CN109542816A - 一种基于分布式系统的服务总线构造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式系统的服务总线构造方法，运用开源编译工具gsoap，完成服务总线对所有分布式节点服务的映射，自动生成服务总线框架，有效地对访问用户进行服务认证、服务鉴权以及服务控制权独占处理流程，并根据预设策略对分布在各节点的数据服务质量进行控制。与现有技术相比，本发明的积极效果是：系统采用基于SOA方式对应用系统提供服务，同时采用XML的方式向上层应用提供数据。服务总线发布模型的主要特点是在分布式服务发布模型的基础上，将多个节点分组，降低了服务发现的通信开销和响应时间。同时，它还能很好地应对随着服务数量和服务请求量增加而带来的可扩展性问题。

Description

一种基于分布式系统的服务总线构造方法

技术领域

本发明涉及分布式系统的服务设计与发布领域，尤其涉及一种基于分布式系统的服务总线构造开发方法。

背景技术

Webservice接口优点跨平台，无关编程语言技术，依据其内部定义规范，无论应用使用什么语言，平台，通过通用的Webservice接口都可以访问到其内容，但是目前分布式系统，多节点，多任务，多用户，每个节点发布的服务所请求的地址根据服务名称获得。因此，需要服务总线来对分布式节点发布的服务进行映射，使其通过能够通过总线来访问所需服务，而无需考虑地址配置。

而传统的Webservice服务，开发流程多，工作量大，出现问题几率大，对于开发者，维护者都增加了工作难度。在面对不同平台，不同设计框架，也要做出大量的修改，缺乏通用性。目前的一般的接口都是由Java实现，而gsoap开源工具支持C语言，更适合运行到嵌入式Linux服务器端。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种基于分布式系统的服务总线构造方法，针对分布式服务部署和开发在嵌入式Linux环境存在问题和难度的现状，通过运用开源编译工具gsoap，完成服务总线对所有分布式节点服务的映射，实现对服务总线框架的自动化生成，能够有效的对访问用户进行服务认证、服务鉴权以及服务控制权独占判断等流程。开发用户只需要将自己系统内部具体服务层的服务实现文件，提供服务定义头文件service_all.h，运用优化后的Makefile工具编译，即可完成具体服务层到服务总线的自动映射。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于分布式系统的服务总线构造方法，运用开源编译工具gsoap，完成服务总线对所有分布式节点服务的映射，自动生成服务总线框架，有效地对访问用户进行服务认证、服务鉴权以及服务控制权独占处理流程，并根据预设策略对分布在各节点的数据服务质量进行控制。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

系统采用基于SOA方式对应用系统提供服务，同时采用XML的方式向上层应用提供数据。服务总线发布模型的主要特点是在分布式服务发布模型的基础上，将多个节点分组，降低了服务发现的通信开销和响应时间。同时，它还能很好地应对随着服务数量和服务请求量增加而带来的可扩展性问题。

系统中的数据服务分布在系统的各个节点中，并采用全系统统一的服务总线向应用提供服务。系统中任何一个节点可以访问全系统所有节点提供的数据服务。完成服务总线向节点的映射。另外，服务总线可根据预设策略对分布在各节点的数据服务质量进行控制。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为单节点架构；

图2为多节点架构；

图3为编译过程；

图4为雷达光电监控系统架构；

图5为delta用户有权限设备；

图6为delta用户使用设备服务；

图7为delta用户失去雷达权限。

具体实施方式

本发明提供一种分布式系统服务总线框架自动生成的设计方法，包括内容：

(1)服务总线式映射关系

服务总线主要功能是实现对每个节点的具体设备提供服务进行抽象和封装，接口保持一致，并原样转发服务。其主要提供给用户一个无需关注具体节点地址，只需关注想获取的节点以及设备的信息即可。相当于对系统中所有服务的汇总，对于同种服务抽象成统一的接口形式，供客户端使用。服务总线主要分为服务提供和服务发布两个模块来实现。

服务提供是各节点向外发布各种服务的集合。这些服务分布在不同的感知节点上，分别调用处理层的处理获得处理后的结果后向外提供服务。当节点连接到网络中的时候，该节点提供的各种服务自动注册到服务总线中。服务注册到服务总线中的时候会向服务总线提供服务属性信息用于服务检索。

服务发布采用了基于目录的分布式服务发布模型。多个提供服务的设备形成一个组，它们都将服务发布到数据中心，即目录节点中。数据中心除保存组中所有设备发布的服务信息外，还保存其他数据聚合网关中的服务信息。当应用发出服务访问请求后，数据中心检索服务目录并映射到服务请求到指定的设备中。

服务总线对应用的服务请求进行分类处理，对本节点的服务请求直接调用服务，对非本节点的服务请求，分析节点的位置把服务访问转发到相应的节点上。

(2)服务认证

服务总线具有权限验证能力，可对访问服务的应用进行认证。当用户访问设备具体服务时，系统服务层向配置数据库发送请求，对用户是否具有控制权限进行认证，完成后为用户相关服务的申请产生相应的令牌。

服务认证流程描述：

1)取出结构体中的用户名user,令牌tocken(tocken中包含了解码方法与密码)；

2)解析出tocken中的解码方法和tocken；

3)根据解码方式选择动态库中的具体方法进行解码；

4)获取解码用的key，keylen,并用keylen验证key是否完整；

5)根据解码方式选择算法；

6)从解析好的字符串中取出时间与加密串；

7)用加密串将time与user生成解密串；

8)验证是否过期；

9)将加密串与解密串做比较，判断是否相同。

流程从1至9依次进行。

(3)服务鉴权

服务鉴权模块主要完成对访问服务的用户进行服务权限鉴定功能。当客户调用具体服务时，在对其身份进行认证成功后，需要判断用户是否有访问服务的权限。根据服务的节点属性信息，查询配置数据库的节点信息树，完成对访问服务应用的认证。输入为soap结构体和设备号。

服务鉴权流程描述如下：

1)取出用户名和服务名；

2)获取配置数据库服务器地址；

3)初始化配置数据库服务器；

4)调用配置数据库函数获取用户权限类型；

5)根据服务名判断服务权限类型；

6)调用配置数据库函数获取设备权限类型；

7)取出用户的权限编号和设备的权限编号作比较；

8)释放配置数据库变量。

工作时依次执行步骤1至8。

(4)服务控制权独占处理

主要完成控制服务独占判定功能。当客户调用具体服务时，在对其身份进行认证成功后且用户具有访问服务的权限时就需要对控制服务进行独占判定。

服务控制权独占模块的执行过程如下：

1)判断服务类型，若为控制服务，执行步骤2)，若不是则执行步骤6)；

2)是否与当前使用者为同一用户，若是，执行步骤6)，若不是则执行步骤3)；

3)该用户是否获取过控制权，若是，执行步骤4)，若不是则执行步骤7)；

4)设备是否被控制，若是，执行步骤5)，若不是则执行步骤6)；

5)该用户是否比当前用户有更高权限，若是，执行步骤6)，若不是则执行步骤7)；

6)开始具体服务；

7)拒绝服务，同时返回错误。

(5)Makefile编译支持

由于gsoap工具编译过程复杂，本发明提供一套完整的编译流程，实现一键编译，并可进一步集成到上级系统，大大降低了服务开发的难度。

具体编译支持按以下流程嵌入到Makefile文件中：

1)根据用户编写的service_all.h文件，使用gsoap工具生成一系列编译支持文件；

2)删除客户端支持等冗余编译文件；

3)找到编译支持文件中填写soap包头的文件；

4)在指定位置将系统所需认证、鉴权等信息填入soap包头；

5)利用新生成的支持文件和用户编写的代码文件共同生成目标文件。

以上步骤即可实现编译支持，使用户只需在service_all.h文件中定义接口，并按接口要求编写相应接口的实现即可。

如图1所示，服务使用者通过网络使用标准webservice协议直接与服务总线进行通信，即可实现对节点各功能的使用，而无需调用节点中的服务。

如图2所示，服务使用者通过网络使用标准webservice协议与已知的服务总线进行通信，各节点的服务总线通过同步可全网访问，即可通过单个服务总线访问入网的所有节点。

如图3所示，正在使用发明的自动编译Makefile进行编译，过程中将自动生成中间文件，并自动对文件进行适应性处理，生成符合架构的二进制文件。

下面将本发明应用到具体场景中，进而详细说明本发明的具体实施方式。

如图4所示，构建一套分布式的雷达光电监控系统，系统中存在两个节点，分别为：雷达服务节点和光电监控服务节点，分别提供基于雷达和光电监控设备的数据订阅服务和设备控制服务。假设已实现雷达和光电设备的数据收发和控制，下面将利用本分布式系统服务总线的设计方法构建符合体系的服务架构。

首先需在Linux操作系统下，使用c语言，通过自动编译工具进行服务程序开发：

1)创建service_all.h文件，在其中定义当前系统所需的雷达、光电设备订阅服务和设备控制服务接口，规定其输入、输出，以及参数的具体类型；

2)创建*.c文件，在其中根据service_all.h的定义，分别对每个服务接口进行实现(具体实现算法应已经具备)；

3)使用提供的Makefile自动编译工具对编写的代码进行编译；

4)编译过程自动执行，将融入本方法的认证、鉴权等功能；

5)分别将编译输出的二进制文件传入雷达节点和光电监控节点的计算机中进行部署(节点中应运行相应的设备模拟软件以支撑后续调用过程)；

6)分别在两个节点中执行二进制文件，完成服务的发布。

以上步骤即可实现完成服务的自动发布，期间不需编写任何与服务发布或数据通信相关的程序代码。编译过程如图3所示。

自此系统中的服务已经发布完成，利用本发明的服务扁平化特性，服务使用者通过连接两个节点中的任意一个，即可同时使用两个节点的所有服务。

接下来进行用户权限配置，通过相关配置操作，可完成对用户权限的添加，并指定用户对节点、设备的各等级是否具有权限。

添加用户delta，使其同时拥有雷达节点和光电节点设备的权限，使用delta登录客户端，并连接雷达节点的服务总线。可看到全部两个节点的设备，如图5所示，这验证了服务总线的映射功能。

界面中显示可使用节点服务(订阅服务、查询服务等)，如图6所示。使用配置软件移除delta用户对雷达节点的雷达设备权限，可看出雷达设备在操作界面中消失，不可再使用，如图7所示。由此可验证本发明提供服务对用户权限问题的实现。

使用delta用户获取光电设备的控制权，并不进行释放。添加alice用户，登录客户端，同样获取光电设备的控制权，可看出获取控制权失败，验证了本发明提供服务对于控制权独占问题的实现。

Claims (5)

1.一种基于分布式系统的服务总线构造方法，其特征在于：运用开源编译工具gsoap，完成服务总线对所有分布式节点服务的映射，自动生成服务总线框架，有效地对访问用户进行服务认证、服务鉴权以及服务控制权独占处理流程，并根据预设策略对分布在各节点的数据服务质量进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式系统的服务总线构造方法，其特征在于：所述服务认证流程包括：

1)取出结构体中的用户名user和令牌tocken；

2)解析出tocken中的解码方法和tocken；

3)根据解码方式选择动态库中的具体方法进行解码，获取解码用的key和keylen,并用keylen验证key是否完整；

4)根据解码方式选择算法，从解析好的字符串中取出时间与加密串，用加密串将time与user生成解密串；

5)验证是否过期，然后判断加密串与解密串是否相同，相同则认证通过。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式系统的服务总线构造方法，其特征在于：所述服务鉴权的流程包括：

1)取出用户名和服务名；

2)获取配置数据库服务器地址；

3)初始化配置数据库服务器；

4)调用配置数据库函数获取用户权限类型；

5)根据服务名判断服务权限类型；

6)调用配置数据库函数获取设备权限类型；

7)取出用户的权限编号和设备的权限编号作比较；

8)释放配置数据库变量。

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式系统的服务总线构造方法，其特征在于：服务控制权独占处理的流程包括：

1)判断服务类型，若为控制服务，则执行步骤2)，若不是则执行步骤6)；

2)判断是否与当前使用者为同一用户，若是，则执行步骤6)，若不是则执行步骤3)；

3)判断该用户是否获取过控制权，若是，则执行步骤4)，若不是则执行步骤7)；

4)判断设备是否被控制，若是，则执行步骤5)，若不是则执行步骤6)；

5)判断该用户是否比当前用户有更高权限，若是，则执行步骤6)，若不是则执行步骤7)；

6)开始具体服务；

7)拒绝服务，同时返回错误。

5.根据权利要求1所述的一种基于分布式系统的服务总线构造方法，其特征在于：具体编译支持按以下流程嵌入到Makefile文件中：

1)根据用户编写的service_all.h文件，使用gsoap工具生成一系列编译支持文件；

2)删除客户端支持等冗余编译文件；

3)找到编译支持文件中填写soap包头的文件；

4)在指定位置将系统所需认证、鉴权等信息填入soap包头；

5)利用新生成的支持文件和用户编写的代码文件共同生成目标文件。