CN113347196A - 一种对网络数据进行解析的解析方法、装置、电子设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对网络数据进行解析的解析方法、装置、电子设备以及存储介质，属于通信技术领域，包括定义xml解析文件，包括xml节点，每个xml节点包括一个匹配子节点和至少一个解析子节点；加载xml解析文件，每个xml节点对应转化为一个实例对象，且每个解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；对接收到的网络协议包数据，与每个匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的实例对象对网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析。本发明通过XML文件描述网络协议的字段内容和解析方式，屏蔽了解析器软件的代码层，有效的弥补了异构融合网络搭建、调试和升级时复杂度高，调试和升级困难的缺点，降低了现场业务人员的工作门槛，且从修改代码到修改配置文件，大大提高了工作人员的效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信的技术领域，尤其涉及一种对网络数据进行解析的解析方法、装置、电子设备以及存储介质。
背景技术
目前互联网和物联网产地的繁荣发展诞生了大量的新型协议，如MPLS、1553总线协议和IP-in-IP等协议，同一网络中使用不同的网络协议组成了一种网络架构：异构融合网络。异构融合网络为了支持这些新的网络协议，必须持续不断的更新中转设备的协议解析能力，以满足不同设备之间的通信需求。
在搭建异构融合网络时使用的设备来自于不同的设备制造商，而每个设备制造商有着自己独有的网络协议，而且其网络协议也随着产品的更新换代而在不断的更新，而异构融合网络一旦搭建后往往随着时间的推移其包含的设备也越来越多，通信协议也越来越复杂；因此每次更新都既要保持对原有设备之间通信，也要保证新旧设备的网络通信。
目前主流的网络协议解析方法有两种，一类依靠底层硬件对数据进行解析，另一类则是依靠软件来实现数据的解析。前者的有解析速度快的特点，但是硬件解析意味着协议专用化。后者则是在应用层对数据解析，优点是对异构融合网络的支持程度高。目前其协议的通用化一般以改变结构体的方式去做解析。其代价是每次更换协议都需要重新编译；而且修改代码的人员需要熟悉当前程序的代码流程，稍有不慎就会因为改变结构体后的数据偏移可能造成解析器无法解析或程序奔溃。
综上所述，现在的协议解析器存在以下缺陷：硬件解析无法快速响应异构融合网络的协议迭代更新，并且调试效率低下；软件解析具有了一定的通用性，但是其网络协议字段的描述和代码挂钩，需要部署人员了解并熟悉代码，协议的修改和代码的修改挂钩，提高了使用门槛和调试部署过程中出现bug的几率。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种对网络数据进行解析的解析方法、装置、电子设备以及存储介质。
为实现上述目的，本发明提供一种对网络数据进行解析的解析方法，包括：
定义xml解析文件，所述xml解析文件包括与每个需要解析的网络协议对应的xml节点，且每个所述xml节点包括一个与所述网络协议帧头对应的匹配子节点和至少一个解析子节点；
加载所述xml解析文件，每个所述xml节点对应转化为一个实例对象，且每个所述解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；
对接收到的网络协议包数据，与每个所述匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的所述实例对象对所述网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析；
其中，所述实例对象中的所述解析子实例对象按照一定顺序形成解析链，所述网络协议包数据沿所述解析链顺序解析，按照所述解析链的顺序获得每个所述解析子实例的解析结果。
优选的是，定义xml解析文件包括：
编写所述xml节点及其属性，所述xml节点的属性包括与所述xml节点对应的所述网络协议的名称以及ID号；
编写所述匹配子节点及其属性，所述匹配子节点的属性包括与所述匹配子节点对应的所述网络协议的帧头；
编写所述解析子节点及其属性，所述解析子节点的属性包括解析是否跳过属性。
优选的是，所述解析子节点包括解析最小单位的子节点、解析已知长度多组字段的子节点和解析可变长字段的子节点；所述解析子实例对象包括解析最小单位的子实例对象、解析已知长度多组字段的子实例对象和解析可变长字段的子实例对象。
优选的是，编写所述解析子节点包括：
编写所述解析最小单位的子节点及其属性，所述解析最小单位的子节点的属性包括名称、类型、字节数量、单位和解析是否跳过属性；
编写解析已知长度多组字段的子节点及其属性，所述解析已知长度多组字段的子节点的属性包括循环解析次数；
编写解析可变长字段的子节点及其属性，所述解析可变长字段的子节点的属性包括解析是否跳过属性。
优选的是，所述解析可变长字段的子节点包括一个用于解析所述解析可变长字段的子节点长度的长度节点。
优选的是，本发明还提供一种对网络数据进行解析的解析装置，包括：
定义模块，用于定义xml解析文件，所述xml解析文件包括与每个需要解析的网络协议对应的xml节点，且每个所述xml节点包括一个与所述网络协议帧头对应的匹配子节点和至少一个解析子节点；
加载模块，用于加载所述xml解析文件，每个所述xml节点对应转化为一个实例对象，且每个所述解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；
解析模块，用于对接收到的网络协议包数据，与每个所述匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的所述实例对象对所述网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析。
优选的是，本发明还提供一种电子设备，包括至少一个处理单元以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述所述的方法。
优选的是，本发明还提供一种存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明实现了在异构融合网络中网络协议的管理，并通过XML文件描述网络协议的字段内容和解析方式，屏蔽了解析器软件的代码层，有效的弥补了异构融合网络搭建、调试和升级时复杂度高，调试和升级困难的缺点，降低了现场业务人员的工作门槛，且从修改代码到修改配置文件，大大提高了工作人员的效率；把工作重心放到业务上而不是对解析器代码的修改。
附图说明
图1是本发明中对网络数据进行解析的解析方法的流程框架图；
图2是本发明中xml解析文件的树形关系图；
图3是本发明中解析链与解析子节点、xml节点的关系图；
图4是图3中UML类图；
图5是本发明中解析匹配中网络协议包数据状态转移图；
图6是本发明中解析过程流程图。
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的一部分实施例，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。
参照图1，本发明提供一种对网络数据进行解析的解析方法，包括：
定义xml解析文件，xml解析文件包括与每个需要解析的网络协议对应的xml节点，且每个xml节点包括一个与网络协议帧头对应的匹配子节点和至少一个解析子节点；
具体地，编写xml节点及其属性，xml节点的属性包括与xml节点对应的网络协议的名称以及ID号；
编写匹配子节点及其属性，匹配子节点的属性包括与匹配子节点对应的网络协议的帧头；
编写解析子节点及其属性，解析子节点的属性包括解析是否跳过属性。
加载xml解析文件，每个xml节点对应转化为一个实例对象，且每个解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；
对接收到的网络协议包数据，与每个匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的实例对象对网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析；
其中，实例对象中的解析子实例对象按照一定顺序形成解析链，网络协议包数据沿解析链顺序解析，按照解析链的顺序获得每个解析子实例的解析结果。
进一步地，解析子节点包括解析最小单位的子节点、解析已知长度多组字段的子节点和解析可变长字段的子节点；解析子实例对象包括解析最小单位的子实例对象、解析已知长度多组字段的子实例对象和解析可变长字段的子实例对象。
编写解析子节点包括：
编写解析最小单位的子节点及其属性，解析最小单位的子节点的属性包括名称、类型、字节数量、单位和解析是否跳过属性；
编写解析已知长度多组字段的子节点及其属性，解析已知长度多组字段的子节点的属性包括循环解析次数；
编写解析可变长字段的子节点及其属性，解析可变长字段的子节点的属性包括解析是否跳过属性。解析可变长字段的子节点包括一个用于解析解析可变长字段的子节点长度的长度节点。
在本实施例中，采用1553B总线协议，其他各数据传输有其特有的格式。本发明的xml节点定义以其中的数字量遥测的协议格式为例，按照如下步骤编写：
参照图2，根据xml的树形结构，先编写xml的根节点(frames)及其属性，该属性包括该协议解析装置的编号，该编号自定义即可；还包括当前数据是否以字(两个字节为单位)进行奇偶交换的属性，且true表示进行奇偶交换，false表示不进行奇偶交换；
编写xml节点(frame)及属性，xml节点(frame)的属性包括与xml节点(frame)对应的网络协议的名称以及ID号；
编写匹配子节点及其属性，一个xml节点(frame)只能包含一个匹配子节点(starter)。匹配子节点(starter)的属性包括与匹配子节点(starter)对应的网络协议的帧头，其值由16进制字符串表示，当帧头的字节个数大于2，则使用逗号分隔；
编写解析子节点(block)及其属性，一个xml节点(frame)中可以包含多个解析子节点(block)；解析子节点(block)的个数可以按字节为单位自定义划分；例如数字量遥测协议，就可以划分为3个解析子节点(block)。解析子节点(block)的属性包括解析是否跳过属性；01表示跳过，00表示不跳过。如果跳过，则会将这部分的原始数据保存在解析结果；解析子节点(block)的属性还包括名称和长度，名称自定义即可；长度属性表示当前解析子节点(block)的长度，单位为字节。
编写解析子节点(block)的三种子节点：
编写解析最小单位的子节点(seg)及其属性，其用于解析当前协议字段都独立，且需要解析的基本数据类型不相同。解析最小单位的子节点(seg)的属性包括名称、类型、字节数量、单位和解析是否跳过属性；即一个解析最小单位的子节点(seg)对应网络协议中的一个待解析数据。其属性具体如下表所示：
编写解析已知长度多组字段的子节点(loop)及其属性，其用于解析当前协议字段都相同或按照某一次序呈规律排列，且已知长度。解析已知长度多组字段的子节点(loop)的属性包括循环解析次数，按照十进制数即可。另外每个解析已知长度多组字段的子节点(loop)都包括解析最小单位的子节点(seg)。
编写解析可变长字段的子节点(Random)及其属性，用于解析当前协议字段都相同或按照某一次序呈规律排列，但是长度信息需要从接收的数据中解析出来。解析可变长字段的子节点(Random)的属性包括解析是否跳过属性；01表示跳过，00表示不跳过。解析可变长字段的子节点(Random)包括一个用于解析解析可变长字段的子节点长度的长度节点。另外，该解析可变长字段的子节点(Random)也包括解析最小单位的子节点(seg)。
调用API端口加载上述编写好的xml解析文件，然后xml节点(frame)中的属性信息实例化一个frame实例对象，其包括的多个解析子节点(block)也对应实例化多个block实例对象，且多个block实例对象以链表的形式保存在frame实例对象中。
具体地，block实例对象中包含了一个ParseableNode类型的链表；在实例化block实例对象时，会将seg节点实例化为SegNode对象、loop节点实例化为LoopNode对象，random节点实例化为RandomNode节点。由于SegNode、LoopNode和RandomNode都为ParseableNode的子类，因此都会存放在block实例对象中ParseableNode类型的链表中，由block实例对象组成的链表在本发明中称之为解析链，如图3和图4所示表示，解析链与xml节点的结构关系图。
参照图5，解析网络协议包数据时，针对每个接收到的网络协议包数据，会先对其进行帧头检测；当前数字量遥测的协议帧头为0x0a,0x12；检测成功后找到对应的Frame实例对象，并进入解析流程；
参照图6，从xml解析文件中可知当前一共划分了4个block；因此在程序中，该Frame实例对象的Block链表中包含4个block节点；
进入解析后从第1个block实例对象开始解析，首先从数据流中按照长度截取当前block的长度；第一个block的长度为6字节，因此会从当前数据流中拷贝从指针0开始拷贝6个字节，然后指针指向第7个字节的位置；由于当前block的属性为00，表示当前字段需要解析。
block的子节点只有一个seg节点，按照xml中节点和程序内部对象的映射，可知当前采用SegNode的解析方法解析。按照seg节点描述，当前的6个字节会被解析为string类型，名称为innerInfo，该解析结果会封装为一个ParsedVar，并放到解析结果链ParsedVarList的末端，以下同理；
然后进入下一个block实例对象，当前block实例对象也只有一个seg节点，且属性为00，因此和上一个block实例对象的解析方式一致，只是长度只有一个字节，且类型为byte，数据的名称为errorcode。此时数据流的指针指向第8个字节的位置；
下一个block实例对象的属性为01，且长度属性为13，表示从当前指针开始的13个字节跳过解析；因此当前指针指向第21个字节；
最后一个block实例对象的属性为00，长度属性为32，因此从第21个字节开始取32个字节，并开始解析；该block实例对象中包含两个seg节点和一个random节点。按照顺序先解析两个seg节点，再解析random节点。第一个seg节点的长度为2，类型为string，因此将这两个字节解析为16进制的字符串表示，其名称为同步字；第二个seg节点的unit属性为bit，说明要开始进入颗粒度为bit的解析，在颗粒度为bit的解析时，指针偏移会暂停，直到遇到end属性为true时，才会根据位解析的长度重新定位指针；
此时preBits为0，表示当前从第0位开始解析，typesize属性为11，表示需要使用11个bit，并将其解析为string类型，此时会将这11个bit按照向上取整转为两个byte，并以类型为string解析，其名称为apid；
进入random节点的解析。random节点在程序中的映射为RandomNode对象，在解析时首先解析长度节点的值。该节点解析成功后的值表示可变长度区域的长度，单位为byte。typesize属性为5，unit属性为bit，perBits属性为11，end属性为true，表示从当前指针开始的11位开始取5个bit解析，然后结束颗粒度为位的解析工作，并重新定位指针；由于当前一共使用了16个bit，为2个byte，因此指针向后移动两个位置；
当解析出的长度信息后，RandomNode会循环解析seg节点表示的数据，每解析一个SegNode，长度信息减去其对应的typesize的长度；直到length的值为0。
由此，当前数字量遥测Frame实例对象的解析结束；最后将解析结果链作为返回值返回。
解析结构链为一个ParsedVar类型的链表。ParsedVar中包含了以下信息用于解析结果的标识：
| 属性名 | 描述信息 |
| frameName | 数据帧名称 |
| frameAddr | 数据帧地址 |
| blockName | 字段名称 |
| valueName | 数据名称 |
| parsed | 是否解析标志 |
| valueType | 数据类型 |
| deviceName | 设备名称 |
| deviceId | 设备ID |
| buffer | 数据原字节 |
本发明实现了在异构融合网络中网络协议的管理，并通过XML文件描述网络协议的字段内容和解析方式，屏蔽了解析器软件的代码层，有效的弥补了异构融合网络搭建、调试和升级时复杂度高，调试和升级困难的缺点，降低了现场业务人员的工作门槛，且从修改代码到修改配置文件，大大提高了工作人员的效率；把工作重心放到业务上而不是对解析器代码的修改。
本发明还提供一种对网络数据进行解析的解析装置，包括：
定义模块，用于定义xml解析文件，xml解析文件包括与每个需要解析的网络协议对应的xml节点，且每个xml节点包括一个与网络协议帧头对应的匹配子节点和至少一个解析子节点；
加载模块，用于加载xml解析文件，每个xml节点对应转化为一个实例对象，且每个解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；
解析模块，用于对接收到的网络协议包数据，与每个匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的实例对象对网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析。
本发明还提供一种电子设备，包括至少一个处理单元以及至少一个存储单元，其中，存储单元存储有计算机程序，当程序被处理单元执行时，使得处理单元执行上述的方法。
本发明还提供一种存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种对网络数据进行解析的解析方法，其特征在于，包括：
定义xml解析文件，所述xml解析文件包括与每个需要解析的网络协议对应的xml节点，且每个所述xml节点包括一个与所述网络协议帧头对应的匹配子节点和至少一个解析子节点；
加载所述xml解析文件，每个所述xml节点对应转化为一个实例对象，且每个所述解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；
对接收到的网络协议包数据，与每个所述匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的所述实例对象对所述网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析；
其中，所述实例对象中的所述解析子实例对象按照一定顺序形成解析链，所述网络协议包数据沿所述解析链顺序解析，按照所述解析链的顺序获得每个所述解析子实例的解析结果。
2.如权利要求1所述的对网络数据进行解析的解析方法，其特征在于，定义xml解析文件包括：
编写所述xml节点及其属性，所述xml节点的属性包括与所述xml节点对应的所述网络协议的名称以及ID号；
编写所述匹配子节点及其属性，所述匹配子节点的属性包括与所述匹配子节点对应的所述网络协议的帧头；
编写所述解析子节点及其属性，所述解析子节点的属性包括解析是否跳过属性。
3.如权利要求2所述的对网络数据进行解析的解析方法，其特征在于，所述解析子节点包括解析最小单位的子节点、解析已知长度多组字段的子节点和解析可变长字段的子节点；所述解析子实例对象包括解析最小单位的子实例对象、解析已知长度多组字段的子实例对象和解析可变长字段的子实例对象。
4.如权利要求3所述的对网络数据进行解析的解析方法，其特征在于，编写所述解析子节点包括：
编写所述解析最小单位的子节点及其属性，所述解析最小单位的子节点的属性包括名称、类型、字节数量、单位和解析是否跳过属性；
编写解析已知长度多组字段的子节点及其属性，所述解析已知长度多组字段的子节点的属性包括循环解析次数；
编写解析可变长字段的子节点及其属性，所述解析可变长字段的子节点的属性包括解析是否跳过属性。
5.如权利要求4所述的对网络数据进行解析的解析方法，其特征在于，所述解析可变长字段的子节点包括一个用于解析所述解析可变长字段的子节点长度的长度节点。
6.一种对网络数据进行解析的解析装置，其特征在于，包括：
定义模块，用于定义xml解析文件，所述xml解析文件包括与每个需要解析的网络协议对应的xml节点，且每个所述xml节点包括一个与所述网络协议帧头对应的匹配子节点和至少一个解析子节点；
加载模块，用于加载所述xml解析文件，每个所述xml节点对应转化为一个实例对象，且每个所述解析子节点对应转化为一个解析子实例对象；
解析模块，用于对接收到的网络协议包数据，与每个所述匹配子节点进行匹配，若匹配成功，则用与之匹配的所述实例对象对所述网络协议包数据进行解析；若未匹配，则结束解析。
7.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理单元以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行权利要求1～5任一权利要求所述的方法。
8.一种存储介质，其特征在于，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求1～5任一权利要求所述的方法。
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| CN114938401A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-08-23 | 北京思信飞扬信息技术股份有限公司 | 可配置的网络协议数据解析方法及电子设备 |
| CN114938401B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-03-10 | 北京思信飞扬信息技术股份有限公司 | 可配置的网络协议数据解析方法及电子设备 |
| CN115914434A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-04-04 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种适用于通信控制服务器系统的协议解析方法 |
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