CN107995272A - 一种通信数据交换方法、装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信数据交换方法、装置和一种计算机可读存储介质，简化系统结构，降低业务模块的复杂度。所述通信数据交换方法包括：通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接；当所述通信交换模块接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。本发明实施例方案通过增加通信交换模块，其他所有的业务模块都只和该通信交换模块进行逻辑通信和数据交换，将系统中逻辑通信的网状连接变成了星型连接，使得逻辑通信的复杂度不会因为业务模块的增加而增加，使系统的实现和维护都变得简单、高效。

Description

一种通信数据交换方法、装置和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及轨道交通自动化技术领域，尤指一种通信数据交换方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

在轨道交通领域，有列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，简称ATS)、电力监控系统(Power Supervisory Control And Data Acquisition system，简称PSCADA)、环境与设备监控系统(Building Automatic System，简称BAS)、综合监控系统(Integrated Supervisory and Control System，简称ISCS)等自动化系统。这些系统有个共同的特点，就是要实现监视和控制的功能。这种监控类的系统在系统结构上都是由多个监控工作站和一组服务器组成的。监控工作站实现了用户接口，为用户提供设备监视、设备操作等功能；服务器作为整个系统的核心，负责系统中各种业务数据的运算、缓存、发布、存储、查询等逻辑处理。

在现有技术中，由于这种监控系统功能多而复杂，因此，在系统设计上一般都会采用模块化的设计方法，将整个系统按照功能划分为多个业务模块，需要进行数据交互的两个业务模块之间采用C/S结构进行Socket网络通信，一个业务模块为TCP客户端，另一个业务模块为TCP服务端。由于业务功能间存在着一定的耦合关系，当业务模块划分的细而多时，模块间都可能会存在TCP连接，每个业务模块都可能有一个TCP服务端和多个TCP客户端，导致了整个系统的逻辑通信变得异常复杂；当业务模块划分的粗而少时，系统的逻辑通信变得简单了，但是由于模块化颗粒度不够，又导致了系统稳定性差、可靠性低、维护困难等问题。另外，由于每个业务模块都需要考虑Socket网络通信，使得业务模块变得复杂、软件开发效率降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信数据交换方法、装置和一种计算机可读存储介质，简化系统结构，降低业务模块的复杂度。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种通信数据交换方法，包括：

通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接；

当所述通信交换模块接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。

可选地，所述通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接后，所述方法还包括：所述通信交换模块接收所述一个或多个业务模块的订阅信息并保存；

所述根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块，包括：

所述通信交换模块查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照所述目的地址将所述数据包转发到相应的业务模块，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块。

可选地，所述将数据包特征信息中的内容与保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块，包括：

将特征信息中的数据包功能码与保存的订阅信息中的数据包功能码进行匹配，以及将特征信息中的源地址与保存的订阅信息中的源地址进行匹配，如果均匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。

可选地，所述通信交换模块与所有业务模块建立连接，包括：所述业务模块上设置有接口单元，所述业务模块通过所述接口单元与所述通信交换模块建立连接。

可选地，所述通信交换模块设置于监控系统的服务器上，所述业务模块位于监控系统的服务器和/或工作站上。

为了达到本发明目的，本发明还提供了一种通信数据交换装置，包括：

连接单元，用于与一个或多个业务模块建立连接；以及

转发单元，用于在接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。

可选地，所述连接单元还用于在与一个或多个业务模块建立连接后，接收所述一个或多个业务模块的订阅信息并保存；

所述转发单元根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块，包括：所述转发单元查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照所述目的地址将所述数据包转发到相应的业务模块，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与所述连接单元保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块。

可选地，所述转发单元将数据包特征信息中的内容与所述连接单元保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块，包括：

所述转发单元将特征信息中的数据包功能码与订阅信息中的数据包功能码进行匹配，以及将特征信息中的源地址与保存的订阅信息中的源地址进行匹配，如果均匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。

为了达到本发明目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

在现有技术中，监控系统中任意两个业务模块间都可能存在逻辑通信，导致了整个系统中的逻辑通信连接变成了网状，实现和维护都变得异常复杂；每个业务模块都需要考虑逻辑通信的实现，使得业务模块也变得复杂，降低了软件开发的效率，增加了软件维护的难度。本发明方案在系统中增加通信交换模块，其他所有的业务模块都只和该通信交换模块进行逻辑通信和数据交换，将系统中逻辑通信的网状连接变成了星型连接，使得逻辑通信的复杂度不会因为业务模块的增加而增加，使系统的实现和维护都变得简单、高效；各个业务模块无须考虑过多的逻辑通信的实现，仅通过一个通用的、标准的接口单元即可很容易地完成与通信交换模块的逻辑通信和数据交换。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例一方法流程图；

图2为本发明实施例二装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

本实施例描述一种通信数据交换方法，如图1所示，包括：

步骤1，通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接；

所述多个包括两个和两个以上。

步骤2，当所述通信交换模块接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。

通过上述方案可见，系统中的通信功能与业务功能分离。通信交换模块作为系统的通信中心，与其他业务模块呈星型连接，只负责系统中的逻辑通信和提供数据交换服务，不考虑具体的业务功能。而业务模块完成与通信交换模块的逻辑连接后，则仅专注于业务功能的实现，无须过多地考虑通信的实现。采用本发明方案，简化了系统的程序结构，通信代码与业务代码相对独立、互不干扰，使得系统的维护变得更加简单、容易，开发效率也更高。增加新的业务模块也不会影响其他业务模块的通信功能，增强了系统的可扩展性。

在上述方案中，所述通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接后，所述方法还包括：所述通信交换模块接收所述一个或多个业务模块的订阅信息并保存；业务模块的订阅信息用于表示该业务模块所需要数据包的特征信息，包括数据包功能码和源地址。

所述根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块，包括：

所述通信交换模块查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照所述目的地址将所述数据包转发到相应的业务模块(点对点转发)，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块(按订阅转发)。

点对点转发时，通信交换模块将特征信息中的目的地址与其他业务模块的通信地址进行匹配计算，如果匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。通过目的地址匹配，可以实现对任一业务模块所有数据包的订阅。

按订阅转发时，通信交换模块遍历保存的各业务模块的订阅信息，将特征信息中的数据包功能码与保存的订阅信息中的数据包功能码进行匹配，以及将特征信息中的源地址与保存的订阅信息中的源地址进行匹配，如果匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。通过数据包功能码匹配，可以实现对任一业务模块中部分数据包的订阅。

如果没有匹配成功，则表示没有需要该数据包的业务模块，丢弃该数据包。

所述数据包的特征信息由发送该数据包的业务模块添加，所述特征信息包括：数据包功能码、源地址、目的地址(可选)。其中，数据包功能码用于标识数据包的功能特征，源地址用于标识数据包来源的通信地址，目的地址用于标识数据包目的地的通信地址。上述通信地址可以唯一地标识一个业务模块，通信交换模块可通过通信地址方便、准确地识别各业务模块。

在上述方案步骤1中，所述通信交换模块与所有业务模块建立连接，包括：所述业务模块上设置有接口单元，所述业务模块通过所述接口单元与所述通信交换模块建立连接。所述接口单元可以采用软件实现，例如通过一个通用的、标准化的接入库来实现，只要业务模块调用了该接入库即可建立与通信交换模块的连接。采用标准化设计，可以使得接入库能够在其他系统中完全复用。

业务模块有专门的业务程序协议，用于完成业务模块间的数据交互。为了让业务模块与通信交换模块完成逻辑通信，并能让通信交换模块完成具体数据包转发的功能，采用会话层通信协议来完成对业务程序协议的封装。业务模块在向通信交换模块发送数据前，使用会话层通信协议封装数据，在数据包包头中填入转发标识，即数据包的特征信息。

可选地，所述通信交换模块设置于监控系统的服务器上，所述业务模块位于监控系统的服务器和/或工作站上。

相比于既有的系统，本实施例方案将系统中业务模块间的逻辑通信由复杂的网状结构简化成了星型结构，使系统中的程序结构变得简单、易于理解，提高了系统的可维护性、可扩展性、可复用性。

实施例二

本实施例描述实现上述实施例一方法的通信数据交换装置，上述实施例一中的描述也适用于本实施例，同理，本实施例中的描述也适用于上述实施例一。如图2所述，所述装置包括连接单元21和转发单元22，其中：

所述连接单元21，用于与一个或多个业务模块建立连接；

所述转发单元22，用于在接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。

在一个可选实施例中，所述连接单元21还用于在与一个或多个业务模块建立连接后，接收所述一个或多个业务模块的订阅信息并保存；

所述转发单元22根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块，包括：所述转发单元22查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照所述目的地址将所述数据包转发到相应的业务模块，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与所述连接单元保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块。

其中，所述转发单元22将数据包特征信息中的内容与所述连接单元保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块，可以采用以下方式：

所述转发单元22将特征信息中的数据包功能码与订阅信息中的数据包功能码进行匹配，以及将特征信息中的源地址与保存的订阅信息中的源地址进行匹配，如果均匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。

此外还可以采取其他方式，例如仅匹配数据包功能码。

上述实施例一方法还可采用计算机程序实现，实现上述实施例一方法的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质上。

应用示例

下面结合具体实现对本发明实施例作进一步说明。

在本示例中，通信交换模块和业务模块接入库支持在多种系统平台(Windows平台、Linux平台、Unix平台)下运行，提高系统的扩展性和可复用性。相应地，通信交换模块与其他业务模块间支持多种Socket连接方式，不仅支持AF_INET类型的Socket连接，而且在Linux/Unix平台的同一个机器内部，还支持AF_UNIX类型的Socket连接，AF_UNIX类型的Socket连接的传输效率大于AF_INET，可以保证机器内部的业务模块能够快速地收发数据包。

在本示例中，通信交换模块为Socket通信的服务端，所有业务模块均为Socket通信的客户端。业务模块向通信交换模块发起Socket连接请求，通信交换模块收到业务模块的连接请求后，缓存这个业务模块的通信地址信息；业务模块与通信交换模块一旦连接成功，即向通信交换模块发送订阅信息，通信交换模块收到业务模块的订阅信息后，维护着这个业务模块的订阅信息。业务模块的通信地址信息和订阅信息为通信交换模块进行数据包转发提供了必要条件。

业务模块生成数据包，随后调用接入库自动地填入数据包特征信息。数据包的特征信息为通信交换模块进行数据包转发提供了必要条件。所述通信交换模块收到数据包后，查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照目的地址将数据包转发到相应的业务模块，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与本地维护的各业务模块的订阅信息进行匹配，将数据包发送给匹配成功的业务模块。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理单元的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种通信数据交换方法，其特征在于，包括：

通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接；

当所述通信交换模块接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述通信交换模块与一个或多个业务模块建立连接后，所述方法还包括：所述通信交换模块接收所述一个或多个业务模块的订阅信息并保存；

所述根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块，包括：

所述通信交换模块查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照所述目的地址将所述数据包转发到相应的业务模块，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述将数据包特征信息中的内容与保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块，包括：

将特征信息中的数据包功能码与保存的订阅信息中的数据包功能码进行匹配，以及将特征信息中的源地址与保存的订阅信息中的源地址进行匹配，如果均匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述通信交换模块与所有业务模块建立连接，包括：所述业务模块上设置有接口单元，所述业务模块通过所述接口单元与所述通信交换模块建立连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述通信交换模块设置于监控系统的服务器上，所述业务模块位于监控系统的服务器和/或工作站上。

6.一种通信数据交换装置，其特征在于，包括：

连接单元，用于与一个或多个业务模块建立连接；以及

转发单元，用于在接收到业务模块发送的数据包后，根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述连接单元还用于在与一个或多个业务模块建立连接后，接收所述一个或多个业务模块的订阅信息并保存；

所述转发单元根据所述数据包的特征信息确定将所述数据包转发给哪个业务模块，包括：所述转发单元查找数据包特征信息中是否有目的地址，如果有，则按照所述目的地址将所述数据包转发到相应的业务模块，如果没有，则将数据包特征信息中的内容与所述连接单元保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述转发单元将数据包特征信息中的内容与所述连接单元保存的订阅信息进行匹配，将所述数据包发送给匹配成功的业务模块，包括：

所述转发单元将特征信息中的数据包功能码与订阅信息中的数据包功能码进行匹配，以及将特征信息中的源地址与保存的订阅信息中的源地址进行匹配，如果均匹配成功，则将该数据包发送给匹配成功的业务模块。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。