專利名稱：一種信息交換的矩陣實現(xiàn)方法及其模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息處理領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種信息交換的方法及其實現(xiàn)模塊。
電子商務的應運而生，是信息社會發(fā)展和信息處理技術(shù)取得突飛猛進的一個典型標志。從技術(shù)上看，一切電子商務活動都可以歸結(jié)為普通用戶和服務商(如商場)之間的交易信息的交換，即用戶終端和服務端之間的交易信息的交換。譬如普通用戶通過Internet訪問商場的Web網(wǎng)站，訂購物品等。而用戶與服務商間的信息交換所用的通信設備、通信介質(zhì)、通信協(xié)議可以多種多樣。就通信手段而言，較常用的就包括Internet、電話、傳真、手機短信、有線電視、傳呼機以及基于WAP(Wireless Application Protocol)的終端設備等。未來還必將出現(xiàn)種種新的通信手段。
在信息交換的處理過程中，最早的信息交換方案是主機終端方式，即用戶通過終端直接操作主機，這種方式結(jié)構(gòu)比較簡單，響應速度也比較快，但不適合協(xié)同工作。隨著PC和局域網(wǎng)的發(fā)展，逐步形成了客戶/服務(Client/Server)方式，如

圖1所示?？蛻舳税瑯I(yè)務邏輯和顯示邏輯，服務端一般通過共享數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)。這種方案開始考慮將用戶終端和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分離，但是聯(lián)系還是很密切。
為減低用戶終端的復雜度，目前比較通用的方式是通過Internet的接入加入中間件的三層結(jié)構(gòu)模式，如圖2所示。這是信息交換處理的一個突破，其主要是將顯示邏輯與業(yè)務邏輯分離。目前計算機行業(yè)的公司大都推行這種方式，如IBM公司的e-Business，Windows的數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)等。接入子系統(tǒng)和業(yè)務應用子系統(tǒng)之間的關(guān)系是一種客戶/服務關(guān)系，它們之間的通信按服務端內(nèi)部統(tǒng)一的協(xié)議進行。為適應不同的用戶終端設備和通信協(xié)議，采用建立適應不同用戶終端通信協(xié)議的不同接入子系統(tǒng)的解決方案，如圖3所示。
上述的信息交換的模式都是局限于一個具體應用的范圍內(nèi)，不同的應用，即一個應用子系統(tǒng)，都必須具備與具體業(yè)務相關(guān)的各通信接入子系統(tǒng)。對于不同的服務端，為進行廣泛的信息交換活動都必須獨立準備一套完整的應用系統(tǒng)，包括接入系統(tǒng)和應用系統(tǒng)。因為，無論是服務機構(gòu)還是普通用戶終端都必須獨立考慮他們之間信息交換所涉及的通信介質(zhì)、通信協(xié)議等，都必須建立處理這些交換協(xié)議的處理系統(tǒng)，在整個過程中，服務端要處理所有相關(guān)的信息交換問題、設備和協(xié)議等。
而目前，信息交換所涉及的應用領(lǐng)域，例如電子商務活動中，普通用戶對訪問手段的需求十分廣泛，如Internet、電話、傳真、手機、有線電視等；同時，對服務商來說，需要提供不同的網(wǎng)絡接入手段來為不同的用戶提供服務。這樣，用戶和服務商之間的網(wǎng)絡連接是錯綜復雜的，如圖4(a)中所示。因此，要推行電子商務也變得十分困難，對廣泛而普遍的信息交換應用也帶來障礙。
為解決上述信息交換中所存在的問題，在用戶終端和服務端之間增加終端設備網(wǎng)關(guān)和服務網(wǎng)關(guān)，負責將用戶終端和服務端之間的請求與應答信息轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一信息格式。同時在終端設備網(wǎng)關(guān)和服務網(wǎng)關(guān)之間增加一層結(jié)構(gòu)，專門負責用戶終端和服務端之間的統(tǒng)一格式信息的交換，通過特有的信息交換機制來實現(xiàn)用戶與服務端請求與應答信息的匹配。這樣，在不直接提供用戶終端到服務端錯綜復雜的網(wǎng)絡連接和通信協(xié)議的前提下，用戶端可通過單一的線路訪問不同的服務終端，服務端也可通過單一的線路為不同的用戶終端提供服務，如圖4(b)所示。這種結(jié)構(gòu)的特點是能夠快速構(gòu)建多用戶終端、多服務端之間CtoB(用戶到服務端)、CtoC(用戶與用戶之間)、BtoB(服務端與服務端之間)以及BtoC(服務端到用戶之間)的一切電子信息服務與應用。
實現(xiàn)上述信息交換機制的方法可以有多種，本發(fā)明的目的就在于提出一種利用交換矩陣進行信息交換的方法極其實現(xiàn)模塊，以便于實現(xiàn)應用層信息請求和應答的快速交換，且交換能力可以以矩陣形式擴展，便于硬件化。
交換矩陣技術(shù)主要應用在物理層，例如IP交換機、ATM交換機、程控交換機等，基本原理是采用多個輸入端口、多個輸出端口，從輸入端口到輸出端口采用網(wǎng)狀交叉的邏輯結(jié)構(gòu)設計，在物理上交叉點采用若干門電路實現(xiàn)直接連接從而進行快速的數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明交換矩陣技術(shù)應用于應用層的信息交換，主要包含以下步驟信息交換的客戶端與端口模塊連接，每個端口模塊具有一輸入端口和輸出端口；在尋址模塊中建立該等輸入端口和輸出端口按矩陣形式排列的對照表，表中交叉點記錄通信鏈路的開合狀態(tài)；信息交換時，端口模塊的輸入端口接收到客戶端包含目的邏輯地址的數(shù)據(jù)請求后，通過尋址模塊獲得其對應的輸出端口號及對應該輸入端口和輸出端口的通信鏈路的開合狀態(tài)，如空閑則將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到輸出端口的緩沖區(qū)，由輸出端口將接收到的數(shù)據(jù)提交給對應的客戶端，同時返回應答數(shù)據(jù)時直接發(fā)送到輸入端口的緩沖區(qū)。
所述的通過尋址模塊獲得目的邏輯地址對應的輸出端口號是通過尋址模塊的尋址表實現(xiàn)，該尋址表記錄每個客戶端的邏輯地址與物理地址(端口號)的對應關(guān)系。一信息交換客戶端的邏輯地址在所述的尋址表中可對應一個以上的物理地址。
當所述的對照表記錄了端口模塊間的關(guān)系為互斥狀態(tài)時，則在同一行或同一列中最多只能有一個狀態(tài)為連通狀態(tài)。
實現(xiàn)上述方法的一種信息交換模塊包括端口模塊，對外接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，同時根據(jù)尋址模塊的結(jié)果向目的緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)，以及從本地緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)；該端口模塊分為輸入端口和輸出端口，并由輸入端口和輸出端口交叉形成的虛擬通信鏈路組成交換矩陣；尋址模塊，負責維護系統(tǒng)中各個客戶端的狀態(tài)，并將狀態(tài)及時寫到對照表，并給各個交換客戶端提供尋址服務；及緩沖區(qū)管理模塊，負責管理所有端口模塊使用的緩沖區(qū)。
所述的端口模塊至少包括
端口通信模塊，負責與外部客戶端進行信息交換；總控模塊，為端口模塊的主工作模塊，負責控制其他三個模塊的調(diào)用；尋址代理，從尋址模塊獲得目的端口號及對應端口的通信鏈路狀態(tài)；內(nèi)部通信，負責交換矩陣內(nèi)部的緩沖區(qū)的通信，即端口模塊之間的通信。
所述的尋址模塊至少包括尋址總控，負責總體調(diào)度整個尋址模塊的工作；尋址通信，與各個端口模塊的尋址代理進行通信；尋址訪問接口，操作對照表，及應端口模塊的請求訪問尋址表；尋址表，記錄每個客戶端的邏輯地址與物理地址的對應關(guān)系；對照表，輸入端口和輸出端口按矩陣形式排列，表中交叉點記錄通信鏈路的開合狀態(tài)。
本發(fā)明將交換矩陣技術(shù)應用于應用層的信息交換，可以實現(xiàn)應用層信息請求和應答的快速進行。另外，由于可以通過定義特殊的端口號而將交換矩陣進行疊加，使交換能力得到快速提高。同時便于硬件化。
當將本發(fā)明方法及模塊應用于電子商務系統(tǒng)時，由于信息交換的模塊化和歸一化，使系統(tǒng)的構(gòu)架不再局限于一個具體的應用范圍內(nèi)，即不同的服務商不必再為進行電子商務活動而獨立準備一套完整的應用系統(tǒng)，可以最簡單最廉價的構(gòu)架適應用戶廣泛的訪問手段。使電子商務的推行更簡捷和易行。
下面結(jié)合附圖及具體實施例對發(fā)明再作進一步詳細的說明。
圖1為信息交換之客戶/服務模式示意圖。
圖2為信息交換之三層結(jié)構(gòu)模式。
圖3為圖2的不同用戶終端設備接入示意圖。
圖4為圖2之信息交換模式與本發(fā)明之信息交換模式對比示意圖。
圖5為本發(fā)明之交換矩陣原理示意圖。
圖6為本發(fā)明之信息交換應用示意圖。
圖7為本發(fā)明之端口模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本發(fā)明之尋址模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖9為本發(fā)明之交換矩陣工作流程示意圖。
請參見圖5所示，本發(fā)明交換矩陣主要由三部分構(gòu)成，即端口模塊11、尋址模塊12、緩沖區(qū)管理模塊13。
端口模塊11主要對外接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，同時根據(jù)尋址模塊12的結(jié)果向目的緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)，以及從本地緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)。
端口模塊11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參見圖7所示，包括端口通信模塊111、總控模塊112、尋址代理模塊113以及內(nèi)部通信模塊114。其中，端口通信111負責與外部客戶端進行信息交換；總控模塊112為端口模塊11的主工作模塊，負責控制其他三個模塊的調(diào)用；尋址代理113從尋址模塊12獲得對應邏輯地址的輸出端口號以及對應該輸入端口和輸出端口的通信鏈路的開合狀態(tài)；內(nèi)部通信114負責交換矩陣內(nèi)部的緩沖區(qū)的通訊，即端口模塊之間的通信。
尋址模塊12負責維護系統(tǒng)中各個客戶端的狀態(tài)，并將狀態(tài)及時寫到對照表，并給各個交換客戶端提供尋址服務。
尋址模塊12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參見圖8所示，包括尋址總控121、尋址通信122、尋址訪問接口123及尋址、對照表124。其中，尋址總控121負責總體調(diào)度整個尋址模塊的工作；尋址通信122與各個端口模塊11的尋址代理113進行通信；尋址訪問接口123訪問和操作尋址、對照表124。
交換矩陣是通過端口通信形成的虛擬通信鏈路交叉形成的。每個端口模塊都有兩個具體的端口，一個實現(xiàn)接收外來信息，一個實現(xiàn)發(fā)送信息。對于輸入端的端口模塊構(gòu)成了橫向的“線”，對于輸出端的端口模塊構(gòu)成了縱向的“線”，線的交叉點即是通信“軟開關(guān)”，由尋址模塊指示其開合的狀態(tài)。具體實現(xiàn)是在尋址模塊內(nèi)部存在的對照表按照矩陣式的排布，在“軟開關(guān)”合上時對照表中對應位置記錄狀態(tài)，打開時同樣記錄狀態(tài)，所以交換矩陣的實現(xiàn)實際上由尋址模塊實現(xiàn)。
參見表1，對照表可以矩陣的形式表示，交叉點代表狀態(tài)，1表示連通，0表示斷開?？梢愿鶕?jù)具體的情況寫出不同的狀態(tài)關(guān)系，比如互斥狀態(tài)表示一個端口同時只能和另外一個端口連接，這樣在同行或同列中最多只能有一個“1”。
表1
API的方式實現(xiàn)，也可以通過SOCKET通信方式等等?？蛻舳丝梢詣討B(tài)與交換矩陣的端口連接，端口在原則上只能與客戶端一一對應，但并不強求，即一個端口可以與多個客戶端相連。
信息交換的交換矩陣的關(guān)鍵是輸入端的端口模塊接收到信息傳輸請求后，到尋址模塊獲得對應邏輯地址的端口號，并將信息直接發(fā)送到輸出端的目的端口的緩沖區(qū)。輸出端接收到信息提交給對應的應用，同時返回數(shù)據(jù)時直接發(fā)送到輸入端的緩沖區(qū)。
本發(fā)明之電子商務應用工作流程參見圖9所示。工作流程如下1)客戶端A連接到輸入端口I1，并發(fā)送數(shù)據(jù)(B、Data)；2)端口模塊1接收到請求(B、Data)，向?qū)ぶ纺K發(fā)送查詢客戶端B的端口號(獲得On)及對應該輸入輸出端口號的通信鏈路的開合狀態(tài)；3)尋址服務模塊向模塊1的輸入端口I1發(fā)送查詢結(jié)果；4)端口I1向端口0n的緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)請求；5)端口On接收到請求并將請求發(fā)送給相應的客戶端B；6)端口On接收客戶端B的應答數(shù)據(jù)并發(fā)送給端口I1的緩沖區(qū)；
7)端口I1接收到應答并將信息發(fā)送給客戶端A。
上述數(shù)據(jù)部分的含義I1為物理輸入端口號，On為物理輸出端口號，A、B為邏輯地址，Data為請求或應答的數(shù)據(jù)部分。
本方案采用軟件實現(xiàn)，但是部分可以采用硬件，比如尋址模塊要求速度比較快。同時其中可以采用像MQ之類的產(chǎn)品實現(xiàn)部分功能。
另外，本發(fā)明還可通過定義特殊的端口號，進行交換矩陣的“疊加”，使得總體交換能力得到提高。當然也可通過增加端口模塊提高總體能力。
權(quán)利要求
1.一種信息交換的矩陣實現(xiàn)方法，其特征在于該方法包含以下步驟信息交換的客戶端與端口模塊連接，每個端口模塊具有一輸入端口和輸出端口；在尋址模塊中建立該等輸入端口和輸出端口按矩陣形式排列的對照表，表中交叉點記錄通信鏈路的開合狀態(tài)；信息交換時，端口模塊的輸入端口接收到客戶端包含目的邏輯地址的數(shù)據(jù)請求后，通過尋址模塊獲得其對應的輸出端口號及對應該輸入端口和輸出端口的通信鏈路的開合狀態(tài)，如空閑則將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到輸出端口的緩沖區(qū)，由輸出端口將接收到的數(shù)據(jù)提交給對應的客戶端，同時返回應答數(shù)據(jù)時直接發(fā)送到輸入端口的緩沖區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的通過尋址模塊獲得目的邏輯地址對應的輸出端口號是通過尋址模塊的尋址表實現(xiàn)，該尋址表記錄每個客戶端的邏輯地址與物理地址(端口號)的對應關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于一信息交換客戶端的邏輯地址在所述的尋址表中可對應一個以上的物理地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當所述的對照表記錄了端口模塊間的關(guān)系為互斥狀態(tài)時，則在同一行或同一列中最多只能有一個狀態(tài)為連通狀態(tài)。
5.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的信息交換模塊，其特征在于該模塊至少包括端口模塊，對外接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，同時根據(jù)尋址模塊的結(jié)果向目的緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)，以及從本地緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)；該端口模塊分為輸入端口和輸出端口，并由輸入端口和輸出端口交叉形成的虛擬通信鏈路組成交換矩陣；尋址模塊，負責維護系統(tǒng)中各個客戶端的狀態(tài)，并將狀態(tài)及時寫到對照表，并給各個交換客戶端提供尋址服務；及緩沖區(qū)管理模塊，負責管理所有端口模塊使用的緩沖區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信息交換模塊，其特征在于所述的端口模塊至少包括端口通信模塊，負責與外部客戶端進行信息交換；總控模塊，為端口模塊的主工作模塊，負責控制其他三個模塊的調(diào)用；尋址代理，從尋址模塊獲得目的端口號及對應端口的通信鏈路狀態(tài)；內(nèi)部通信，負責交換矩陣內(nèi)部的緩沖區(qū)的通信，即端口模塊之間的通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信息交換模塊，其特征在于所述的尋址模塊至少包括尋址總控，負責總體調(diào)度整個尋址模塊的工作；尋址通信，與各個端口模塊的尋址代理進行通信；尋址訪問接口，操作對照表，及應端口模塊的請求訪問尋址表；尋址表，記錄每個客戶端的邏輯地址與物理地址的對應關(guān)系；對照表，輸入端口和輸出端口按矩陣形式排列，表中交叉點記錄通信鏈路的開合狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信息交換模塊，其特征在于通過定義特殊的端口號，將交換矩陣進行疊加。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信息交換的矩陣實現(xiàn)方法及其模塊。信息交換的客戶端與端口模塊連接,每個端口模塊具有一輸入端口和輸出端口;在尋址模塊中建立該等輸入端口和輸出端口按矩陣形式排列的對照表,表中交叉點記錄通信鏈路的開合狀態(tài)。輸入端的端口模塊接收到信息傳輸請求后,到尋址模塊獲得對應邏輯地址的端口號,并將信息直接發(fā)送到輸出端的目的端口的緩沖區(qū)。輸出端接收到信息提交給對應的客戶端,同時返回應答數(shù)據(jù)時直接發(fā)送到輸入端的緩沖區(qū)。信息交換快速,且便于硬件化。
文檔編號H04L12/54GK1267869SQ00106230
公開日2000年9月27日 申請日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者鄧一輝, 龔大平, 張松國, 秦明輝, 龔智輝, 高瞻 申請人:深圳黎明電腦網(wǎng)絡有限公司