适配接入、对广电网及互联网基于TCP/IP协议的有线(宽带LAN、WAN、HFC宽带IP)等的适配接入。
在本发明中,所述装置的云接入单元和云处理单元基于嵌入式系统的总线拓扑结构。按照云系统互联参考模型,可定义物理层(PHY)和数据链路层的MAC层)的标准,采用网络接口芯片,可以很方便的实现与嵌入式主控制单元的接口,实现扩展网络接口的功能,网络接口芯片基本特征是:集成10/100M物理层接口;内部带有SRAM用作接收发送的FIFO缓存;支持主机工作模式:支持直接互连自动翻转功能;支持TCP/IP加速,减轻主控制单元负担,提高嵌入式系统效能;节省I/O读写时间;TCP/IP以太网传输协议;并可适配集成物理网接口,自举时通过接口输入到网络接口芯片中,从而实现自动初始化。
所述装置的云接入单元和云处理单元基于BSDUNIX的套接字(socket)机制。在终端嵌入式系统和驱动程序之间定义专门的数据结构(sk_buff)进行数据传输。终端嵌入式系统支持对发送数据缓存,提供流量控制机制,提供对多协议的支持。由于网络驱动程序内核中提供了网络设备接口及以上层次的代码,所以移植(或编写)特定网络硬件的驱动程序最主要的工作就是完成设备驱动功能层,主要是包括数据的接收,发送等控制。
在以上实现流程中,操作系统的裁剪和应用软件的编码可在通用的工作站(其操作系统大多为Windows系列,Linux等)上完成软件功能,然后通过串口或者以网络将交叉编译生成的目标代码传输并装载到待开发的装置硬件平台,并在监控程序或者操作系统的支持下利用交叉调试器进行分析和调试,最后所开发完成的装置在嵌入式系统集成环境下脱离工作站单独运行。
所述装置通过整合云接入单元和云处理单元的各功能模块,并通过通信和同步连接终端嵌入式系统的主控单元等实现其网络、存储、硬件、数据应用、安全、监控和管理等任务的应用流程。具体实施中:仅用外扩一个芯片,就能一体实现DSP的外设扩展与自举,具有扩展器件少、系统集成度高、稳定性好、成本较低等特点。
图4为本发明提出的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置的应用流程图。基于云计算的三网融合应用终端接入装置的功能定义是可选实现的,应能够满足云服务应用交付方面的可用性、安全性与互联性能标准。所述装置提供的系统功能应用流程,包括:云节点功能的查询、云服务类型的查询和云服务应用模式的查询,并提供对基于云计算的三网融合信息级或服务级的访问,网络接口规范描述了用户访问所需遵循的通信接口规范,规定了访问云服务所使用的语言、参数、命名域,服务应用响应及云网络基础等返回信息的格式和内容。所述装置提供的访问功能,通过主控单元协调:云接入单元和云处理单元与终端嵌入式系统之间采用抽象映射,访问操作不依赖于的数据通信交换类型及模式。
所述装置通过云接入单元和云处理单元对云服务应用数据迁移相关的控制流、数据流、日志、变量、接口、连接等管理功能。在控制流中每个组件都是一个任务。这些任务按预定义的顺序执行,在控制流中可能有根据当前任务的执行结果决定的分支路由。数据流解决数据转换的问题,由一组预定义的转换操作组成,起点通常是数据源(源表)、终点通常是数据的目的地(目标表),数据流的执行相当于一个流水线的过程,每一行数据都是流水线中需要处理的零件,而每一个转换都是流水线中的处理单元。数据流是专门处理数据操作的工作流。数据流也称为流水线。可以将数据流认为是装配线,该装配线包含了顺序执行的多个操作。在数据流中的每个节点都称为转换。数据流通常以源转换开始,以目标转换结束。在这两个转换之间,预定义的数据流转换被依序应用到数据上。一些转换是同步的,例如,查找、条件性拆分和数据转换。这些同步的转换可以并行执行。一旦已经将转换应用到数据行上,则下一个转换可以开始处理该数据行,而无需等到上一级转换处理完整个数据集。一些转换是异步的,例如聚合和排序。这些转换必须从前面的输出中获得所有的行,从而可以处理和产生输出,用于后续转换。除了预构建的转换清单(列表),还可以使用特定的API来构建数据流转换。数据流总是包含于任务流中,称为数据流任务,该任务是用于容纳数据流的容器。在构建数据流之前,必须将数据流任务加入到容器中。任务是任务流的基本组件,而转换是数据流的基本组件。转换是预定义的数据操作。可以将转换视为装配线中的机器,用于对输入数据按转换列表进行操作。
所述装置将云服务的应用交付作为支持网络接入策略的一部分,通过对访问云服务联合设计,确保提供端到端的数据访问适配和控制能力,云接入单元将网络适配接口为所述装置架构的可定义重构的部件,包含一个或多个通信器件的组合,实现与物理网络资源的灵活互联与数据通信,并支持多种网络访问环境,云处理单元将提取的数据进行读写,保存在本地硬盘上,包括名字空间、访问控制信息和应用数据到文件的映射信息,以及文件当前所在的位置。所述装置对基于云计算的三网融合云服务应用数据迁移和处理具有控制能力,涉及到可靠性、可用性、保密性、完整性、真实性等终端信息安全技术的支撑。因此,所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置在云服务应用的数据通信连接建立、迁移维持和访问释放上建立可控机制,包括:
数据完整保密:通过对所访问云服务应用数据迁移的源、目的地址、端口等信息进行完整性检测,主动发现数据是否遭到破坏,有效杜绝传输数据的缺省、提高可靠性。
访问认证控制:建立完备的访问控制机制,在终端与云服务通讯之前相互确认系统的合法身份;在云服务和终端之间进行数据、事件以及命令的交互,可通过应用逻辑与底层数据传输通信机制得以相互隔离,防止未授权云节点的反向入侵,保证安全性。
综上,所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置提供蕴涵式的云服务接入访问框架,可定义和灵活提供终端接入访问的网络接口,基于终端嵌入式系统的资源调度机制,所提供自定义的数据处理类型和网络适配接口开发设计方法,具有成本低、易扩展的特性,有助于终端的集成实现、应用维护,并将其快速部署到逐渐扩展的基于云计算的三网融合云服务资源整合架构中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置,作为终端嵌入式系统与云服务端之间的连接装置,终端嵌入式系统包括终端系统主控单元和终端系统接入装置,云服务端包括三网融合云服务系统、云服务资源数据库和云节点服务器,其特征在于,包括:云接入单元、云处理单元和适配接口,云接入单元和云处理单元分别通过总线接口与终端嵌入式系统主控单元相连;云接入单元和云处理单元包括若干功能模块,各功能模块之间采用统一的接口,并根据业务应用需求对各模块进行扩展或裁减;终端嵌入式系统主控单元根据三网融合应用终端的需求通过接口调用相应功能模块并组装成符合需求的服务提供给三网融合应用终端;
所述云接入单元,为三网融合应用终端提供接入云服务端的交互界面,通过连接的终端系统主控单元设置网络适配接口,使网络适配接口支持三网融合应用终端配置和管理接入基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构物理网络环境;向三网融合云服务系统发送注册、登录及业务应用服务请求信息;将三网融合云服务系统返回的响应信息转发给云处理单元,所述响应信息包括云服务的授权、认证和登录管理信息;
所述云处理单元,根据云接入单元转发的云服务授权、认证和登录管理信息,对云服务资源的数据迁移方式进行动态配置,并将配置信息通过云接入单元返回三网融合云服务系统;获取三网融合云服务系统生成的与配置信息相应的业务列表,向终端嵌入式系统发出调用计算资源请求并转发业务列表;业务列表包括服务资源在云服务资源数据库中的数据源信息;
所述终端嵌入式系统,根据云处理单元提供的调用计算资源请求和业务列表,通过终端系统主控单元从业务列表中选择所需的三网融合云服务,根据调度业务列表中的数据源信息从云服务资源数据库调用相应的处理资源。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置,其特征在于,所述云接入单元包括网络接口模块、数据收发模块和通信转换模块,网络接口模块实现云接入单元与云网络之间的通信;数据收发模块实现云接入单元内部功能模块之间的数据传输以及云接入单元与云处理单元、终端嵌入式系统和云网络间的数据传输;通信转换模块将来自不同网络的数据都转换为统一格式的转发数据包,并采用基于优先级的调度机制完成转发,实现各种子网通信协议与TCP/IP协议的转换,以及各种子网通信协议相互之间的转换;所述云处理单元包括数据处理模块、数据转发模块和任务调度模块,任务调度模块通过通信接口与终端嵌入式系统的终端系统主控单元相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置,其特征在于,所述云接入单元包括二次开发接口,为三网融合应用终端访问云服务提供接入适配;二次开发接口通过网络适配接口聚合,实现对外网应用访问的接入适配。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置,其特征在于,还包括若干本地通信子网适配接口,每个本地通信子网适配接口分别与相应的云服务器节点适配。
5.根据权利要求2所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入装置,其特征在于,所述网络接口模块分别与通信扩展模块和通信协议转换模块,适配支持基于云计算的的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网的异构网络不同物理网络环境的接入适配,其适配方式包括:对电信网及互联网基于TCP/IP协议的有线、无线适配接入、对广电网及互联网基于TCP/IP协议的有线适配接入。
6.一种基于云计算的三网融合应用终端接入实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)三网融合云服务系统以虚拟的云网络环境实现对云服务端的部署和管理,包括:将软件、硬件和服务共同纳入云服务资源数据库,通过云网络分布部署的云节点服务器作为三网融合云服务系统的节点部件,通过多个网络访问接口提供三网融合对终端的应用服务交付;将各种网络访问接口和云服务资源数据库转换为终端嵌入式系统可处理应用的业务功能;将基于云计算的虚拟互联网、虚拟电信网和虚拟广播电视网所属的异构网络环境抽象为网络适配接口利用标准的通信协议可识别和定义配置后可自适应的系统物理连接和数据端口;
(2)终端嵌入式系统通过所述基于云计算的三网融合应用终端接入装置与云服务端进行交互,将网络适配接口作为所述装置架构的可定义重构的部件,包含一个或多个通信器件的组合,实现与物理网络资源的互联与数据通信,并支持多种网络访问环境;
(3)云接入单元和云处理单元与终端嵌入式系统之间采用抽象映射;云接入单元通过网络适配接口获取来自不同网络的数据,并将获取的数据转换为统一格式的转发数据包;实现各种子网通信协议与TCP/IP协议的转换,以及各种子网通信协议相互之间的转换;建立基于优先级的调度机制,定义各数据包的优先级,并根据数据包的优先级完成转发;
(4)云接入单元通过终端系统主控单元接收三网融合应用终端发送的注册、登录及业务应用服务请求,并将其发送至三网融合云服务系统;三网融合云服务系统根据请求信息生成响应信息,包括云服务的授权、认证和登录管理信息;
(5)云处理单元对云服务数据进行提取、转换和加载,包括:
数据抽取:云处理单元根据三网融合云服务系统的响应信息,对云服务资源的数据迁移方式进行动态配置,并将配置信息通过云接入单元返回三网融合云服务系统;三网融合云服务系统生成与配置信息相应的业务列表,云处理单元向终端嵌入式系统发出调用计算资源请求并转发业务列表,业务列表包括服务资源在云服务资源数据库中的数据源信息;云处理单元从云服务系统资源数据库抽取业务列表需要的数据;
数据转换:云处理单元将从云服务系统资源数据库获取的数据按照业务应用需求,转换成终端系统目的数据源要求的形式;
数据加载:将转换后的数据加载到终端嵌入式系统,三网融合应用终端通过下载数据实现目的数据应用。
7.根据权利要求6所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入实现方法,其特征在于,所述步骤(3)包括:在云接入单元中添加网络接口,通过网络接口规范描述用户访问所需遵循的通信接口规范,规定用户访问云服务所使用的语言、参数、命名域,服务应用响应及云网络基础等返回信息的格式和内容。
8.根据权利要求7所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入实现方法,其特征在于,所述步骤(3)还包括:云接入单元和云处理单元提供的具体应用服务根据网络接口规定的标准协议或规范划分为不同的松耦合的功能模块,各模块间采用统一的接口,并根据业务应用服务请求编排成不同的服务以供业务应用调用;根据基于云计算的三网融合服务应用的需要,将接入应用功能以任务的形式封装,为终端嵌入式系统访问云服务提供二次开发接口,二次开发接口为终端嵌入式系统的应用所调用,并通过网络适配接口的聚合,实现对外网应用访问的接入适配。
9.根据权利要求7所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入实现方法,其特征在于,还包括步骤:将云服务资源数据库设计为键值对模式,云处理单元将三网融合应用终端发送应用服务请求任务分割多个子任务,并定义流程函数来处理子任务键值对的整合;云处理单元中的多个功能模块根据子任务从相应的业务列表数据源中选择所需的数据,并生成键值对集合形式的中间结果,并生成键值对集合形式的中间结果,之后将所有中间结果进行合并,完成任务的处理。
10.根据权利要求7所述的一种基于云计算的三网融合应用终端接入实现方法,其特征在于,所述步骤(5)按业务列表的数据转换过程中还包括:通过数据流实现同步或异步的数据转换,数据流由一组预定义的顺序执行的多个转换操作组成,起点为数据源,终点为数据目的地;对数据流中的数据源、数据目的地的地址、端口信息进行完整性检测,发现数据是否遭到破坏,当检测到数据不完整时,重新运行数据提取步骤。
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