CN111934892B - 一种基于多播的民航信息高效共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于多播的民航信息高效共享方法，属于民航信息管理领域。本发明主要用于将民航相关信息在各民航参与者之间进行高效共享。所述方法包括：根据客户端权限对信息接收节点进行分组，组内所有节点进行多播通信，为了提高效率，提出高效的数据处理方案，根据数据包队列深度按照先入先出的原则进行资源合理分配的多线程信息处理，使信息能够以更高的效率被处理。为了提高信息共享的可靠性，提按需重传和分层组播的方法，客户端可以按照自己的需求向上级节点申请数据重传，可以有效降低服务端重传压力，进一步提高整体网络的共享效率。该方法基于改进的多播协议，进一步提高了共享的效率和可靠性，为民航信息管理和共享提供了高效的信息共享方案，提高了民航信息共享网络的整体运行效率。

Description

一种基于多播的民航信息高效共享方法

技术领域

本发明涉及民航信息管理领域，特别是涉及一种基于多播的民航信息高效共享方法。

背景技术

伴随民航业的迅猛发展，航空公司的规模不断扩大，机队数量不断增加。2016年我国境内机场全年旅客吞吐量首次突破10亿人次，完成101635.7万人次。可以预测在未来的几年内，我国的空中交通流量将越发增长，航路航线的覆盖范围也将越来越广。然而，航空运输的强势发展带来空中交通需求不断增加与国家空域系统供给相对缩小之间的矛盾日益突出，大范围空域拥挤和大面积航班延误等问题日益凸显。

在此情况下，如何减少航班延误、解决航班拥堵现状是我们亟待解决的问题，进一步的，提高信息共享的效率可以提高民航各部门之间信息交换的效率，提高各部门的决策能力和效率是非常重要的。

目前民航系统现有的相关技术只能在一定程度上满足信息共享的要求；然而，现有技术存在如下缺陷：

1)现有民航通信网络以点对点通信的方式进行信息共享，网络复杂度较高，开发和维护的成本都比较高，而且网络的稳定性较差，各个节点之间只有一条通信链路，如果通信链路出现故障，则该链路两端的节点就无法进行信息共享；

2)现有民航通信网络的信息共享效率不高，信息的共享多以请求发送的方式进行，数据的生产者需要逐一对数据消费者的请求进行相应，对于一些时效性较高的信息，请求数据的消费者数量增多时，可能出现链路阻塞的现象，从而导致信息无法及时到数据消费者那里，严重影响信息的共享效率。

基于以上原因，开发具有自主知识产权的能够向各民航参与者提供高效的信息共享方法具有十分重要的意义。

为了实现高效的信息共享，可以对数据消费者进行分组，对不同组给予不同的权限，将符合通信群组权限的数据，利用多播的技术手段进行共享

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于民航运行网络的信息高效共享方法，以解决民航数据的实时共享，提高数据共享效率。

为达到上述目的，本发明实施例提供一种基于多播的民航信息高效共享方法，包括：

服务端采用基于多线程的数据处理机制，完成数据打包及添加识别码的工作；

根据客户端的权限进行分组和分层，创建多播网络；

通过多播网络进行数据共享，并处理重传需求；

客户端采用基于队列和多线程的数据处理机制，完成数据的解析及丢包判断的工作。

进一步地，在上述方案中，所述对数据打包及添加识别码，还包括：

根据网络状态选择合适的数据包大小，通过仿真及实践证明，合理的数据包大小将有效的降低丢包率，减少数据重传的次数，降低网络压力的同时，提高数据共享的效率。

进一步地，还包括：

所述选择合适的数据包大小的方法，有仿真

在上述方案中，所述分组和分层，还包括：

根据网络状态，在每个分组中选择1至2个组内核心节点，核心节点的网络状态应该是较为可靠的，核心节点将负责对下属分层中的节点进行多播通信，共享数据。

本发明实例提供一种基于多播的民航信息高效共享客户端，包括接收模块，用于接收数据重传等请求指令；数据处理模块，用于接收数据信息共享服务器分享的数据，采用基于队列和多线程的数据处理机制进行数据解析和处理；数据共享模块，在成为较高层的核心节点后才会被激活，用于进行数据共享。

本发明实施例提供一种基于多播的民航信息高效共享服务器，包括：接收模块，用于接收数据重传等请求指令；网络处理模块，用于处理数据的多播发送任务，并实现上述方案中基于多播的通信协议中的用户分组、分层；数据处理模块，用于进行数据包的打包及添加识别码工作。

本发明实施例提供的信息共享方法、客户端和服务器，通过基于多播的通信协议建立分组分层的多播分发树，服务器利用多播分发树将民航数据共享给用户，也能够接收用户发送的数据重传请求指令，提供高效可靠的数据共享服务。本发明可以高效灵活地将民航数据进行共享，充分考虑了数据的时效性和网络的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的数据信息共享方法的基本流程图；

图2为本发明实施例提供的数据信息共享方法的另一流程图；

图3为本发明实施例提供的数据信息共享方法的分组分层方法示意图；

图4为本发明实施例提供的基于多线程的数据处理方法状态图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的数据信息共享方法的基本流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101、服务端对数据打包，首先根据当前网络状态选择合适的数据包大小，然后将数据装填到数据包中，根据数据包的顺序和产生时间等信息，生成唯一的数据包识别码，将识别码装入数据包中，形成完整的数据包；

步骤102、根据客户端的权限进行分组、分层，包括但不限于以下权限：全部数据的本地备份权限；关键数据的本地备份权限；访问一级数据权限；访问二级数据权限等。将相同权限的客户端划入同一分组中。

步骤103、数据信息共享中心将数据通过基于多播的通信协议逐层发送给客户端；

图3为本发明实施例提供的数据信息共享方法的分组分层方法示意图，如图3所示，该分层示意图包括：

主要分为四层，客户端组成其中的三层，分层是以数据备份权限为标准的，具有数据备份权限的客户端一般对数据的可靠性要求较高，所以处于较高的层次中。具有备份全部数据权限的客户端组在最顶层，直接接受服务端提供的数据共享。具有备份关键数据权限的客户端组在第二层，顶层客户端组将负责该层的数据共享，并处理该层的重传请求。不具备备份权限的客户端组在底层，第二层客户端组将负责该层的数据共享，并处理该层的重传请求。

图4为本发明实施例提供的基于多线程的数据处理方法状态图，如图4所示，该状态包括：

新建状态，根据数据处理的需求，新建数据处理线程；

准备状态，在存在待处理的数据时，进入准备状态，该状态表示此线程有工作的必要，但是需要等待获取CPU资源；

运行状态，在获取到CPU资源后开始处理数据，对服务端而言就是对数据进行打包，对客户端而言就是对数据包进行拆包并将数据进行简单处理；

阻塞状态，在处理完所有数据后，将进入阻塞状态，等待新的数据到来；

结束状态，在彻底不需要该线程时将进入此状态。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的性能发生变化。

Claims (4)

1.一种基于多播的民航信息高效共享方法，其特征在于，所述方法包括：

服务端具有基于多线程的数据处理机制，在完成数据打包后需要根据前置数据包对该数据包添加识别码，识别码具有连续性和可识别性，客户端节点可以根据识别码判断前置数据包是否丢失以及有哪几个数据包丢失；

服务端对数据打包后，网络根据客户端的权限进行分组和分层，将具有相同权限和数据需求的节点放在同一个组中，将权限较高的组放在较高的层中，服务端将数据通过多播的方式共享到顶层的多播组，高层的多播组将数据发送到对应的下层多播组，并且处理其重传需求；

客户端采用基于队列和多线程的数据处理机制，高效地完成数据的解析处理，并通过数据包识别码确定是否有丢包，按照需求和权限，向上层节点发出重传请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于多线程的数据处理机制，包括：

根据服务端产生数据的速度，合理分配计算机资源，并行处理数据；线程分为调度线程、数据处理线程和网络请求处理线程；调度线程实时监控数据队列深度，数据队列深度过大时，可以申请新的数据处理资源加快数据处理速度；数据处理线程负责对数据打包并添加识别码；网络请求处理线程负责将数据包送入相应的多播组里，完成基于多播的数据共享。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分组和分层，还包括：

基于客户端的权限进行分组和分层，包括以下权限：全部数据的本地备份权限；关键数据的本地备份权限；访问一级数据权限；访问二级数据权限等；其中一级数据包括但不限于民航运行的关键数据，如航班计划；二级数据包括但不限于航行与气象基础服务数据，如机场、航路及气象数据；

将具有相同权限的客户端归入同一组，以备份权限为基准进行分层，具有备份全部数据权限的客户端组在最顶层，直接接受服务端提供的数据共享；具有备份关键数据权限的客户端组在第二层，顶层客户端组将负责该层的数据共享，并处理该层的重传请求；不具备备份权限的客户端组在底层，第二层客户端组将负责该层的数据共享，并处理该层的重传请求。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于队列和多线程的数据处理机制，包括：

所述队列是指以先入先出为原则的数据队列，以保证数据被有序处理，在处理数据包时，先根据数据的识别码判断前置数据是否已经接收并被处理。

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