CN113676444A - 一种工业互联网的异构协议适配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业互联网的异构协议适配方法，针对工业互联网在数字化建设阶段，由不同的时期、不同的供应商、采用不同的技术、使用不同的协议的各个IT系统、OT系统间存在异构协议的适配，产生信息孤岛问题，通过构建协议转换管道模型，实现工业全要素、全价值链、全产业链的互联互通和互操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业互联网的异构协议适配方法。通过计算机程序实现多源异构信息系统之间的协议转换。采用基于面向服务架构的服务模型，具体涉及异步消息传输机制，利用分层协议转换技术构建协议转换管道模型，将服务提供方和服务请求方通过构建的工业互联网平台转换成双方都可识别的协议，实现双向通信，以克服企业在实现工业全要素、全价值链、全产业链的互联互通、互操作时数据难以集成的巨大瓶颈。属于信息技术领域。
背景技术
企业的数字化转型将企业价值链实现过程中的设计、制造、供应链管理、营销、产品售后运维等各个业务环节进行数字化，使用数字化手段、软件系统进行业务操作。企业的智能化建设，是要解决企业整体智能的需求，实现智能制造是制造业数字化转型需要达成的目标，工业互联网建设是实现智能制造的基础技术手段。
从数字化走向智能化，需要首先解决的是第一阶段单体应用建设留下的后遗症：信息孤岛问题，在数字化建设阶段，各个IT系统、0T系统是在不同的时期、由不同的供应商、采用不同的技术、使用不同的协议逐渐建立起来的，因此面临万国语言的问题，要从数字化走向智能化，就必须解决万国语言的翻译问题，才能实现万物互联，实现工业全要素、全价值链、全产业链的互联互通和互操作这一美好愿景。
对于异构协议的适配，目前的解决方法大多是采用定制接口开发的处理方式，将不同协议的接口进行端到端的对接交互。但不同的服务请求方、不同的服务提供方，需要定制不同的处理程序，开发工作效率低下，极为不灵活；若遇到服务较多的情况，仍然会形成蜘蛛网状交互关系，难以梳理系统问的关系，遇到异常时也将难以排查错误。
发明内容
针对不同的IT系统、OT系统存在通信协议不匹配形成的信息孤岛，阻碍了企业跨部门、跨业务、跨组织之间的信息交互难题，本发明提供一种工业互联网的异构协议适配方法，实现多源异构系统的互联互通、互操作，通过以下步骤来实现：
A.建立协议转换管道模型。
B.按照管道开发流程，建立协议转换管道适配表格，完成入站适配器、通用算法模块、出站适配器、消息转发机制、串接第三方服务功能单元的开发，形成协议转换管道。
所述步骤A特征为：所述一种工业互联网的异构协议适配方法利用SOA架构设计的协议转换管道模型，所述协议转换管道模型由服务请求方、入站协议池、协议转换管道、出站协议池和服务提供方组成，如图1所示，通过入站适配器、通用算法模块、出站适配器、管道消息转发、消息转发规则、串接第三方服务设计，完成协议转换管道的开发，共同实现服务请求方与服务提供方的信息交互。
服务请求方：指通过工业互联网平台请求服务的请求方系统。服务请求方向工业互联网平台发送请求消息，用于调用工业互联网平台发布的服务，获取服务内容；
入站协议池：指工业互联网平台提供的入站协议集合，服务请求方需从入站协议池中获取对应的协议，并发送请求消息至协议转换管道；
协议转换管道：指支撑报文转换并传递消息的工业互联网平台组件，用于将服务请求方发送的请求消息转换为满足服务提供方要求的格式，并发送至服务提供方；
出站协议池：指工业互联网平台提供的出站协议集合，服务提供方需从出站协议池中获取对应的协议，并接收请求消息；
服务提供方：指通过工业互联网平台发布服务的原始提供方系统。服务提供方将对外公开的接口注册到工业互联网平台，通过工业互联网平台发布服务，供其他服务请求方调用；
所述步骤B特征为：所述协议转换管道适配表格，如图2所示。入站协议及技术框架包括REST、WS、RFC、MQ、MQTT、FTP、OPC、DB；出站协议及技术框架包括REST、WS、RFC、MQ、MQTT、FTP、OPC、DB；其中REST为表述性状态转移传递协议，WS为跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术，RFC为SAP系统的远程函数调用协议、MQ为消息队列，MQTT为基于发布/订阅范式的消息协议，FTP为文件传输协议，OPC为面向过程控制的对象链接与嵌入协议，DB为数据库接口调用协议；若存在M个需交互的协议，则理论上存在M×M种类型的管道。但在实际业务场景中，个别协议对应关系的场景较少出现，则忽略相应的管道，即真实需求的管道数量≤M×M。
所示步骤B特征为：所述协议转换管道由入站适配器、通用算法模块、出站适配器组成，其中入站适配器用于将接收到的服务请求方原始报文转换为标准报文，再发送至通用算法模块；通用算法模块用于对标准报文进行优先级控制、权限控制、流量控制、字段映射、日志记录，再将标准报文发送至出站适配器；出站适配器用于将标准报文转换为服务提供方所需格式，再发送至指定提供方，如图3所示。
所述步骤B特征为：所述协议转换管道在进行协议转换时，服务请求方从入站协议池选择对应的入站协议，服务提供方从出站协议池选择对应的出站协议，协议转换管道由满足传输需求的相应入站协议与出站协议组成，当其他服务请求方和服务提供方的相应协议与该管道一致时，使用该管道进行数据交互。
所示步骤B特征为：所述入站适配器由入站监听节点、报文格式转换模块和自适应负载模块组成，如图4所示，具体为，
入站监听节点用于监听服务请求方发送的实时消息，当入站监听节点接收到请求消息后将原始报文发送至报文格式转换模块，将其转换为标准报文，每种类型的管道通过自身监听节点设置独有的访问路径；
报文格式转换模块用于将接收到的服务请求方原始报文转换为标准报文；
自适应负载模块用于自主判断同类型管道的负载均衡状态，并将消息转发至负载量较低的同类型管道，以此平衡管道间的负载量。
所示步骤B特征为：所述通用算法模块由日志记录模块、优先级控制模块、权限控制模块、流量控制模块、字段映射模块组成，并由服务注册库支撑各功能模块，如图5所示，具体为
服务注册库用于注册服务相关信息，包括服务请求方信息、服务提供方信息、服务优先级信息、服务安全控制信息、管道权限控制信息、服务字段映射信息、服务交易行为日志；
日志记录模块用于将服务交易的报文及行为信息记录到日志中；
优先级控制模块用于根据生产需要对各服务设置相应优先级，依照优先级顺序对消息进行处理，当访问量过大造成消息堆积时，优先级高的服务将优先进行处理；
权限控制模块用于从标准报文中提取服务请求方信息，包括源IP、服务请求方身份标识，再根据权限配置信息进行判断，若该次请求具备服务调用权限则将消息传送至下一个功能模块，若不具备调用权限则直接返回错误信息，并停止处理；
流量控制模块用于针对单个服务设置最大每秒完成的交易次数TPS，防止超负荷的并发请求，保障管道及服务提供方的稳定性，稳定性包括满负荷运行状态平台的正常平均运行时间、非自相似突发业务的QoS和QoE、突发业务对平稳业务的影响程度、突发业务抖动量与最大请求报文和最大流量之间的联合规划能力，以及多不规则混合业务传输状态时平台支撑的应用切换能力，其包括可控响应时间容限和支撑正常工作的业务数；
字段映射模块用于当服务请求方与提供方的报文字段名不一致时，需完成字段映射后才能使服务提供方识别，该模块根据映射配置信息判断各服务是否需要进行字段映射处理，并将报文内的各字段名转换为服务提供方能识别的字段名。
所示步骤B特征为：所述出站适配器由接口参数读取模块、报文格式转换模块和接口调用模块组成，如图6所示，具体为
接口参数读取模块用于从标准报文中提取服务提供方身份标识，再从服务注册库中读取服务提供方接口相关信息；
报文格式转换模块用于将标准报文转换为满足服务提供方格式要求的报文；
接口调用模块用于根据已获取到的服务提供方接口相关信息，将报文发送至对应的服务提供方。
所示步骤B特征为：所述消息转发用于在管道间对消息进行转发，在消息转发过程中同种类型的管道通过部署若干实例实现负载均衡，入站适配器中的自适应负载模块实时获取同类管道各实例的负载情况，根据转发规则在管道间对消息进行转发，用于平衡各管道间的负载量。
所示步骤B特征为：所述管道消息转发规则根据管道负载量的分布情况，通过对应的转发规则实现各管道间负载平衡，其规则的建立步骤具体如下：
(1)参数定义
令在时间段Q1，按照协议转换管道对应协议类别分类，若协议转换管道类别总数为q，则管道类别为α1，α2，…，αg，…，αq，每种管道类别的可用管道数为n，协议转换管道αg的实时负载量为{Tg1，Tg2，…，Tgi…，Tgn}，期望
总体标准差
协议转换管道全局实时负载用hardmard积表示为：
其中1≤g≤q，1≤i≤n，ωgi∈{0，1}，ωgi为面向生产场景的管道触发决策变量；
令αg的管道gi(其中1≤i≤n)实时负载量离均差为Tgi-μg，当满足条件
时，
则自适应负载模块将执行消息转发操作，实现各管道间的负载均衡，其中Tgmax为αg的最大容许负载量；
(2)消息转发的实现
消息转发将在同协议类别的管道中进行，即管道gi的转发目标必需为αg类管道，其转发的目标管道判断规则为：
规则一：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量服从正态分布
时，其中x为管道负载量，P(x)为管道负载量对应的出现概率，具体为：将αg类管道按照负载量分类，
令负载量处于[0，μg-3σg)的管道为A类管道，其中的管道a表示为A＝{a|0≤Ta＜μg-3σg，1≤a≤n，a∈N}，
令负载量处于[μg-3σg，μg-2σg)的管道为B类管道，其中的管道b表示为B＝{b|μg-3σg≤Tb＜μg-2σg，1≤b≤n，b∈N}，
令负载量处于[μg-2σg，μg-σg)的管道为C类管道，其中的管道c表示为C＝{c|μg-2σg≤Tc＜μg-σg，1≤c≤n，c∈N}，
令负载量处于(μg+σg，μg+2σg]的管道为D类管道，其中的管道d表示为D＝{d|μg+σg＜Td≤μg+2σg，1≤d≤n，d∈N}，
令负载量处于(μg+2σg，μg+3σg]的管道为E类管道，其中的管道e表示为E＝{e|μg+2σg＜Te≤μg+3σg，1≤e≤n，e∈N}，
令负载量处于(μg+3σg，Tgmax]的管道为F类管道，其中的管道f表示为F＝{f|μg+3σg＜Tf≤Tgmax，1≤f≤n，f∈N}，
根据转发条件得到管道gi的实时负载量Tgi处于区间(μg+σg，Tgmax]内，故gi∈D∪E∪F；
③若gi∈D，则从集合C中随机选择单根管道作为转发目标；
④若gi∈E，则从集合B中随机选择单根管道作为转发目标；
⑤若gi∈F，则从集合A中随机选择单根管道作为转发目标。
规则二：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量服从泊松分布
时，其中x为管道负载量，P(x)为管道负载量对应的出现概率，具体为：
①将αg类管道按照负载量分类，令负载量处于[0，μg)的管道为L类管道，其中的管道l表示为L＝{l|0＜Tl≤μg，1≤l≤n，l∈N}；
②计算出L类管道各自的离均差占比
得到
③将βl作为对应管道的选择概率，从集合L中按照βl概率选择单根管道作为转发目标。
规则三：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量服从二项分布
时，其中x为管道负载量，P(x)为管道负载量对应的出现概率，具体为：
①将αg类管道按照实时负载量从低到高进行排序，依次表示为Sg1，Sg2，…，Sgj，…，Sgn，其中1≤j≤n，i∈N，Sgj为第j个实时负载量；
②假设管道gi的实时负载量Tgi所对应的值为Sgj，则选择Sg(1+n-j)所对应的管道作为转发目标。
规则四：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量不服从上述三种情况时，则使用规则四，具体为：
①将αg类管道按照实时负载量从低到高进行排序，依次表示为Sg1，Sg2，…，Sgj，…，Sgn，其中1≤j≤n，i∈N，Sgj为第j个实时负载量；
②选择最低负载量Sg1所对应的管道作为转发目标。
所述步骤B特征为：所述串接第三方服务用于在现有管道不能处理所述服务提供方和服务请求方之间的消息转发，通过串接第三方服务的方式解决，如图8所示，具体为：
a.建立第三方服务注册平台，用于第三方平台的接入，并转至步骤b；
b.在平台上注册需串接的第三方服务，并与需关联的服务提供方身份标识进行匹配，并转至步骤c；
c.在服务请求方发送消息进入管道时，入站适配器将提取消息中的服务提供方身份标识，若该标识已与第三方服务进行匹配，则入站适配器将调用对应的第三方服务API，并将返回结果发送至通用算法模块，若该标识未与第三方服务匹配，则直接将消息发送至通用算法模块。
所述步骤B特征为：所述管道开发流程管道的开发流程如图9所示，具体为：
a.建立协议转换管道适配表格，根据业务场景需求选择需要开发的管道类型模板，并转至步骤b；
b.根据协议转换管道组成结构进行管道开发，并转至步骤c；
c.将开发好的管道进行部署，并将其注册到服务注册库，以便后续运维调整，并转至步骤d；
d.对管道的访问权限进行设置，保障其安全性，并转至步骤e；
e.将管道的访问地址公开，并转至步骤f；
f.由第三方系统进行调用，确保其稳定性、可靠性及准确性，完成协议转换管道的开发。
附图说明
图1协议转换管道模型
图2协议转换管道适配表格
图3协议转换管道组成结构
图4入站适配器结构
图5通用算法模块结构
图6出站适配器结构
图7消息转发机制
图8串接第三方服务
图9管道开发流程
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
步骤1，建立协议转换管道模型，利用SOA架构设计的协议转换管道模型，所述协议转换管道模型由服务请求方、入站协议池、协议转换管道、出站协议池和服务提供方组成，如图1所示，通过入站适配器、通用算法模块、出站适配器、管道消息转发、串接第三方服务设计，完成协议转换管道的开发，共同实现服务请求方与服务提供方的信息交互。
服务请求方：指通过工业互联网平台请求服务的请求方系统。服务请求方向工业互联网平台发送请求消息，用于调用工业互联网平台发布的服务，获取服务内容；
入站协议池：指工业互联网平台提供的入站协议集合，服务请求方需从入站协议池中获取对应的协议，并发送请求消息至协议转换管道；
协议转换管道：指支撑报文转换并传递消息的工业互联网平台组件，用于将服务请求方发送的请求消息转换为满足服务提供方要求的格式，并发送至服务提供方；
出站协议池：指工业互联网平台提供的出站协议集合，服务提供方需从出站协议池中获取对应的协议，并接收请求消息；
服务提供方：指通过工业互联网平台发布服务的原始提供方系统。服务提供方将对外公开的接口注册到工业互联网平台，通过工业互联网平台发布服务，供其他服务请求方调用；
步骤2，建立协议转换管道适配表格，如图2所示。入站协议及技术框架包括REST、WS、RFC、MQ、MQTT、FTP、OPC、DB；出站协议及技术框架包括REST、WS、RFC、MQ、MQTT、FTP、OPC、DB；其中REST为表述性状态转移传递协议，WS为跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术，RFC为SAP系统的远程函数调用协议、MQ为消息队列，MQTT为基于发布/订阅范式的消息协议，FTP为文件传输协议，OPC为面向过程控制的对象链接与嵌入协议，DB为数据库接口调用协议；若存在M个需交互的协议，则理论上存在M×M种类型的管道。但在实际业务场景中，个别协议对应关系的场景较少出现，则忽略相应的管道，即真实需求的管道数量≤M×M。
步骤3，构建协议转换管道，其协议转换管道由入站适配器、通用算法模块、出站适配器组成，其中入站适配器用于将接收到的服务请求方原始报文转换为标准报文，再发送至通用算法模块；通用算法模块用于对标准报文进行优先级控制、权限控制、流量控制、字段映射、日志记录，再将标准报文发送至出站适配器；出站适配器用于将标准报文转换为服务提供方所需格式，再发送至指定提供方，如图3所示。
步骤4，服务请求方和服务提供方通信协议的选择，协议转换管道在进行协议转换时，服务请求方从入站协议池选择对应的入站协议，服务提供方从出站协议池选择对应的出站协议，协议转换管道由满足传输需求的相应入站协议与出站协议组成，当其他服务请求方和服务提供方的相应协议与该管道一致时，使用该管道进行数据交互。
步骤5，构建入站适配器，其由入站监听节点、报文格式转换模块和自适应负载模块组成，其中，入站监听节点用于监听服务请求方发送的实时消息，当入站监听节点接收到请求消息后将原始报文发送至报文格式转换模块，将其转换为标准报文，每种类型的管道通过自身监听节点设置独有的访问路径；报文格式转换模块用于将接收到的服务请求方原始报文转换为标准报文；自适应负载模块用于自主判断同类型管道的负载均衡状态，并将消息转发至负载量较低的同类型管道，以此平衡管道间的负载量。
步骤6，构建通用算法模块，通用算法模块包括日志记录模块、优先级控制模块、权限控制模块、流量控制模块、字段映射模块，并由服务注册库支撑各功能模块，其中，服务注册库，用于注册服务相关信息，包括服务请求方信息、服务提供方信息、服务优先级信息、服务安全控制信息、管道权限控制信息、服务字段映射信息、服务交易行为日志；日志记录模块，将服务交易的报文及行为信息记录到日志中；优先级控制模块，根据生产需要对各服务设置相应优先级，依照优先级顺序对消息进行处理，当访问量过大造成消息堆积时，优先级高的服务将优先进行处理；权限控制模块，从标准报文中提取服务请求方信息，包括源IP、服务请求方身份标识，再根据权限配置信息进行判断，若该次请求具备服务调用权限则将消息传送至流量控制模块，若不具备调用权限则直接返回错误信息，并停止处理；流量控制模块，针对单个服务设置最大每秒完成的交易次数TPS，防止超负荷的并发请求，保障管道及服务提供方的稳定性，稳定性包括满负荷运行状态平台的正常平均运行时间、非自相似突发业务的QoS和QoE、突发业务对平稳业务的影响程度、突发业务抖动量与最大请求报文和最大流量之间的联合规划能力，以及多不规则混合业务传输状态时平台支撑的应用切换能力，其包括可控响应时间容限和支撑正常工作的业务数；字段映射模块，当服务请求方与提供方的报文字段名不一致时，需完成字段映射后才能使服务提供方识别，该模块根据映射配置信息判断各服务是否需要进行字段映射处理，并将报文内的各字段名转换为服务提供方能识别的字段名。
步骤7，构建出站适配器，出站适配器由接口参数读取模块、报文格式转换模块和接口调用模块组成，其中，接口参数读取模块，从标准报文中提取服务提供方身份标识，再从服务注册库中读取服务提供方接口相关信息；报文格式转换模块，将标准报文转换为满足服务提供方格式要求的报文；接口调用模块，根据已获取到的服务提供方接口相关信息，将报文发送至对应的服务提供方。
步骤8，管道消息转发流程设计，管道消息转发用于在管道间对消息进行转发，在消息转发过程中同种类型的管道通过部署若干实例实现负载均衡，入站适配器中的自适应负载模块实时获取同类管道各实例的负载情况，根据转发规则在管道间对消息进行转发，用于平衡各管道间的负载量。
步骤9，建立消息转发规则，管道间的消息转发针对实际应用场景建立消息转发规则，管道间的消息转发根据管道负载量的分布情况，通过选择对应的转发规则实现各管道间负载量的平衡，其规则的建立步骤如下：
(1)参数定义
令在时间段Q1，按照协议转换管道对应协议类别分类，若协议转换管道类别总数为q，则管道类别为α1，α2，…，αg，…，αq，每种管道类别的可用管道数为n，协议转换管道αg的实时负载量为{Tg1，Tg2，…，Tgi…，Tgn}，期望
总体标准差
协议转换管道全局实时负载用hardmard积表示为：
其中1≤g≤q，1≤i≤n，ωgi∈{0，1}，ωgi为面向生产场景的管道触发决策变量；
令αg的管道gi(其中1≤i≤n)实时负载量离均差为Tgi-μg，当满足条件
时，
则自适应负载模块将执行消息转发操作，实现各管道间的负载均衡，其中Tgmax为αg的最大容许负载量；
(2)消息转发的实现
消息转发将在同协议类别的管道中进行，即管道gi的转发目标必需为αg类管道，其转发的目标管道判断规则为：
规则一：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量服从正态分布
时，其中x为管道负载量，P(x)为管道负载量对应的出现概率，具体为：
将αg类管道按照负载量分类：
令负载量处于[0，μg-3σg)的管道为A类管道，其中的管道a表示为A＝{a|0≤Ta＜μg-3σg，1≤a≤n，a∈N}，
令负载量处于[μg-3σg，μg-2σg)的管道为B类管道，其中的管道b表示为B＝{b|μg-3σg≤Tb＜μg-2σg，1≤b≤n，b∈N}，
令负载量处于[μg-2σg，μg-σg)的管道为C类管道，其中的管道c表示为C＝{c|μg-2σg≤Tc＜μg-σg，1≤c≤n，c∈N}，
令负载量处于(μg+σg，μg+2σg]的管道为D类管道，其中的管道d表示为D＝{d|μg+σg＜Td≤μg+2σg，1≤d≤n，d∈N}，
令负载量处于(μg+2σg，μg+3σg]的管道为E类管道，其中的管道e表示为E＝{e|μg+2σg＜Te≤μg+3σg，1≤e≤n，e∈N}，
令负载量处于(μg+3σg，Tgmax]的管道为F类管道，其中的管道f表示为F＝{f|μg+3σg＜Tf≤Tgmax，1≤f≤n，f∈N}，
根据转发条件得到管道gi的实时负载量Tgi处于区间(μg+σg，Tgmax]内，故gi∈D∪E∪F；
③若gi∈D，则从集合C中随机选择单根管道作为转发目标；
④若gi∈E，则从集合B中随机选择单根管道作为转发目标；
⑤若gi∈F，则从集合A中随机选择单根管道作为转发目标。
规则二：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量服从泊松分布
时，其中x为管道负载量，P(x)为管道负载量对应的出现概率，具体为：
①将αg类管道按照负载量分类，令负载量处于[0，μg)的管道为L类管道，其中的管道l表示为L＝{l|0＜Tl≤μg，1≤l≤n，l∈N}；
②计算出L类管道各自的离均差占比
得到
③将βl作为对应管道的选择概率，从集合L中按照βl概率选择单根管道作为转发目标。
规则三：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量服从二项分布
时，其中x为管道负载量，P(x)为管道负载量对应的出现概率，具体为：
①将αg类管道按照实时负载量从低到高进行排序，依次表示为Sg1，Sg2，…，Sgj，…，Sgn，其中1≤j≤n，i∈N，Sgj为第j个实时负载量；
②假设管道gi的实时负载量Tgi所对应的值为Sgj，则选择Sg(1+n-j)所对应的管道作为转发目标。
规则四：当所选类别的管道αg在时间段Q1的负载量不服从上述三种情况时，则使用规则四，具体为：
①将αg类管道按照实时负载量从低到高进行排序，依次表示为Sg1，Sg2，…，Sgj，…，Sgn，其中1≤j≤n，i∈N，Sgj为第j个实时负载量；
②选择最低负载量Sg1所对应的管道作为转发目标。
步骤10，串接第三方服务，当现有管道功能不能处理特殊需求时，使用串接第三方服务的方式解决，串接第三方服务流程具体为：
a.建立第三方服务注册平台，用于第三方平台的接入，并转至步骤b；
b.在平台上注册需串接的第三方服务，并与需关联的服务提供方身份标识进行匹配，并转至步骤c；
c.在服务请求方发送消息进入管道时，入站适配器将提取消息中的服务提供方身份标识，若该标识已与第三方服务进行匹配，则入站适配器将调用对应的第三方服务API，并将返回结果发送至通用算法模块，若该标识未与第三方服务匹配，则直接将消息发送至通用算法模块。
步骤10，管道开发流程具体为：
a.建立协议转换管道适配表格，根据业务场景需求选择需要开发的管道类型模板，并转至步骤b；
b.根据协议转换管道组成结构进行管道开发，并转至步骤c；
c.将开发好的管道进行部署，并将其注册到服务注册库，以便后续运维调整，并转至步骤d；
d.对管道的访问权限进行设置，保障其安全性，并转至步骤e；
e.将管道的访问地址公开，并转至步骤f；
f.由第三方系统进行调用，确保其稳定性、可靠性及准确性，完成管道开发。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种工业互联网的异构协议适配方法，其特征在于：所述异构协议适配方法利用SOA架构设计的协议转换管道模型；所述协议转换管道模型由服务请求方、入站协议池、协议转换管道、出站协议池和服务提供方组成，通过入站适配器、通用算法模块、出站适配器、管道消息转发、消息转发规则、串接第三方服务设计，完成协议转换管道的开发，共同实现服务请求方与服务提供方的信息交互，其中，服务请求方为通过工业互联网平台请求服务的请求方系统，服务请求方向工业互联网平台发送请求消息，用于调用工业互联网平台发布的服务，获取服务内容；入站协议池为工业互联网平台提供的入站协议集合，服务请求方需从入站协议池中获取对应的协议，并发送请求消息至协议转换管道；协议转换管道为支撑报文转换并传递消息的工业互联网平台组件，用于将服务请求方发送的请求消息转换为满足服务提供方要求的格式，并发送至服务提供方；出站协议池为工业互联网平台提供的出站协议集合，服务提供方需从出站协议池中获取对应的协议，并接收请求消息；服务提供方为通过工业互联网平台发布服务的原始提供方系统，服务提供方将对外公开的接口注册到工业互联网平台，通过工业互联网平台发布服务，供其他服务请求方调用。
2.根据权利要求1所述的协议转换管道，其特征在于：所述协议转换管道由入站适配器、通用算法模块、出站适配器组成，其中入站适配器用于将接收到的服务请求方原始报文转换为标准报文，再发送至通用算法模块；通用算法模块用于对标准报文进行优先级控制、权限控制、流量控制、字段映射、日志记录，再将标准报文发送至出站适配器；出站适配器用于将标准报文转换为服务提供方所需格式，再发送至指定提供方；协议转换管道支持多种协议之间的转换，根据出、入站协议及技术框架建立协议转换管道适配表格，其入站协议及技术框架包括REST、WS、RFC、MQ、MQTT、FTP、OPC、DB，出站协议及技术框架包括REST、WS、RFC、MQ、MQTT、FTP、OPC、DB；其中REST为表述性状态转移传递协议，WS为跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术，RFC为SAP系统的远程函数调用协议、MQ为消息队列，MQTT为基于发布/订阅范式的消息协议，FTP为文件传输协议，OPC为面向过程控制的对象链接与嵌入协议，DB为数据库接口调用协议。
3.根据权利要求1所述协议转换管道，其特征在于：所述协议转换管道在进行协议转换时，服务请求方从入站协议池选择对应的入站协议，服务提供方从出站协议池选择对应的出站协议，协议转换管道由满足传输需求的相应入站协议与出站协议组成，当其他服务请求方和服务提供方的相应协议与该管道一致时，使用该管道进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的入站适配器，其特征在于：所述入站适配器由入站监听节点、报文格式转换模块和自适应负载模块组成，其中，入站监听节点用于监听服务请求方发送的实时消息，当入站监听节点接收到请求消息后将原始报文发送至报文格式转换模块，将其转换为标准报文，每种类型的管道通过自身监听节点设置独有的访问路径；报文格式转换模块用于将接收到的服务请求方原始报文转换为标准报文；自适应负载模块用于自主判断同类型管道的负载均衡状态，并将消息转发至负载量较低的同类型管道，以此平衡管道间的负载量。
5.根据权利要求1所述的通用算法模块，其特征在于：所述通用算法模块包括日志记录模块、优先级控制模块、权限控制模块、流量控制模块、字段映射模块，并由服务注册库支撑各功能模块；其中，服务注册库用于注册服务相关信息，包括服务请求方信息、服务提供方信息、服务优先级信息、服务安全控制信息、管道权限控制信息、服务字段映射信息、服务交易行为日志；日志记录模块用于将服务交易的报文及行为信息记录到日志中；优先级控制模块用于根据生产需要对各服务设置相应优先级，依照优先级顺序对消息进行处理，当访问量过大造成消息堆积时，优先级高的服务将优先进行处理；权限控制模块用于从标准报文中提取服务请求方信息，包括源IP、服务请求方身份标识，再根据权限配置信息进行判断，若该次请求具备服务调用权限则将消息传送至流量控制模块，若不具备调用权限则直接返回错误信息，并停止处理；流量控制模块用于针对单个服务设置最大每秒完成的交易次数TPS，防止超负荷的并发请求，保障管道及服务提供方的稳定性，稳定性包括满负荷运行状态平台的正常平均运行时间、非自相似突发业务的QoS和QoE、突发业务对平稳业务的影响程度、突发业务抖动量与最大请求报文和最大流量之间的联合规划能力，以及多不规则混合业务传输状态时平台支撑的应用切换能力，其包括可控响应时间容限和支撑正常工作的业务数；字段映射模块用于当服务请求方与提供方的报文字段名不一致时，需完成字段映射后才能使服务提供方识别，该模块根据映射配置信息判断各服务是否需要进行字段映射处理，并将报文内的各字段名转换为服务提供方能识别的字段名。
6.根据权利要求1所述的出站适配器，其特征在于：出站适配器由接口参数读取模块、报文格式转换模块和接口调用模块组成，其中，接口参数读取模块用于从标准报文中提取服务提供方身份标识，再从服务注册库中读取服务提供方接口相关信息；报文格式转换模块用于将标准报文转换为满足服务提供方格式要求的报文；接口调用模块用于根据已获取到的服务提供方接口相关信息，将报文发送至对应的服务提供方。
7.根据权利要求1所述的管道消息转发，其特征在于：消息转发用于在管道间对消息进行转发，在消息转发过程中同种类型的管道通过部署若干实例实现负载均衡，入站适配器中的自适应负载模块实时获取同类管道各实例的负载情况，根据转发规则在管道间对消息进行转发，用于平衡各管道间的负载量。
8.根据权利要求7所述的管道间消息转发规则，其特征在于：针对实际应用场景建立消息转发规则，具体为：管道间的消息转发根据管道负载量的分布情况，通过对应的转发规则实现各管道间负载平衡。
9.根据权利要求1所述的串接第三方服务，其特征在于：当现有管道功能不能处理特殊需求时，使用串接第三方服务的方式解决，串接第三方服务流程，具体为：a.建立第三方服务注册平台，用于第三方服务的接入,并转至步骤b；b.在平台上注册需串接的第三方服务，并与需关联的服务提供方身份标识进行匹配,并转至步骤c；c.当服务请求方发送消息进入管道时，入站适配器将提取消息中的服务提供方身份标识，若该标识已与第三方服务进行匹配，则入站适配器将调用对应的第三方服务API，并将返回结果发送至通用算法模块，若该标识未第三方服务进行匹配，则直接将消息发送至通用算法模块。
10.根据权利要求1所述的协议转换管道，其特征在于：协议转换管道开发流程为：a.建立协议转换管道适配表格，根据业务场景需求选择需要开发的管道类型模板,并转至步骤b；b.根据协议转换管道组成结构进行管道开发,并转至步骤c；c.将开发好的管道进行部署，并将其相关信息注册到服务注册库，以便后续运维调整,并转至步骤d；d.对管道的访问权限进行设置，保障其安全性,并转至步骤e；e.将管道的访问地址公开,并转至步骤f；f.由第三方系统进行调用，确保其稳定性、可靠性及准确性,完成协议转换管道开发。
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