CN109361651A - 一种汇聚网关 - Google Patents

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柳岸敏
唐丽萍
王艳双
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Abstract

本发明提供了一种数据鉴权网络架构，包括根鉴权服务器（1）、多个子鉴权服务器（21,22），数据湖（3），汇聚网关（4），所述多个子鉴权服务器（21,22）包括数据应用机构鉴权服务器（21），数据运营机构鉴权服务器（22），根鉴权服务器（1）对多个子鉴权服务器（21,22）进行鉴权及管理，根鉴权服务器（1）及各子鉴权服务器（21,22）的鉴权信息汇总至数据湖（3），数据湖（3）用于存储各汇聚网关（4）的数据；本发明还提供了一种所述汇聚网关及一种平台业务逻辑层网络架构。通过本发明的技术方案，可对大数据平台生态圈进行多级鉴权管理，能够在工业互联网平台基础层面提高数据访问的安全性。

Description

一种汇聚网关
技术领域
本案是母案专利CN201810809048.5的分案申请。本发明涉及一种数据鉴权网络架构、汇聚网关及业务逻辑层网络架构，属于物联网、大数据技术领域。
背景技术
物联网基本网络由感知层、网络层和应用层组成。感知层以传感器网络为载体，主要用来识别物体和采集相关信息。网络层主要有传感层网络和互联网、网络管理控制、信息的智能化几部分，它介于感知层和应用层之间，主要职能是将感知层获取的信息进行传递和处理。
进一步，以下是与本发明相关的几个概念。
鉴权（authentication）是指验证用户是否拥有访问系统的权利。
数据湖或hub的概念最初是由大数据厂商提出的，表面上看，数据都是承载在基于可向外扩展的分布式文件系统（HDFS）廉价存储硬件之上的。但数据量越大，越需要各种不同种类的存储。最终，所有的企业数据都可以被认为是大数据，但并不是所有的企业数据都是适合存放在廉价的HDFS集群之上的。
物联网网关处于物联网体系结构中的汇聚层，其两端连接的分别是传感网络和公共传输网络。当传感设备种类少、数量不多时，直接将其接入公共网络就行。可是当感知层中传感设备种类和数量比较多时，为了不浪费接入资源，只需要将感知层中的设备独立的接入网络就可以实现。但感知层网络中设备的作用范围是非常有限，这就要求必须先将传感器数据先汇聚到统一的设备进行融合处理，然后再把数据打包发送到网络层。这样就在现有的条件下既节省了网络资源又实现了传感网络的数据传输。在感知层和网络层之间添加的一层可以实现感知层数据的汇聚，这层称为汇聚层。
现有技术中并没有针对物联网行业生态圈的数据鉴权管理方案，所有的鉴权方案都是孤立的，只针对某一类群体或者某一类数据服务和应用，而并非针对互联网及物联网的全网进行鉴权管理。更没有相应的数据汇聚网关及平台数据层的架构方案来实现鉴权的保障。
发明内容
本发明的目的是针对物联网行业生态圈的数据鉴权管理提供解决方案，首先，本发明提供一种数据鉴权网络架构，包括根鉴权服务器1、多个子鉴权服务器21,22，数据湖3，汇聚网关4，所述多个子鉴权服务器21,22包括数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22，所述数据运营机构鉴权服务器22用于数据运营机构的鉴权，所述数据应用机构鉴权服务器21用于数据应用机构的鉴权，根鉴权服务器1对数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22进行鉴权及管理，根鉴权服务器1及数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22的鉴权信息汇总至数据湖3，数据湖3用于存储各汇聚网关4的数据及各级访问鉴权结果数据，用鉴权访问记录对数据进行时序分布以确保数据的产生、存储、使用环节的安全性，所述汇聚网关4架构在窄带物联网之上。
进一步，所述根鉴权服务器1、数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22分别包括分布式日志统计系统，确保平台数据安全可控。
可选地，所述数据鉴权网络架构还包括工业互联网平台5，所述工业互联网平台5包括多个业务运营商业务逻辑服务器、多个公共平台业务逻辑服务器；所述多个业务运营商业务逻辑服务器、多个公共平台业务逻辑服务器分别向数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22请求和查询获取鉴权信息，分别被数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22。
可选地，所述汇聚网关4包括网关服务器411，负载均衡处理服务器412，至少一个流处理服务器413，至少一个前端数据库414，解析服务器415，数据仓库416，所述网关服务器411接收报文队列，并将报文进行缓存形成内存队列；所述负载均衡处理服务器412接收来自网关服务器411发送的内存队列，对内存队列进行均衡处理，所述流处理服务器413，用于存储来自负载均衡处理服务器412发送来的队列，对队列进行流化处理，存储到前端时序数据库中供后续解析服务器调用处理；所述流处理服务器413对应至少一个前端数据库414，将其处理及存储的数据流发送至前端数据库414；前端数据库414的数据汇聚到解析服务器415，进行解码处理，解码后的数据存储到数据仓库416中。
所述数据仓库416包含有数据采集层、数据存储与分析层、数据共享层、数据应用层接口、鉴权及数据层接口，数据仓库416通过鉴权及数据层接口向工业互联网平台5中的业务逻辑层中各业务逻辑服务器提供鉴权数据。
进一步，所述工业互联网平台5包括平台业务逻辑层网络架构，所述平台业务逻辑网络架构包括设备数据流存储集群51，安全控制层服务器52，应用模型服务器53，模型数据库54，及web应用程序编程接口服务器55，所述设备数据流存储集群51包括数据流服务器511，用于接收设备数据流，及平台数据仓库512，用于存储数据流；设备数据流存储集群51向安全控制层服务器52提供数据流；所述安全控制层服务器52控制各应用模型服务器53的数据安全，每一应用模型服务器53至少对应一模型数据库54，各模型数据库54存储对应的应用模型服务器53的数据，web应用程序编程接口服务器55的鉴权服务单元获取每一应用模型服务器53的数据，每一应用模型服务器53的数据发送至安全控制层服务器52的鉴权存储单元。
非限制性地，所述安全控制层服务器52包括鉴权存储单元，存储并管理业务逻辑平台的所有用户身份数据，并进行身份鉴别，所述安全控制层服务器52还包括日志审计单元，对所有数据的分发、流转、访问的过程进行分布式日志审计；所述安全控制层服务器52还包括数据追溯单元，对所有机构间的数据流转进行追溯；所述安全控制层服务器52还包括数据签名单元，用于对数据进行签名。
进一步，所述安全控制层服务器52向应用模型服务器53提供鉴权信息，且安全控制层服务器52进一步包括隔离模块，用于对各应用模型服务器进行隔离。所述安全控制层服务器52还包括数据安全分级单元，对数据的安全级进行分级，每一安全级的数据对应不同的访问权限。
本发明还提供了一种所述汇聚网关4，包括网关服务器411，负载均衡处理服务器412，至少一个流处理服务器413，至少一个前端数据库414，解析服务器415，数据仓库416，其特征在于：所述网关服务器411接收报文队列，并存报文进行缓存形成内存队列；所述负载均衡处理服务器412接收来自网关服务器411发送的内存队列，对内存队列进行均衡处理，所述流处理服务器413，用于存储来自负载均衡处理服务器412发送来的队列，对队列进行流化处理，存储到前端数据库414中供后续解析服务器调用处理；所述流处理服务器413对应至少一个前端数据库414，将其处理及存储的数据流发送至前端数据库414；前端数据库414的数据汇聚到解析服务器415，进行解码处理，解码后的数据存储到数据仓库416中。
本发明还提供了一种平台业务逻辑层网络架构，所述该平台业务逻辑网络架构包括设备数据流存储集群51，安全控制层服务器52，应用模型服务器53，模型数据库54，及web应用程序编程接口服务器55，其特征在于：所述设备数据流存储集群51包括数据流服务器511，用于接收设备数据流，及平台数据仓库512，用于存储数据流；设备数据流存储集群51向安全控制层服务器52提供数据流；所述安全控制层服务器52控制各应用模型服务器53的数据安全，每一应用模型服务器53至少对应一模型数据库54，各模型数据库54存储对应的应用模型服务器53的数据，web应用程序编程接口服务器55的鉴权服务单元获取每一应用模型服务器53的数据，每一应用模型服务器53的数据发送至安全控制层服务器52的鉴权存储单元。
通过本发明的技术方案，可对大数据平台生态圈进行多级鉴权管理，能够在工业互联网平台基础层面提高数据访问的安全性，在开放型生态圈服务模式下，持续引入各类第三方工业服务开发者，开发各类工业服务APP的同时能够确保数据的安全，可信及访问权限可控。并能够保证网络架构的负载均衡，确保高可用性和集群在线扩容的灵活性。
附图说明
图1是本发明提供的数据鉴权网络架构的逻辑结构示意图；
图2是本发明提供的汇聚网关的逻辑结构示意图；
图3是本发明提供的业务逻辑层的网络架构的逻辑结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
本发明的第一实施方式提供了一种数据鉴权网络架构，如图1所示，所述网络架构包括根鉴权服务器1、多个子鉴权服务器21,22（数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22），所述子鉴权服务器21优选为公共子鉴权服务平台，也称为数据应用机构鉴权服务器，所述子鉴权服务器22优选为数据运营商鉴权平台，或者称为数据运营机构鉴权服务器，还包括一个数据湖3，及多个汇聚网关4。所述根鉴权服务器1、多个子鉴权服务器21,22分别包括分布式日志统计系统，确保平台数据安全可控。
进一步，所述根鉴权服务器1用于针对某一类大数据的监管与数据安全管理，所述某一类大数据可以是宏观的概念，例如针对某一行业的生态圈相关的数据，例如数据运营机构与应用服务机构，根鉴权服务器1针对数据运营机构与应用服务机构的备案数据进行管理，通过相关测评后给予权限让其接入网络平台，并根据与其他方的相关商务合同约定的权利与义务范围对工业企业提供工业互联网服务，在业务开展的同时对工业企业进行监督和管理。
所述数据运营机构鉴权服务器22用于数据运营机构的鉴权，数据运营机构鉴权服务器22在一定的权限内对数据运营机构即业务运营商的部分权限进行鉴权，其鉴权数据汇总至根鉴权服务器1，根鉴权服务器1具有完全鉴权权限，用于对数据运营机构鉴权服务器22未能完成的鉴权服务进行鉴权，可对数据运营机构鉴权服务器22进行鉴权，并对各鉴权信息进行管理，供数据运营机构鉴权服务器22查询。
所述数据应用机构鉴权服务器21用于数据应用机构及公共数据服务的鉴权，数据应用机构鉴权服务器21在一定的权限内对公共平台各数据应用者例如企事业单位、公众等的部分权限进行鉴权，其鉴权数据汇总至根鉴权服务器1，根鉴权服务器1具有完全鉴权权限，用于数据应用机构鉴权服务器21未能完成的鉴权服务进行鉴权，可对数据应用机构鉴权服务器21进行鉴权，并对各鉴权信息进行管理，供数据应用机构鉴权服务器21查询。
根鉴权服务器1及各子鉴权服务器的鉴权信息汇总至数据湖3，数据湖3还用于存储各汇聚网关4的数据，所述汇聚网关4架构在窄带物联网（Narrow Band Internet ofThings, NB-IoT）之上。数据湖3的数据可供工业互联网平台5查询获取。
工业互联网平台5包括多个业务运营商业务逻辑服务器、多个公共平台业务逻辑服务器。多个业务运营商业务逻辑服务器、多个公共平台业务逻辑服务器分别向子鉴权服务器21,22请求和查询获取鉴权信息，分别被数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22监管，数据应用机构鉴权服务器21，数据运营机构鉴权服务器22被根鉴权服务器1监管。
进一步，本发明的第二实施方式中提供了一种数据汇聚网关及平台数据层，可用于实施第一实施例中的汇聚网关4。如图2所示，所述数据处理装置包括网关服务器411，负载均衡处理服务器412，至少一个流处理服务器413，至少一个前端数据库414，解析服务器415，数据仓库416。
所述网关服务器411接收报文队列，并存报文进行缓存形成内存队列。
负载均衡处理服务器412接收来自网关服务器411发送的内存队列，对内存队列进行均衡处理，例如可以采用交错队列分配等方式进行均衡处理。负载均衡设备根据报文请求队列，采用负载均衡算法将流量均衡的分配给流处理服务器以平衡各个流处理服务器的负载压力，避免在还有流处理服务器压力较小情况下其他服务达到性能临界点出现运行缓慢甚至宕机情况，从而提高服务效率和质量。分配后的报文字节流分别进入对应的流处理服务队列。
优选地，本发明的技术方案中包括多个流处理服务器413，用于存储来自负载均衡处理服务器412发送来的队列，对队列进行流化处理，存储到前端时序数据库中供后续解析服务器调用处理。优选地，所述多个流处理服务器413采用同样的架构，彼此之间在流处理之间没有差异。
每一个流处理服务器413对应至少一个前端数据库414，将其处理及存储的数据流发送至前端数据库414。所述前端数据库优选为集群，更为优选地，采用分布式时序数据库集群，将巨量来源的离散数据按照时间轴序列进行存储与管理，对趋同维度及格式的报文记录进行增量存储，并向汇聚网管报告负载状态。能够实现集群负载均衡，确保高可用性和集群在线扩容灵活性。
前端数据库414的数据汇聚到解析服务器415，进行解码处理，解码后的数据存储到数据仓库416中。所述解析服务器415优选为数据解析集群，根据前端数据库414的负载情况调度解析线程，在不影响或者不显著影响汇聚网关4与前端数据库响应速度的情况下对入库原始报文，根据平台业务逻辑层定义的生产数据规则进行解析，将多个维度的大量的离散数据分类存储到数据仓库中，以便于后端业务平台和数据分析模块的调用。
所述数据仓库416包含有数据采集层、数据存储与分析层、数据共享层、数据应用层接口、鉴权及数据层接口，数据仓库416通过鉴权及数据层接口向工业互联网平台5中的业务逻辑层中各业务逻辑服务器提供鉴权数据，亦或数据仓库416通过鉴权及数据层接口连接数据湖3。
本发明第三实施方式中提供了一种平台业务逻辑层网络架构，用于工业设备数据的分发及应用支持，平台对外的工业服务APP都是基于该层的web应用程序编程接口服务器55来对工业APP用户提供服务的，是第一实施方式中的整个网络架构的对外的功能载体。
如图1-3所示，该平台业务逻辑层网络属于工业互联网平台5，该平台业务逻辑层网络架构包括设备数据流存储集群51，安全控制层服务器52，应用模型服务器53，模型数据库54，及web应用程序编程接口服务器55等。
所述设备数据流存储集群51进一步包括数据流服务器511，用于接收设备数据流，及平台数据仓库512，用于存储数据流。设备数据流存储集群51向安全控制层服务器52提供数据流，因为安全控制层服务器52会涉及对工业用户提供包括工业数据、征信、信贷等方面的金融服务，因此安全控制显得尤为重要。
在本实施方式中，为了保障数据的安全访问，进一步提供了以下技术方案。安全控制层服务器52包括一鉴权存储单元，存储并管理业务逻辑平台的所有用户身份数据，并进行身份鉴别，包括日志审计单元，对所有数据的分发、流转、访问的过程进行分布式日志审计；数据追溯单元，对所有机构间的数据流转例如对数据跨域分发过程进行追溯，数据签名单元，用于对数据进行签名，还可包括非永久性令牌管理单元。以保障数据的安全、可信及访问权限可控。
安全控制层服务器52向应用模型服务器53提供鉴权信息，且安全控制层服务器52进一步包括隔离模块，用于对各应用模型服务器进行隔离，避免某个应用模型服务器的奔溃导致整个平台奔溃。
安全控制层服务器52还包括一数据安全分级单元，对数据的安全级进行分级，每一安全级的数据对应不同的访问权限。
所述安全控制层服务器52控制各应用模型服务器53的数据安全，每一应用模型服务器53至少对应一模型数据库54，各模型数据库54存储对应的应用模型服务器53的数据，web应用程序编程接口服务器55的鉴权服务单元获取每一应用模型服务器53的数据，每一应用模型服务器53的数据发送至安全控制层服务器52的鉴权存储单元图中只示出了最右侧的应用模型服务器53与web应用程序编程接口服务器55、安全控制层服务器52的数据流向关系，其他的应用模型服务器也存在这样的数据流向关系，只是未示出。web应用程序编程接口服务器55通过鉴权服务单元与工业互联网汇聚平台连接，工业互联网汇聚平台进一步接入多个工业应用服务器，每个工业应用服务器对应多个工业应用APP。
通过本发明的技术方案，可对大数据平台生态圈进行多级鉴权管理，能够在工业互联网平台基础层面提高数据访问的安全性，在开放型生态圈服务模式下，持续引入各类第三方工业服务开发者，开发各类工业服务APP的同时能够确保数据的安全，可信及访问权限可控。并能够保证网络架构的负载均衡，确保高可用性和集群在线扩容的灵活性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种汇聚网关，包括网关服务器（411），负载均衡处理服务器（412），至少一个流处理服务器（413），至少一个前端数据库（414），解析服务器（415），数据仓库（416），其特征在于：所述网关服务器（411）接收报文队列，并将报文进行缓存形成内存队列；所述负载均衡处理服务器（412）接收来自网关服务器（411）发送的内存队列，对内存队列进行均衡处理，所述流处理服务器（413），用于存储来自负载均衡处理服务器（412）发送来的队列，对队列进行流化处理，存储到前端数据库（414）中供后续解析服务器调用处理；所述流处理服务器（413）对应至少一个前端数据库（414），将其处理及存储的数据流发送至前端数据库（414）；前端数据库（414）的数据汇聚到解析服务器（415），进行解码处理，解码后的数据存储到数据仓库（416）中。
2.如权利要求1所述的汇聚网关，其特征在于：所述数据仓库（416）包含有数据采集层、数据存储与分析层、数据共享层、数据应用层接口、鉴权及数据层接口，数据仓库（416）通过鉴权及数据层接口向工业互联网平台（5）中的业务逻辑层中各业务逻辑服务器提供鉴权数据。
3.如权利要求1或2所述的汇聚网关，其特征在于：所述解析服务器（415）为数据解析集群，根据前端数据库（414）的负载情况调度解析线程，在不影响或者不显著影响汇聚网关（4）与前端数据库响应速度的情况下对入库原始报文，根据平台业务逻辑层定义的生产数据规则进行解析，将多个维度的离散数据分类存储到数据仓库（416）中。
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