CN108924879B - 一种用于无线物联网的负载均衡方法 - Google Patents

一种用于无线物联网的负载均衡方法 Download PDF

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Abstract

一种用于无线物联网的负载均衡方法，包括：S1、网关向云端请求节点设备列表，云端返回节点设备列表；S2、节点设备通过网关上线；S3、网关发现该节点设备属于潜在的设备，并将其记录在潜在设备列表里；S4、根据网关的上线情况，更新网关的节点设备列表和潜在设备列表；S5、云端收到网关发送的节点设备列表和潜在设备列表，根据网关的负载情况和潜在设备的数量来确定节点设备是否需要更换所连接的网关，如需要更换则由云端下发更换网关的命令；S6、节点设备接收到更换网关的命令后，根据该命令更改要连接的网关地址，重新发起实名连接请求。所述方法平衡了网关的负载，避免了负载不均使得网关老化、寿命缩短的问题。

Description

一种用于无线物联网的负载均衡方法
技术领域
本公开属于物联网通信领域，特别涉及一种用于无线物联网的负载均衡方法。
背景技术
现有技术中，硬件厂家只是单一的提高网关的质量，而并不考虑多个网关之间的负载均衡问题，这就使得在相邻的两个网关中，一些网关长期处于高负荷工作状态，而另外一些网关则处于空闲状态，导致在高负荷工作的网关下的节点设备都长期处于高延迟的状态，如果再有新的节点设备连接至处于高负荷工作的网关时，更加剧恶化通信网络环境。而且，网关在高负荷工作状态，由于要不停的接收、回复节点设备，加剧网关老化。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提供了一种用于无线物联网的负载均衡方法，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
S1、第一网关向云端请求节点设备列表，云端返回该第一网关的节点设备列表；第二网关向云端请求节点设备列表，云端返回该第二网关的节点设备列表；
S2、节点设备上电初始化，如果该节点设备有设备标识，则该节点设备广播进行实名发现请求，所述第一网关查找节点设备路由表，如果存在则响应，该节点设备获得该第一网关的地址；该节点设备收到所述第一网关回应后，发起实名连接请求，如果该节点设备实名连接成功则发送订阅请求，所述第一网关以自己的身份向云端订阅，该节点设备订阅成功后开启心跳包；
S3、所述第二网关发现该节点设备属于该第二网关的潜在的设备，并将其记录在潜在设备列表里；
S4、根据第一网关和第二网关的上线情况，更新第一网关和第二网关的节点设备列表和潜在设备列表，具体步骤是：
S41、判断网关是否有绑定的节点设备，如果有绑定的节点设备则执行步骤S42；
S42、判断该节点设备是否通过所述网关上线，如果是则执行步骤S43，如果否则执行步骤S44；
S43、更新该网关的节点设备列表；
S44、更新该网关的潜在设备列表；
S5、云端收到该第一网关发送的更新后的节点设备列表和该第二网关发送的更新后的节点设备列表和潜在设备列表，根据该第一网关和该第二网关的负载情况和潜在设备的数量来确定该节点设备是否需要更换所连接的所述第一网关，如果需要更换则由云端下发更换网关的命令；
S6、该节点设备接收到所述第一网关转发的所述更换网关的命令后，根据该命令更改要连接的网关地址，重新发起实名连接请求。
通过上述技术方案，本公开能够动态的调节节点设备所要连接的网关，平衡网关的负载，避免负载不均导致网关长期处于高负荷状态而使网关使用寿命缩短的问题。
附图说明
图1是本公开一个实施例中所提供的一种用于无线物联网网关的负载均衡方法的流程示意图；
图2是本公开一个实施例中一个负载较轻的网关上线后，节点设备更换网关示意图；
图3是本公开一个实施例中节点上线后连接到一个负载较重的网关后，节点设备更换网关示意图；
图4是本公开一个实施例中一个网关发生故障后节点重新选择一个网关连接，然后上线示意图。
具体实施方式
参见图1，在一个实施例中，其公开了一种用于无线物联网的负载均衡方法，包括以下步骤：
S1、第一网关向云端请求节点设备列表，云端返回该第一网关的节点设备列表；第二网关向云端请求节点设备列表，云端返回该第二网关的节点设备列表；
S2、节点设备上电初始化，如果该节点设备有设备标识，则该节点设备广播进行实名发现请求，所述第一网关查找节点设备路由表，如果存在则响应，该节点设备获得该第一网关的地址；该节点设备收到所述第一网关回应后，发起实名连接请求，如果该节点设备实名连接成功则发送订阅请求，所述第一网关以自己的身份向云端订阅，该节点设备订阅成功后开启心跳包；
S3、所述第二网关发现该节点设备属于该第二网关的潜在的设备，并将其记录在潜在设备列表里；
S4、根据第一网关和第二网关的上线情况，更新第一网关和第二网关的节点设备列表和潜在设备列表，具体步骤是：
S41、判断网关是否有绑定的节点设备，如果有绑定的节点设备则执行步骤S42；
S42、判断该节点设备是否通过所述网关上线，如果是则执行步骤S43，如果否则执行步骤S44；
S43、更新该网关的节点设备列表；
S44、更新该网关的潜在设备列表；
S5、云端收到该第一网关发送的更新后的节点设备列表和该第二网关发送的更新后的节点设备列表和潜在设备列表，根据该第一网关和该第二网关的负载情况和潜在设备的数量来确定该节点设备是否需要更换所连接的所述第一网关，如果需要更换则由云端下发更换网关的命令；
S6、该节点设备接收到所述第一网关转发的所述更换网关的命令后，根据该命令更改要连接的网关地址，重新发起实名连接请求。
在这个实施例中，云端通过网关的负载情况和潜在设备的数量来动态调节网关，平衡网关的负载，优化了通信网络环境，避免了网关老化、寿命缩短的问题。
在另一个实施例中，步骤S1之前还包括以下步骤：所述第一网关和所述第二网关上电初始化，若所述第一网关或所述第二网关没有注册信息，则进行相应的注册。
在另一个实施例中，步骤S3中潜在的设备是第二网关通过发送广播发现的。
在另一个实施例中，步骤S1进一步包括：如果所述节点设备没有设备标识，进行所述节点设备请求匿名连接和匿名注册，所述第一网关向云端转发该节点设备的注册请求，云端响应该注册请求并返回所述设备标识，所述第一网关转发来自云端的响应后，该节点设备把返回的所述设备标识写入存储器。
在另一个实施例中，设备标识被写入的存储器是Flash。
在另一个实施例中，所述潜在的设备是指已经连接别的网关，但是也可以连接本网关的设备。
在另一个实施例中，步骤S4中如果该网关没有绑定的节点设备则执行以下步骤：等待节点设备的匿名连接或云端推送列表；
在另一个实施例中，步骤S4更新所述节点设备列表和更新所述潜在设备列表之后执行步骤：等待节点设备连接或云端推送更新列表。
在另一个实施例中，其中所述潜在设备列表中存有节点设备的地址。
在另一个实施例中，其中所述订阅请求是基于MQTT协议的订阅请求。
参见图2，在另一个实施例中，网关2处于关机状态，节点设备通过网关1上线，网关1已经连接了7个子设备，网关2上线，连接了3个设备，同时发现1个潜在设备，网关2上线后上报设备列表和潜在设备列表，云端根据设备列表判断网关的负载情况：网关1有7个子设备，网关2有3个子设备，云端下发指令，通过网关1告诉潜在设备去连接网关2。在另一个实施例中，如果网关2有两个潜在设备，云端根据负载情况会下发指令让这2个潜在设备都去连接网关2，这样网关1和网关2都是连接了5个节点设备。
参见图3，在另一个实施例中，网关1在线，已经连接7个设备，没有发现潜在设备，网关2在线，已经连接了16个设备。节点设备上电后连接至网关2，网关2将节点设备上线的消息发送至云端，网关1的潜在设备列表发生变化，网关1将更新的潜在设备列表发送至云端。云端根据更新的潜在设备列表进行负载均衡，通过网关2告诉节点设备去连接网关1。
参见图4，在另一个实施例中，网关1、2、3都已经在线，网关1连接了8个节点设备，网关2连接16个节点设备，网关3连接9个节点设备。节点设备通过网关1上线，附近的网关2、3的潜在设备列表存有节点设备的地址。如果网关1由于某些原因不能再工作了，节点设备无法再收到网关1的回应，节点设备重新广播，发现附近网关然后连接到网关2。云端根据网关2设备列表和网关3的潜在设备列表，判断出网关2的负载大于网关3，云端通过网关2告诉节点设备去连接网关3。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (9)

1.一种用于无线物联网的负载均衡方法，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
S1、第一网关向云端请求节点设备列表，云端返回该第一网关的节点设备列表；第二网关向云端请求节点设备列表，云端返回该第二网关的节点设备列表；
S2、节点设备上电初始化，如果该节点设备有设备标识，则该节点设备广播进行实名发现请求，所述第一网关查找节点设备路由表，如果存在则响应，该节点设备获得该第一网关的地址；该节点设备收到所述第一网关回应后，发起实名连接请求，如果该节点设备实名连接成功则发送订阅请求，所述第一网关以自己的身份向云端订阅，该节点设备订阅成功后开启心跳包；
S3、所述第二网关发现该节点设备属于该第二网关的潜在的设备，并将其记录在潜在设备列表里；
S4、根据第一网关和第二网关的上线情况，更新第一网关和第二网关的节点设备列表和潜在设备列表，具体步骤是：
S41、判断网关是否有绑定的节点设备，如果有绑定的节点设备则执行步骤S42；如果该网关没有绑定的节点设备则执行以下步骤：等待节点设备的匿名连接或云端推送列表；
S42、判断该节点设备是否通过所述网关上线，如果是则执行步骤S43，如果否则执行步骤S44；
S43、更新该网关的节点设备列表；
S44、更新该网关的潜在设备列表；
S5、云端收到该第一网关发送的更新后的节点设备列表和该第二网关发送的更新后的节点设备列表和潜在设备列表，根据该第一网关和该第二网关的负载情况和潜在设备的数量来确定该节点设备是否需要更换所连接的所述第一网关，如果需要更换则由云端下发更换网关的命令；
S6、该节点设备接收到所述第一网关转发的所述更换网关的命令后，根据该命令更改要连接的网关地址，重新发起实名连接请求。
2.根据权利要求1所述的负载均衡方法，其中，步骤S1之前还包括以下步骤：
第一网关和第二网关上电初始化，若所述第一网关或所述第二网关没有注册信息，则进行相应的注册。
3.根据权利要求2所述的负载均衡方法，其中，步骤S3中潜在的设备是第二网关通过发送广播发现的。
4.根据权利要求3所述的负载均衡方法，其中，优选的，步骤S2进一步包括：
如果所述节点设备没有设备标识，进行所述节点设备请求匿名连接和匿名注册，所述第一网关向云端转发该节点设备的注册请求，云端响应该注册请求并返回所述设备标识，所述第一网关向该节点设备转发来自云端的设备标识，该节点设备把返回的所述设备标识写入存储器。
5.根据权利要求4所述的负载均衡方法，其中所述的存储器是Flash。
6.根据权利要求3所述的负载均衡方法，其中，所述潜在的设备是指已经连接别的网关，但是也可以连接本网关的设备。
7.根据权利要求3所述的负载均衡方法，其中，步骤S4中更新所述节点设备列表和更新所述潜在设备列表之后执行以下步骤：
等待节点设备连接或云端推送更新列表。
8.根据权利要求3所述的负载均衡方法，其中所述潜在设备列表中存有所述节点设备的地址。
9.根据权利要求3所述的负载均衡方法，其中所述订阅请求是基于MQTT协议的订阅请求。
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