CN107426205A - 面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法，包括：播发平台基于TCP/UDP协议向用户提供差分数据产品播发服务；播发平台将用户均衡至TCP服务器或UDP服务器连接，播发服务器对用户进行鉴权，若鉴权成功则基于用户发送的服务请求向用户提供差分数据产品播发服务；播发平台与用户之间保持长连接，连接时播发平台周期性地发送差分数据产品至用户。本发明可以使高并发用户访问下的差分数据产品播发服务更为高效，用户获取差分数据产品更为灵活。

Description

面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法
技术领域
本发明涉及一种数字信息传输技术，特别是一种面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法。
背景技术
卫星导航技术是目前最常用的导航定位技术，已经广泛应用于陆地、海洋、天空、太空的各类军事及民用领域，现有的四大全球卫星导航系统为北斗、GPS、GLONASS和GALILEO。仅使用导航卫星进行实时单点定位，其定位精度在10米左右，若通过地面若干基准站对导航卫星实时观测，基于观测值对卫星的钟差、轨道，电离层延迟等信息进行修正，将修正信息封装至差分数据产品中，再通过各种途径将差分数据产品播发至用户，用户结合差分数据产品与导航卫星的原始观测值可将实时定位精度提升至米级、分米级甚至厘米级，在极大地提高用户定位精度的同时也会催生更多高精度位置服务应用。
差分数据产品播发至用户是整个增强精度流程中重要的一个环节，目前基于移动互联网的播发机制通常遵循NTRIP(Networked Transport of RTCM via InternetProtocol)协议。
基于NTRIP协议的播发系统通常由NtripSource、NtripServer、NtripCaster、NtripClient四部分组成，其中NtripSource和NtripServer，负责将差分数据产品的产生并提交至NtripCaster；NtripCaster一般是一台固定IP地址的服务器，负责接收NtripServer产生的各类差分数据产品，将不同的差分数据产品放置在不同的挂载点上，处理NtripClient的接入请求，向其发送所请求挂载点的差分数据产品；NtripClient即通常意义上的用户，通过接入NtripCaster以获取差分数据产品，实现高精度定位。
传统的高精度定位只在测绘、农业、地震等少数几个行业应用，其面向的用户较少，差分数据产品类别也不多，NTRIP协议可以较好的满足播发需求。而随着大众用户在交通出行、车辆监控等领域对定位精度的要求越来越高，播发系统所服务的用户数将会井喷式增长，在面向高并发用户访问时，NTRIP协议会面临如下挑战：
(1)NTRIP协议基于TCP协议，在播发过程中NtripCaster与NtripClient保持长连接，随着并发访问用户数的增加，服务器上保持的长连接数也会相应的增加，当并发访问用户数增加到一定数量时，服务器会由于空闲的连接资源不足而崩溃，导致播发服务的终止。
(2)NTRIP协议将不同的差分数据产品及其组合放置在不同的挂载点上，未来随着差分数据产品种类的增加，各类差分数据产品的组合将会呈指数型增长，而挂载点不可能无限制增加，同时大量的挂载点也给用户获取所需的差分数据产品带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法，以显著降低高并发访问下的计算机资源消耗，提高播发效率。
实现本发明目的的技术方案为：一种面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法，包括
播发平台基于TCP/UDP协议向用户提供差分数据产品播发服务；
播发平台基于用户连接方式将用户与TCP服务器或UDP服务器连接，播发服务器对用户进行鉴权，若鉴权成功则基于用户发送的服务请求向用户提供差分数据产品播发服务；
播发平台与用户之间保持长连接，连接时播发平台周期性地发送差分数据产品至用户。
采用上述方法，至少对用户的连接协议、差分数据产品范围、播发频率进行鉴权：若连接协议与播发服务器不匹配，则鉴权失败，若差分数据产品范围与用户可播发的差分产品权限不符，则鉴权失败，若播发频率超出用户规定的最高播发频率，则鉴权失败。若鉴权失败，播发服务器拒绝此次差分数据产品播发服务请求。
采用上述方法，播发服务器向用户提供差分数据产品播发服务的方法为：播发服务器向该用户发送一次完整的差分数据产品后按照服务选项中的播发间隔要求周期性地向其发送对应的差分数据产品。
采用上述方法，TCP服务器自动保持该用户的在线状态。
采用上述方法，用户在规定时间内向UDP服务器发送心跳包建立长连接。
采用上述方法，服务请求至少包括用户名、用户类型、服务选项、授权码。服务选项中包括播发间隔和所需差分数据产品种类。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)本发明采取基于TCP/UDP相结合的播发方式，且对用户进行分类，对于少部分重要用户基于TCP协议提供服务，而对于大部分大众用户基于UDP协议提供服务，通过心跳包机制实现基于UDP协议的长连接，以降低对计算机资源的需求，提高播发效率；(2)在用户请求中加入服务选项这一字段，用户将自己所需的差分数据产品种类及播发间隔写入服务选项中，从而播发平台直接根据请求向其提供对应差分数据产品，减少了用户获取挂载点信息这一交互步骤，提高了播发效率，支撑向用户提供更多种类的差分数据产品。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明基于负载均衡的TCP/UDP播发服务器集群架构示意图。
具体实施方式
结合图2，本发明中搭建基于负载均衡的播发平台服务器集群，包括基于TCP协议的服务器集群和基于UDP协议的服务器集群。播发平台在统一的IP地址或域名上向用户提供服务；各类用户已完成注册，平台数据库存有用户注册及分类等信息。
服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就像是只有一个服务器。集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。
TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)，是OSI(Open SystemInterconnection，开放式系统互联)参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
结合图1，实现本发明目的得具体过程在于：
步骤S101，用户向播发平台发送服务请求；
步骤S102，播发平台将用户均衡至TCP或UDP播发服务器；
步骤S103，播发服务器对用户进行鉴权，若鉴权通过向用户提供差分数据产品播发服务；
步骤S104，结束提供服务。
具体地，在步骤S101中，服务请求包括用户名、用户类型、服务选项、授权码，其中服务选项中包括播发间隔和所需差分数据产品种类。当用户第一次与服务器连接时，服务器发送密码至用户，用户凭借密码与服务器建立连接。服务器发送密码的同时发送授权码，用户在第一次与服务器建立连接后的再与服务器连接时通过授权码与服务器建立连接，若授权码与服务器发送的授权码匹配成功，则建立连接。
在步骤S103中，所谓鉴权即播发服务器对用户的连接方式和服务选项进行判断是否满足播发需求，若满足需求则提供差分数据产品播发服务，否则拒绝用户提出的服务请求。其中连接方式指连接协议，分为TCP连接协议和UDP连接协议。表1中实例了若干中用户，及用户对应的连接协议、可播发的差分数据产品和最高播发频率(即播发间隔)。
若连接协议与播发服务器不匹配，则鉴权失败，
若差分数据产品范围与用户可播发的差分产品权限不符，则鉴权失败，
若播发频率超出用户规定的最高播发频率，则鉴权失败
表1
步骤S103中，播发服务器向用户提供差分数据产品播发服务的方法为：播发服务器向该用户发送一次完整的差分数据产品后按照播发间隔要求周期性地向其发送对应的差分数据产品。
步骤S103中，播发平台与用户之间保持长连接，长连接的保持方法为：
对于TCP连接，服务器自动保持该用户的在线状态，周期性地发送对应的差分数据产品；
对于UDP连接，用户需要在规定时间内向服务器发送心跳包，以维持该用户的在线状态，服务器周期性地向在线用户发送差分数据产品。
在步骤S104中，当TCP服务器检测到用户连接断开，释放该连接，结束本次播发服务流程；当UDP服务器在规定时间内未收到用户的心跳包，将该用户设置为离线状态，结束本次播发服务流程。
实施例
下面以C类用户获取播发服务为例进行说明，用户分类及各类用户的服务权限见表1。
实施中，C类用户基于TCP协议第一次向播发平台发送服务请求，服务选项中请求的差分数据产品为高频钟差改正产品、轨道改正产品、电离层球谐改正产品，请求的播发频率分别为1s、1s、30s，播发平台收到请求后将该请求均衡至TCP播发服务器，服务器鉴权通过后发现该用户为C类用户，与规定的连接协议不符，向该用户发送拒绝请求响应，响应中包含拒绝原因。
实施中，C类用户基于UDP协议第二次向播发平台发送服务请求，服务选项中请求的差分数据产品和播发频率与第一次请求中相同，播发平台收到请求后将该请求均衡至UDP播发服务器，服务器鉴权通过后发现该用户为C类用户，虽然连接协议符合要求，但其所请求的高频钟差改正产品与C类用户可播发的差分产品权限不符，且请求的轨道改正产品播发频率超过C类用户规定的最高播发频率，向该用户发送拒绝请求响应，响应中包含拒绝原因。
实施中，C类用户基于UDP协议第三次向播发平台发送服务请求，服务选项中请求的差分数据产品为普通钟差改正产品、轨道改正产品、电离层球谐改正产品，请求的播发频率为2s、2s、30s。播发平台收到请求后将该请求均衡至UDP播发服务器，服务器鉴权通过后发现该用户为C类用户，连接协议符合要求，所请求的差分数据产品在可播发的差分数据产品范围之内，播发频率满足要求，向该用户发送同意请求响应，并立刻向其发送一次普通钟差改正产品、轨道改正产品、电离层球谐改正产品，之后按照所请求的播发频率周期性地播发上述三类产品。C类用户在接收差分数据产品的同时，周期性地向服务器发送心跳包，服务器收到心跳包后将该用户置为在线。若服务器在规定时间内未收到C类用户的心跳包，则判定用户已与服务器断开连接，从而停止向用户发送差分数据产品，结束本次播发服务。

Claims (10)

1.一种面向高并发用户访问的差分数据产品高效播发方法，其特征是在于，包括：
播发平台基于TCP/UDP协议向用户提供差分数据产品播发服务；
播发平台将用户均衡至TCP服务器或UDP服务器连接，播发服务器对用户进行鉴权，若鉴权成功则基于用户发送的服务请求向用户提供差分数据产品播发服务；
播发平台与用户之间保持长连接，连接时播发平台周期性地发送差分数据产品至用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少对用户的连接协议、差分数据产品范围、播发频率进行鉴权；
若连接协议与播发服务器不匹配，则鉴权失败，
若差分数据产品范围与用户可播发的差分产品权限不符，则鉴权失败，
若播发频率超出用户规定的最高播发频率，则鉴权失败；
若鉴权失败，播发服务器拒绝此次差分数据产品播发服务请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，播发服务器向用户提供差分数据产品播发服务的方法为：播发服务器向该用户发送一次完整的差分数据产品后按照播发间隔要求周期性地向其发送对应的差分数据产品。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，TCP服务器自动保持该用户的在线状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用户在规定时间内向UDP服务器发送心跳包建立长连接。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当TCP服务器检测到用户连接断开，释放该连接，结束本次播发服务流程。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当UDP服务器在规定时间内未收到用户的心跳包，将该用户设置为离线状态，结束本次播发服务流程。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，服务请求至少包括用户名、用户类型、服务选项、授权码。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，服务选项中包括播发间隔和所需差分数据产品种类。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，播发平台通过服务集群向用户提供差分数据产品播发服务，服务集群包括包括基于TCP协议的服务器集群和基于UDP协议的服务器集群。
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