CN113055471B - 一种保持长期存活、数据交互的管理方法和系统 - Google Patents

一种保持长期存活、数据交互的管理方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保持长期存活、数据交互的管理方法和系统，所述方法和系统面向内网设备连接服务器，包括：服务器创建服务终端，监听连接请求；内网设备注册连接，并主动维护与服务器的长期存活的长连接；服务器进行注册连接的初始化管理；服务器采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；其中：内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。本方法和系统采用长连接、短连接的形式实现服务器灵活管理内网设备，并结合加密协议确保通信数据安全。

Description

一种保持长期存活、数据交互的管理方法和系统
技术领域
本发明涉及计算机通信领域，具体涉及一种面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理方法和系统。
背景技术
在计算机通信领域，TCP/IP协议标准是被运用广的通信方法。常见的C/S通信模式或B/S通信模式，用得最多是Client端或者Browser向Server端发起请求，并即时完成整体通信交互过程，极少出现需要由Server主动交互客户端的场景。同时，处在内网中的设备通常采用虚拟内网IP，无法由外部直接发起请求实现通信交互。为了解决在某些特定场景下，实现服务器灵活管理分布式内网设备的方法。设计、实现一种面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理架构是十分必要的。
现有技术场景未遇到服务器需长期管理内网设备的情况，通常采用的技术是由内网设备在需要交互时主动请求服务器，没有保持通信连接长期存活的需求。
现有技术没有可以直接可以面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理架构。
本发明构建一套服务器长期分布式管理多内网设备的通信技术架构，以解决由于内网设备使用虚拟IP使得服务器无法实时访问内网设备，并完成实时数据交互的技术难题。同时本架构采用长连接、短连接的形式实现服务器灵活管理内网设备，并结合加密协议确保通信数据安全。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明构建一套服务器长期分布式管理多内网设备的通信技术架构，以解决由于内网设备使用虚拟IP使得服务器无法实时访问内网设备，并完成实时数据交互的技术难题。
基于上述目的，本发明提供一种保持长期存活、数据交互的管理方法，所述方法面向内网设备连接服务器，包括以下步骤：
S1.服务器创建服务终端，监听连接请求；
S2.内网设备注册连接，并主动维护与服务器的长期存活的长连接；
S3.服务器进行注册连接的初始化管理；
S4.服务器采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；
其中步骤S4中所述分布式管理包括如下方式：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。
进一步，步骤S1中，服务器创建daemon服务，初始化分布式连接管理对象的初始化，激活套接字进程用于监听设备的连接请求，所述套接字上联应用进程，下联网络协议栈，成为应用程序通过网络协议进行通信和交互的接口。
进一步，步骤S2中，内网设备在启动时，将向目标服务器发起注册请求，之后主动维持注册连接，并定时发送keepAlive数据包，保证注册连接的长期存活。
进一步，步骤S3中，在服务器每次收到请求时，基于服务器与内网设备事先设计好的通信协议规范，识别内网设备的注册连接，并解析注册请求，构建连接管理对象关联相应内网设备，维持对注册连接状态的长期监听。
进一步，步骤S4中，服务器在日常操作中，将基于唯一标识各个内网设备的连接对象，构建符合通信交互规范的操作数据包，唤醒内网设备的具体事务模块，实现灵活的内网设备分布式管理。
进一步，所述内网设备分布式管理包括：
基于内网设备与服务器共同维护的长连接，双方将在事先设计好的通信规范下，实现交互、唤醒具体事务模块；在基于注册的长连接的唤醒下，内网设备将采用协议规范解析具体操作的数据内容，并灵活创建临时短连接实现与服务器的实时事务交互，在完成当前事务交互后，自动注销事务连接，继续与服务器共同维护注册连接。
进一步，所述内网设备分布式管理还包括：
对于分布在内网中的不存活的设备，服务器通过检测模块实时发现不存活的设备长连接，随后注销相应连接的管理对象，实现对各个内网设备连接的长期稳定管理。
另一方面，本发明还提供一种保持长期存活、数据交互的管理系统，所述系统面向内网设备连接服务器，所述服务器包括创建单元，用于创建服务终端，监听连接请求；所述内网设备包括请求单元，用于在内网设备启动时向服务器发起注册连接请求，并主动维护长期存活的长连接；所述服务器收到请求时进行注册连接的初始化管理，并采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；所述分布式管理包括：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。
进一步，所述内网设备分布式管理包括：基于内网设备与服务器共同维护的长连接，双方将在事先设计好的通信规范下，实现交互、唤醒具体事务模块；在基于注册的长连接的唤醒下，内网设备将采用协议规范解析具体操作的数据内容，并灵活创建临时短连接实现与服务器的实时事务交互，在完成当前事务交互后，自动注销事务连接，继续与服务器共同维护注册连接。
进一步，所述服务器还包括检测模块，对于分布在内网中的不存活的设备，服务器通过检测模块实时发现不存活的设备长连接，随后注销相应连接的管理对象，实现对各个内网设备连接的长期稳定管理。
本发明提出的面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理方法和系统，用于解决服务器实时管理远程内网设备的特殊场景，可以在内网设备使用虚拟IP的情形下，基于设备初始化注册的长连接，实现实时管理目标内网设备，并在框架中灵活采用长短连接、安全通信协议保证通信交互的稳定性与安全性。并且本发明通过构建一套服务器长期分布式管理多内网设备的通信技术架构，以解决由于内网设备使用虚拟IP使得服务器无法实时访问内网设备，并完成实时数据交互的技术难题。
附图说明
图1示出了根据本发明的面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理方法和系统的架构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
随着互联网技术的飞速发展，使得客户端和服务器的交互技术也飞速发展，而现有的客户端和服务器进行交互时通常使用http协议进行交互，http属于应用层协议，在传输层使用TCP协议，在网络层使用IP协议。在使用http协议进行交互时，客户端和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，其连接可以为http短连接或http长连接。
长连接：当数据发送完成后套接字连接不断开，一直保留到异常或者是程序退出为止，长连接需要定时向服务器发送keepAlive数据包，以保证套接字连接畅通，当发送keepAlive数据包不通服务器时，必须重新开启连接；
短连接：当一次数据发送完毕后，主动断开连接，每次发送数据都要一次连接、断开操作，这种方式的优点是：对服务器的资源占用相对来说比较小，但是由于每次都要重新连接，速度开销上也比较大，这种方式对于那种不需要经常与服务器交互的情况下比较适用；
为解决服务器实时管理远程内网设备的特殊场景，本发明提出了一套面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理架构。可以在内网设备使用虚拟IP的情形下，基于设备初始化注册的长连接，实现实时管理目标内网设备，并在框架中灵活采用长短连接、安全通信协议保证通信交互的稳定性与安全性。
如图1所示，根据本发明的面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理方法包括以下步骤：
S1.服务器创建服务终端，监听连接请求；
S2.内网设备注册连接，并主动维护与服务器的长期存活的长连接；
S3.服务器进行注册连接的初始化管理；
S4.服务器采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；
其中步骤S4中所述分布式管理包括如下方式：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。
具体地，各个步骤的详细管理过程如下：
S1.服务器创建服务终端，监听连接请求；
服务器创建daemon服务，初始化分布式连接管理对象的初始化，激活套接字进程用于监听设备的连接请求。
其中，套接字(Socket)，是支持TCP/IP协议的路通信的基本操作单元；是两个网络应用程序进行通信时，各自通信连接中的端点。一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信和交互的接口。
S2.内网设备注册连接，并主动维护长期存活的长连接
内网设备在启动时，将向目标服务器发起注册请求，之后主动维持注册连接，并定时发送keepAlive数据包，保证注册连接的长期存活。
其中，所述keepAlive(存活检测机制)是用于保持内网设备与服务器的连接，内网设备发送心跳包给服务器，意图在于保活、心跳。其原理在于，内网设备在空闲一定时间后发送数据给服务器，如果服务器可达，就会响应ACK应答，就认为是存活的；如果可达，但应用程序退出，服务器就发出FIN应答，发送TCP撤销连接；如果可达，但应用程序崩溃，服务器就发RST消息。如果服务器不响应ACK,RST,继续发送直到超时撤销连接，时间默认为2个小时。
S3.服务器进行注册连接的初始化管理；
在服务器每次收到请求时，基于服务器与内网设备事先设计好的通信协议规范，识别内网设备的注册连接，并解析注册请求，构建连接管理对象关联相应内网设备，维持对注册连接状态的长期监听。
S4.服务器采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；
服务器在日常操作中，将基于唯一标识各个内网设备的连接对象，构建符合通信交互规范的操作数据包，唤醒内网设备的具体事务模块，实现灵活的分布式内网设备管理。
其中，所述分布式管理包括以下几个方面的管理内容：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
基于内网设备与服务器共同维护的长连接，双方将在事先设计好的通信规范下，交互、唤醒具体事务模块。
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
在基于注册的长连接的唤醒下，内网设备将采用协议规范解析具体操作的数据内容，并灵活创建临时短连接实现与服务器的实时事务交互，在完成当前事务交互后，自动注销事务连接，继续与服务器共同维护注册连接。
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象；
对于分布在内网中的设备，存在更新换代的情形，对于不存活的设备，服务器将基于管理架构，实时发现不存活的设备长连接，随后注销相应连接的管理对象，实现对各个设备连接的长期稳定管理。
另一方面，本发明还涉及一种面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理系统，其中：
服务器包括创建单元，用于创建服务终端，监听连接请求；
内网设备包括请求单元，用于在内网设备启动时向服务器发起注册连接请求，并主动维护长期存活的长连接；
服务器收到请求时进行注册连接的初始化管理，并采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；所述分布式管理包括：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。
其中，所述系统包括一个服务器和与所述服务器同时连接的多个内网设备，服务器与每个内网设备通过一个长连接进行通信交互的唤醒操作，并通过多个短完成实现临时交互任务。通过一个长连接和多个短连接的组合连接方式，保证了通信交互的稳定性与安全性，提升通信性能。
本发明构建一套服务器长期分布式管理多内网设备的通信技术架构，以解决由于内网设备使用虚拟IP使得服务器无法实时访问内网设备，并完成实时数据交互的技术难题。同时本架构采用长连接、短连接的形式实现服务器灵活管理内网设备，并结合加密协议确保通信数据安全。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述面向内网设备连接服务器保持长期存活、数据交互的管理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

Claims (10)

1.一种保持长期存活、数据交互的管理方法，所述方法面向内网设备连接服务器，其特征在于，包括以下步骤：
S1.服务器创建服务终端，监听连接请求；
S2.内网设备注册连接，并主动维护与服务器的长期存活的长连接；
S3.服务器进行注册连接的初始化管理；
S4.服务器采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；
其中步骤S4中所述分布式管理包括如下方式：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。
2.根据权利要求1所述的保持长期存活、数据交互的管理方法，其特征在于，步骤S1中，服务器创建daemon服务，初始化分布式连接管理对象的初始化，激活套接字进程用于监听设备的连接请求，所述套接字上联应用进程，下联网络协议栈，成为应用程序通过网络协议进行通信和交互的接口。
3.根据权利要求1或2所述的保持长期存活、数据交互的管理方法，其特征在于，步骤S2中，内网设备在启动时，将向目标服务器发起注册请求，之后主动维持注册连接，并定时发送keepAlive数据包，保证注册连接的长期存活。
4.根据权利要求3所述的保持长期存活、数据交互的管理方法，其特征在于，步骤S3中，在服务器每次收到请求时，基于服务器与内网设备事先设计好的通信协议规范，识别内网设备的注册连接，并解析注册请求，构建连接管理对象关联相应内网设备，维持对注册连接状态的长期监听。
5.根据权利要求4所述的保持长期存活、数据交互的管理方法，其特征在于，步骤S4中，服务器在日常操作中，将基于唯一标识各个内网设备的连接对象，构建符合通信交互规范的操作数据包，唤醒内网设备的具体事务模块，实现灵活的内网设备分布式管理。
6.根据权利要求5所述的保持长期存活、数据交互的管理方法，其特征在于，所述内网设备分布式管理包括：
基于内网设备与服务器共同维护的长连接，双方将在事先设计好的通信规范下，实现交互、唤醒具体事务模块；在基于注册的长连接的唤醒下，内网设备将采用协议规范解析具体操作的数据内容，并灵活创建临时短连接实现与服务器的实时事务交互，在完成当前事务交互后，自动注销事务连接，继续与服务器共同维护注册连接。
7.根据权利要求6所述的保持长期存活、数据交互的管理方法，其特征在于，所述内网设备分布式管理还包括：
对于分布在内网中的不存活的设备，服务器通过检测模块实时发现不存活的设备长连接，随后注销相应连接的管理对象，实现对各个内网设备连接的长期稳定管理。
8.一种保持长期存活、数据交互的管理系统，所述系统面向内网设备连接服务器，其特征在于，
所述服务器包括创建单元，用于创建服务终端，监听连接请求；
所述内网设备包括请求单元，用于在内网设备启动时向服务器发起注册连接请求，并主动维护长期存活的长连接；
所述服务器收到请求时进行注册连接的初始化管理，并采用与各个内网设备相对应的连接对象实现对设备的分布式管理；所述分布式管理包括：
a.内网设备与服务器间，使用长连接实现通信交互的唤醒操作；
b.内网设备在具体操作交互中，灵活创建短连接完成与服务器的临时交互；
c.内网设备不存活时，服务器可发现相应长连接关闭，并注销相应连接的管理对象。
9.根据权利要求8所述的保持长期存活、数据交互的管理系统，其特征在于，所述内网设备分布式管理包括：基于内网设备与服务器共同维护的长连接，双方将在事先设计好的通信规范下，实现交互、唤醒具体事务模块；在基于注册的长连接的唤醒下，内网设备将采用协议规范解析具体操作的数据内容，并灵活创建临时短连接实现与服务器的实时事务交互，在完成当前事务交互后，自动注销事务连接，继续与服务器共同维护注册连接。
10.根据权利要求9所述的保持长期存活、数据交互的管理系统，其特征在于，所述服务器还包括检测模块，对于分布在内网中的不存活的设备，服务器通过检测模块实时发现不存活的设备长连接，随后注销相应连接的管理对象，实现对各个内网设备连接的长期稳定管理。
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