CN112291042B - 一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法及其系统 - Google Patents

一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及窄带通信领域，本发明公开了一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法及其系统，基于服务化思想，结合名录系统，采用统一的通信服务调用接口，为上层业务应用系统构建统一的数据传输服务，实现业务数据的透明传输；同时，根据传输数据信息，充分利用下层路由交换信息，实现数据局部组播传输，提升数据传输效率。本发明能够有效简化业务应用系统的开发，减小通信链路传输/转发数据量，提升系统传输效能，同时兼容现有的标准网络基础设施。

Description

一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法及其系统
技术领域
本发明涉及窄带通信技术领域，尤其涉及一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法及其系统。
背景技术
现有业务系统中，不同的业务应用为了进行数据传输，都需要自行构建数据传输通道，主要有以下欠缺：
1)业务应用需要自行完成数据拆分封装、数据传输控制、数据可靠保障，业务系统开发复杂；同时，业务系统需要统筹分配所有应用网络端口的使用，以及网络交换设备中的网络端口白名单配置管理，系统管理控制复杂。
2)由于当前网络系统对所有报文都是无差别的同等对待，采用尽力而为的处理方式将报文传输到目的地，对报文的传输可靠性、延迟等网络性能没有提供保证；
3)在窄带环境下，不同业务应用的无序传输通道的构建及数据的传输，极大的增加了数据传输控制等公共开销；同时，由于各传输业务并发进行，不同业务应用的数据并行发送，极大的增加了各业务应用数据传输时延抖动，影响系统效率；
4)业务应用系统中，存在大量相同或相似数据的点对点传输，极大的占用了传输信道，传输效能低下。
发明内容
针对现有业务系统在窄带通信网络中存在的问题，本发明提供了一种基于服务的适用于窄带通信网络的数据透明传输方法及其系统，能够有效简化业务应用系统的开发，减小通信链路传输/转发数据量，提升系统传输效能，本发明同时兼容现有的标准网络基础设施。
本发明的一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法，基于服务化思想，结合名录系统，采用统一的通信服务调用接口，为上层业务应用系统构建统一的数据传输服务，实现业务数据的透明传输；同时，根据传输数据信息，充分利用下层路由交换信息，实现数据局部组播传输，提升数据传输效率。
进一步的，所述通信服务调用接口能够提供业务应用透明访问通信网络进行数据传输的方式：
通过API函数调用的方式进行业务应用数据透明传输，各所述业务应用通过API函数接口，使用源业务标识、目的业务标识进行数据传输操作。
进一步的，结合所述名录系统，提供名录服务：
提供业务标识到IP地址的映射，所述业务应用注册业务标识，网络通信服务根据源/目的业务标识，获取对应的业务地址信息，不同业务系统运行平台间的所述名录服务能够通过包括实时、定时和静态规划在内的方式进行数据同步。
进一步的，所述网络通信服务包括：
根据所述业务应用的数据传输服务请求，基于所述名录服务、底层路由及交换信息，对传输数据进行压缩、加密、拆分、组合和传输管控，并实现数据的逐跳中继转发；同时，在数据接收节点进行分组数据的组装、数据传输可靠性控制、解压和解密，并结合所述名录服务，将接收到的数据传输给指定业务应用，实现数据的高效传输。
进一步的，采用定时通知与及时上报相结合的方式进行所述网络通信服务的运行状态数据交互。
进一步的，所述网络通信服务采用FIFO算法即先进先出算法，对待发送数据报文列表中的报文进行传输，同时根据通信链路状态，调整包括数据传输速率和重传策略在内的数据传输控制策略。
本发明的一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输系统，包括：
业务系统运行平台，用于部署业务应用、名录服务和网络通信服务；
网络中继节点，用于部署所述网络通信服务，承载数据中继转发，实现数据的逐跳转发；
所述业务应用，能够透明访问通信网络进行数据传输：通过API 函数调用的方式进行业务应用数据透明传输，各所述业务应用通过 API函数接口，使用源业务标识、目的业务标识进行数据传输操作。
所述名录服务包括：提供业务标识到IP地址的映射，所述业务应用注册业务标识，所述网络通信服务根据源/目的业务标识，获取对应的业务地址信息，不同的所述业务系统运行平台间的所述名录服务能够通过包括实时、定时和静态规划在内的方式进行数据同步。
所述网络通信服务包括：根据所述业务应用的数据传输服务请求，基于所述名录服务、底层路由及交换信息，对传输数据进行压缩、加密、拆分、组合和传输管控，并实现数据的逐跳中继转发；同时，在数据接收节点进行分组数据的组装、数据传输可靠性控制、解压和解密，并结合所述名录服务，将接收到的数据传输给指定业务应用，实现数据的高效传输。
进一步的，所述业务系统运行平台和/或所述网络中继节点之间需要交互所述网络通信服务的运行状态，采用定时通知与及时上报相结合的方式进行所述网络通信服务的运行状态数据交互。
进一步的，所述网络通信服务采用FIFO算法即先进先出算法，对待发送数据报文列表中的报文进行传输，同时根据通信链路状态，调整包括数据传输速率和重传策略在内的数据传输控制策略。
本发明的有益效果在于：
本发明为上层业务应用提供了统一的网络通信使用方法，实现了业务数据透明传输功能，有效降低了业务系统的开发难度；能够根据传输数据内容，结合路由转发信息，实现局部的数据组播传输功能，有效降低传输数据量，提升传输效率；能够支持数据的压缩及加密传输；能够支持基于业务类型优先级传输/转发的数据传输策略；能够根据传输信道状态，动态调整传输控制策略，有效降低网络拥塞风险；能够兼容现有未部署网络通信服务的标准通信网络。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的部署逻辑拓扑图；
图2为本发明的系统管理控制报文格式图；
图3为本发明的业务应用数据传输流图
图4为本发明的数据传输报文格式图；
图5为本发明其中一实施例的数据传输拓扑图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
下面结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施部署方式。
1.系统组成及部署
系统主要包括业务应用、名录服务和网络通信服务等软件功能模块，和承载业务运行的业务系统运行平台，以及承载数据传输转发的通信链路及网络中继节点。业务系统运行平台需要部署业务应用、名录服务、网络通信服务，网络中继节点需要部署网络通信服务。系统部署逻辑拓扑如图1所示。
2.系统管理控制信息交互流程
部署了网络通信服务的节点(业务系统运行平台、网络中继节点) 之间需要交互网络通信服务运行状态，本发明采用定时通知与及时上报相结合的方式进行网络通信服务运行状态数据交互，具体交互流程如下所示：
步骤一、部署了网络通信服务的节点实时监测本节点的服务运行状态，并发以60秒的间隔定时向邻居节点广播本节点的网络通信服务部署情况及服务运行状态，报文格式如图2所示；
步骤二、部署了网络通信服务的节点接收到邻居节点的服务运行状态报文后，更新本节点内的邻居节点状态信息；当运行状态为异常时，关闭当前节点的定时器；当运行状态为正常时，更新相应节点的定时器；当节点120秒内未接收到邻居节点的状态通知报文时，设置邻居节点网络通信服务运行状态为异常状态，并关闭相应定时器。
步骤三、当检测到当前节点网络通信服务运行状态异常、或运行状态恢复正常后，及时向邻居节点广播本节点发送网络通信服务异常或服务状态恢复正常的状态指令。
3.业务应用数据传输流程
1)点对点的数据传输流程
业务应用根据业务通信需求，基于名录服务，通过调用网络通信服务提供的数据传输服务进行数据传输，传输过程包括数据发送、数据中转及数据接收几部分。业务应用数据传输流图如图3所示。
·数据发送服务调用流程
步骤一、初始阶段，部署于业务系统运行平台的业务应用调用 API注册业务标识(业务标识全网唯一)，同时绑定业务服务标识对应的数据接收响应服务；
步骤二、当业务应用需要进行数据传输时，利用当前业务应用的业务标识及目的业务应用的业务标识，调用网络通信服务API进行数据传输。
·数据传输流程
数据发送节点数据传输流程如下所示：
步骤一、网络通信服务收到数据传输请求后，生成唯一的数据传输报文ID，用于唯一标识当前报文的编号；
步骤二、根据源业务标识、目的业务标识，查询名录服务，获取当前传输数据的源IP地址、目的IP址，同时查询当前数据传输下一跳节点的网络通信服务状态；
步骤三、网络通信服务根据数据传输策略，将待传输数据进行压缩、加密、拆分，并计算各分包的摘要值；
步骤四、网络通信服务遍历待发送数据报文列表，当存在相同摘要值的数据报文、数据传输下一跳地址相同且下一跳网络通信服务状态正常时，执行步骤六；否则，执行步骤五；
步骤五、生成待发送数据报文，并插入待发送数据报文列表中，数据报文格式如图4所示；
步骤六、根据待发送报文的源/目的IP地址/业务标识、报文ID 等数据包属性信息，对待发送数据报文列表中的相同数据报文的报文头数据进行更新，增加当前报文的相关信息；
网络通信服务采用FIFO算法对待发送数据报文列表中的报文进行传输，同时根据通信链路状态，调整数据传输速率、重传策略等数据传输控制策略；
中继节点数据转发流程如下所示：
步骤一、中继节点网络通信服务收到数据报文后，根据数据报文格式(图4)对数据报文进行解析，生成多个数据报文；
步骤二、根据源业务标识、目的业务标识，查询名录服务，获取当前传输数据的源IP地址、目的IP址，同时查询当前数据传输下一跳节点的网络通信服务状态；
步骤三、网络通信服务计算各数据报文的摘要值；
步骤四、网络通信服务遍历待发送数据报文列表，当存在相同摘要值的数据报文、数据传输下一跳地址相同且下一跳网络通信服务状态正常时，执行步骤六；否则，执行步骤五；
步骤五、生成待发送数据报文头，并插入待发送数据报文列表中，数据报文格式如图4所示；
步骤六、根据待发送报文的源/目的IP地址/业务标识、报文ID 等数据包属性信息，对待发送数据报文列表中的相同数据报文头数据进行更新，增加当前报文的相关信息；
网络中继节点网络通信服务同样采用FIFO算法对待发送数据报文列表中的报文进行传输，同时根据通信链路状态，调整数据传输速率、重传策略等数据传输控制策略。
数据接收节点数据传输流程如下所示：
步骤一、网络通信服务接收到本节点的数据报文后，根据业务标识、报文ID、总包数及当前包号，遍历业务数据接收队列；当报文 ID及业务标识存在时，执行步骤二；否则，执行步骤四；
步骤二、当数据接收队列中当前报文已经存在，丢弃此报文，否则将当前报文保存到数据接收队列，并执行步骤三；
步骤三、检测当前业务数据是否已经接收完成，若接收完成，执行步骤五；
步骤四、将业务数据队列加入业务数据接收队列，同时启用数据传输控制操作；
步骤五、执行数据报文组装、解压缩、解密操作，依据名录服务，将业务数据传送给业务应用。
2)局部组播的数据传输
当业务系统运行平台A向业务系统运行平台B、业务系统运行平台C发送相同数据报文时(如图5所示)，采用现有技术，数据传输过程为2*①+2*②+③+④；若采用本发明时，数据传输过程被优化为①+②+③+④，极大的降低了网络中发传输数据量，提升了传输效率。
本发明的特点在于，为业务应用提供了统一的服务化的通信网络透明数据传输能力；通过较小的计算及存储开销，实现数据报文的局部组播传播，能够有效提升窄带传输网络中数据传输效率。
上述的实施例中所给出的系数和参数，是提供给本领域的技术人员来实现或使用发明的，发明并不限定仅取前述公开的数值，在不脱离发明的思想的情况下，本领域的技术人员可以对上述实施例作出种种修改或调整，因而发明的保护范围并不被上述实施例所限。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法，其特征在于，基于服务化思想，结合名录系统，采用统一的通信服务调用接口，为上层业务应用系统构建统一的数据传输服务，实现业务数据的透明传输；同时，根据传输数据信息，充分利用下层路由交换信息，实现数据局部组播传输，提升数据传输效率；
所述通信服务调用接口能够提供业务应用透明访问通信网络进行数据传输的方式：通过API函数调用的方式进行业务应用数据透明传输，各所述业务应用通过API函数接口，使用源业务标识、目的业务标识进行数据传输操作；
结合所述名录系统，提供名录服务：提供业务标识到IP地址的映射，所述业务应用注册业务标识，网络通信服务根据源/目的业务标识，获取对应的业务地址信息，不同业务系统运行平台间的所述名录服务能够通过包括实时、定时和静态规划在内的方式进行数据同步；
所述网络通信服务包括：根据所述业务应用的数据传输服务请求，基于所述名录服务、底层路由及交换信息，对传输数据进行压缩、加密、拆分、组合和传输管控，并实现数据的逐跳中继转发；同时，在数据接收节点进行分组数据的组装、数据传输可靠性控制、解压和解密，并结合所述名录服务，将接收到的数据传输给指定业务应用，实现数据的高效传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法，其特征在于，采用定时通知与及时上报相结合的方式进行所述网络通信服务的运行状态数据交互。
3.根据权利要求1所述的一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输方法，其特征在于，所述网络通信服务采用FIFO算法即先进先出算法，对待发送数据报文列表中的报文进行传输，同时根据通信链路状态，调整包括数据传输速率和重传策略在内的数据传输控制策略。
4.一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输系统，其特征在于，包括：
业务系统运行平台，用于部署业务应用、名录服务和网络通信服务；
网络中继节点，用于部署所述网络通信服务，承载数据中继转发，实现数据的逐跳转发；
所述业务应用，能够透明访问通信网络进行数据传输：通过API函数调用的方式进行业务应用数据透明传输，各所述业务应用通过API函数接口，使用源业务标识、目的业务标识进行数据传输操作；
所述名录服务包括：提供业务标识到IP地址的映射，所述业务应用注册业务标识，所述网络通信服务根据源/目的业务标识，获取对应的业务地址信息，不同的所述业务系统运行平台间的所述名录服务能够通过包括实时、定时和静态规划在内的方式进行数据同步；
所述网络通信服务包括：根据所述业务应用的数据传输服务请求，基于所述名录服务、底层路由及交换信息，对传输数据进行压缩、加密、拆分、组合和传输管控，并实现数据的逐跳中继转发；同时，在数据接收节点进行分组数据的组装、数据传输可靠性控制、解压和解密，并结合所述名录服务，将接收到的数据传输给指定业务应用，实现数据的高效传输。
5.根据权利要求4所述的一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输系统，其特征在于，所述业务系统运行平台和/或所述网络中继节点之间需要交互所述网络通信服务的运行状态，采用定时通知与及时上报相结合的方式进行所述网络通信服务的运行状态数据交互。
6.根据权利要求4所述的一种基于服务的窄带通信网络数据透明传输系统，其特征在于，所述网络通信服务采用FIFO算法即先进先出算法，对待发送数据报文列表中的报文进行传输，同时根据通信链路状态，调整包括数据传输速率和重传策略在内的数据传输控制策略。
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