一種實(shí)現(xiàn)集群設(shè)備通信的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及集群通信技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)集群設(shè)備通信的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)程是計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域重要概念之一，它和靜態(tài)"程序"概念有著重要區(qū)別，因"程 序"無法描述程序執(zhí)行時的動態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性特征，業(yè)界引入了進(jìn)程的概念： 程序在數(shù)據(jù)上的一次運(yùn)行過程。進(jìn)程通信，inter-processcommunication(IPC)，任何管理 任務(wù)都可W由若干個互相并發(fā)運(yùn)行的進(jìn)程完成，它們之間經(jīng)常保持聯(lián)系，W便協(xié)調(diào)一致地 完成指定任務(wù)。運(yùn)些聯(lián)系就是進(jìn)程間交換的信息，信息的數(shù)量可多可少，多則成百上千個數(shù) 據(jù)，少則一個狀態(tài)或數(shù)字。TS、信號量及其派生機(jī)制作為進(jìn)程同步工具是卓有成效的，但作 為數(shù)據(jù)通信工具則不夠理想，信息太少，效率甚低，因此被稱為低級通信方式。
[0003] 透明進(jìn)程間通信，transparentinter-processcommunication(TIPC)，用于集群 通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，從2. 6. 30起進(jìn)入LINUX內(nèi)核，同時也支持VXWO服S內(nèi)核，具有網(wǎng)絡(luò)中服務(wù) 位置透明、自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制、可靠傳輸、標(biāo)準(zhǔn)套接字接口、無連接傳輸、連接傳輸和多播機(jī)制， 網(wǎng)絡(luò)事件訂閱等特點(diǎn)。
[0004] W太無源光網(wǎng)絡(luò)，ethernetpassiveopticalnetwork(EPON)，它是一種新興的覆 蓋最后一公里的寬帶接入光纖技術(shù)。無源是指光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN)中的光分路器不含有任何 電子器件及電源。EPON是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由局側(cè) 的光線路終端（OLT)、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU)和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN)組成。在OLT到ONU 的下行方向，OLT發(fā)送的數(shù)據(jù)通過廣播方式經(jīng)ODN到達(dá)各個ONU;在ONU到OLT的上行方向， ONU發(fā)送的數(shù)據(jù)通過時分多址接入方式（TDMA)經(jīng)ODN到達(dá)化T，數(shù)據(jù)只會到達(dá)化T，而不會 到達(dá)其它0NU。 陽0化]現(xiàn)有設(shè)備集群單元間的通信大都采用TCP^P協(xié)議族或一些私有的二層協(xié)議通過 分散在不同上層應(yīng)用模塊內(nèi)的接口實(shí)現(xiàn)，基本沒有獨(dú)立的通信框架模塊隔離上層應(yīng)用和實(shí) 際通信協(xié)議或載體，一旦通信協(xié)議和載體發(fā)生改變，所有關(guān)聯(lián)集群設(shè)備通信的上層應(yīng)用模 塊都需要同步修改，降低了上層應(yīng)用的可維護(hù)性；也不能提供額外的QOS或其它公共服務(wù)； 基于連接方式的通信時效不高且較難實(shí)現(xiàn)熱備份；client-server模式只能單向發(fā)起通信 需求；需要上層應(yīng)用模塊自己構(gòu)建會話，增加了上層應(yīng)用的開發(fā)負(fù)擔(dān)和軟件復(fù)雜度等弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的集群通信存在的上述問題，本發(fā)明公開了一種新的實(shí)現(xiàn)集群設(shè) 備通信的系統(tǒng)。
[0007] 首先定義幾個術(shù)語
[0008] 邏輯信道（logicalchannel)，簡稱信道（channel)，是同時連接多個通信實(shí)體并 提供通信質(zhì)量服務(wù)的總線式軟件通信通道，它通過一組統(tǒng)一的軟件接口向上層應(yīng)用提供實(shí) 體間的數(shù)據(jù)通信，并由信道名或信道描述符區(qū)分不同邏輯信道。如圖1、圖3所示。
[0009] 信道通信框架kardcommunicationframework或CCframework),簡稱信道框 架，邏輯信道的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，它向上層應(yīng)用提供信道抽象，并為下層驅(qū)動提供注冊容器。如圖 3所示。
[0010] 信道通信載體驅(qū)動化ear化iver)，簡稱載體驅(qū)動，不同信道通信載體的驅(qū)動程 序，它向信道通信框架提供信道抽象的具體實(shí)現(xiàn)，同時補(bǔ)全信道通信載體未能提供的質(zhì)量 服務(wù)，一個通信載體對應(yīng)一個通信載體驅(qū)動。如圖3所示。
[0011] 信道通信載體化ear)，簡稱信道載體，各種通信協(xié)議族或硬件通信設(shè)備的集合，它 向信道通信載體驅(qū)動提供載體聲稱服務(wù)質(zhì)量的通信服務(wù)。如圖3所示。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
[0013] 本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)集群通信的系統(tǒng)，其具體包括：參與集群通信的多個通信 實(shí)體W及分布在所有的通信實(shí)體中的邏輯信道實(shí)現(xiàn)模塊CC模塊，邏輯信道同時連接多個 通信實(shí)體并提供通信服務(wù)；所述邏輯信道通過統(tǒng)一的軟件接口向上層應(yīng)用提供實(shí)體間的數(shù) 據(jù)通信，并由信道名或信道描述符區(qū)分不同邏輯信道；所述CC模塊包括信道通信框架和信 道通信載體驅(qū)動，所述信道通信框架向上層應(yīng)用提供信道抽象，并為下層驅(qū)動提供注冊容 器，所述信道通信載體驅(qū)動向信道通信框架提供信道抽象的具體實(shí)現(xiàn)，同時補(bǔ)全信道通信 載體未能提供的質(zhì)量服務(wù)，一個通信載體對應(yīng)一個通信載體驅(qū)動；所述信道通信載體是各 種通信協(xié)議族或硬件通信設(shè)備的集合，它向信道通信載體驅(qū)動提供通信服務(wù)。
[0014] 更進(jìn)一步地，上述CC模炔基于socket編程實(shí)現(xiàn)。
[0015] 更進(jìn)一步地，上述CC模塊采用分層結(jié)構(gòu)，最上面是信道框架層，它在向上層應(yīng)用 提供集群內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的同時屏蔽了信道通信載體的具體細(xì)節(jié)；中間是載體驅(qū)動層，載 體驅(qū)動負(fù)責(zé)將不同信道載體的地址與服務(wù)禪合到信道的地址與服務(wù)上；最下面是信道載體 層，即各種通信協(xié)議族或硬件通信設(shè)備。
[0016] 更進(jìn)一步地，上述通信協(xié)議包括TIPC協(xié)議、RPC協(xié)議和TCP^P協(xié)議。
[0017] 更進(jìn)一步地，上述硬件通信設(shè)備包括W太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和異步傳輸模式ATM網(wǎng)。
[0018] 更進(jìn)一步地，上述CC模塊通過選擇不同的信道通信載體驅(qū)動來使用指定的信道 載體。
[0019] 通過采用W上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果包括W下的內(nèi)容。
[0020] 獨(dú)立性：信道具有獨(dú)立性，有效避免不同信道間的數(shù)據(jù)素亂、串?dāng)_，保證數(shù)據(jù)完整 傳輸，每個信道在集群設(shè)備內(nèi)都有全局唯一標(biāo)示（信道名或信道描述符），上層應(yīng)用能且只 能利用該標(biāo)示通過信道通信。
[0021] 全雙工：信道根據(jù)信道通信載體的不同提供一定服務(wù)質(zhì)量的全雙工通信服務(wù)，運(yùn) 種信道的框架實(shí)現(xiàn)方式保證了信道增減質(zhì)量服務(wù)的彈性，信道載體的選擇和載體驅(qū)動的實(shí) 現(xiàn)保證了信道的全雙工特征。 W22]server-server模式：信道兩端的用戶都可W主動發(fā)起通信請求，無須像client-server服務(wù)模式那樣只能由client最先發(fā)起通信請求，集群設(shè)備單元物理接入集 群后即在本地建立信道通信接口，任何其它設(shè)備單元都可W和該接口實(shí)現(xiàn)通信。
[0023] 靈活性：上層應(yīng)用通過靜態(tài)和動態(tài)兩種方式創(chuàng)建信道，靜態(tài)信道通過統(tǒng)一的全局 唯一標(biāo)示，上層應(yīng)用通過共用宏定義的引用實(shí)現(xiàn)靜態(tài)信道表示的唯一性，動態(tài)信道則由上 層應(yīng)用程序使用統(tǒng)一框架接口創(chuàng)建，信道框架代碼提供上述兩種信道創(chuàng)建方式。
[0024] 兼容性：上層應(yīng)用根據(jù)需要選用不同的信道通信載體而無須修改信道通信框架接 口代碼，整個信道實(shí)現(xiàn)基于框架和載體驅(qū)動，框架實(shí)現(xiàn)通用抽象接口，載體驅(qū)動實(shí)現(xiàn)框架與 信道載體的對接。
[0025] 單向支持：信道單向支持熱插拔、熱備份模塊，無須熱插拔、熱備份模塊的逆向支 持，有效避免了閉環(huán)邏輯對整個軟件結(jié)構(gòu)的破壞，信道實(shí)現(xiàn)代碼中不會使用上層應(yīng)用接口， 特別是熱插拔，熱備份模塊，圖3中信道實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)可W看出調(diào)用過程是單向垂直向下。
[0026] 分布式：信道采用分布式管理方式，軟件分布于集群設(shè)備單元中，不需要集中的信 道管理模塊。集群設(shè)備單元的接入或退出都是在沒有集中式信道管理系統(tǒng)的幫助下完成 的，運(yùn)些接入或退出動作對整個在線集群設(shè)備單元間的通信不會造成任何影響，圖1可W 看出信道實(shí)現(xiàn)代碼W相同的形式分布在所有的通信實(shí)體中。
【附圖說明】
[0027] 圖1為邏輯信道集群分布圖。
[0028] 圖2為邏輯信道核屯、機(jī)制圖。
[0029] 圖3為邏輯信道框架設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本發(fā)明的目的