降低多節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用層模塊與傳輸層模塊耦合性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字集群領(lǐng)域，尤其涉及TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)中應(yīng)用層模塊和傳輸層模塊降低耦合性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常一個(gè)數(shù)字集群系統(tǒng)之中，會(huì)有一個(gè)交換中心和多個(gè)基站，交換中心和基站往往位于地理位置相隔很遠(yuǎn)的地點(diǎn)，這樣它們之間就會(huì)涉及到數(shù)據(jù)傳輸，也就是說它們之間要通過傳輸介質(zhì)連接起來。傳輸介質(zhì)的種類有很多種，而且在實(shí)施傳輸線路的建設(shè)上，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況復(fù)用原有的傳輸線路，或者新建傳輸線路。一個(gè)交換中心和一個(gè)基站可以看成是點(diǎn)到點(diǎn)的通信，就現(xiàn)在的技術(shù)而言，點(diǎn)到點(diǎn)的通信協(xié)議有很多種，比如以太網(wǎng)、ATM、E1、T1等通信協(xié)議。
[0003]數(shù)字集群的協(xié)議總體結(jié)構(gòu)分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層。各個(gè)協(xié)議層、模塊之間通過原語的形式相互交互。
[0004]TETRA V+D空中接口協(xié)議總體結(jié)構(gòu):
[0005](I)空中接口協(xié)議的分層
[0006]①物理層:第一層為物理層，指控制信號(hào)與業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)膶?shí)際物理信道。
[0007]②數(shù)據(jù)鏈路層:第二層為數(shù)據(jù)鏈路層(DLL，DataLink Layer)，該層主要用以協(xié)議的處理。DLL層包括邏輯鏈路控制(LLC)和媒體接入控$ij (MAC)兩個(gè)子層，其中的MAC子層又可進(jìn)一步分成上MAC(UMAC)層和下MAC(LMAC)層。
[0008]③網(wǎng)絡(luò)層:第三層為網(wǎng)絡(luò)層，該層包括電路模式控制實(shí)體(CMCE)、移動(dòng)性(MM)管理、分組數(shù)據(jù)(PD)實(shí)體和移動(dòng)鏈路控制實(shí)體(MLE)。
[0009](2)層間/模塊間的通信
[0010]空中接口協(xié)議層與層之間，模塊與模塊之間通過原語的形式相互交互，這種交互通過服務(wù)接入點(diǎn)(AP,Access Point)進(jìn)行。
[0011]在研發(fā)數(shù)字集群時(shí)，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層一般會(huì)在基站側(cè)實(shí)現(xiàn)，而網(wǎng)絡(luò)層一般會(huì)在交換中心側(cè)實(shí)現(xiàn)。這樣在基站和交換中心之間就涉及到應(yīng)用程序通信的問題，而真正的傳輸介質(zhì)或者傳輸協(xié)議又很多樣，于是在實(shí)現(xiàn)TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)時(shí)涉及到了以下問題:
[0012]不同傳輸協(xié)議下，位于交換中心和基站的應(yīng)用程序如何做到它們之間的通信與真正的傳輸層無關(guān)，即它們感知不到模塊之間到底采用何種協(xié)議、何種介質(zhì)進(jìn)行傳輸，如何降低應(yīng)用層模塊與傳輸層模塊的耦合度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種在多個(gè)節(jié)點(diǎn)相互通信的環(huán)境中，降低應(yīng)用程序和傳輸層模塊耦合性的方法，使得在不同的傳輸條件下應(yīng)用程序都不用做任何改變只需要針對(duì)傳輸中間件進(jìn)行適配，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)各種傳輸環(huán)境的適應(yīng)性。
[0014]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):降低多節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用層模塊與傳輸層模塊耦合性的方法，包括以下步驟:
[0015]S1:為各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別分配節(jié)點(diǎn)號(hào)，為各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序分別分配應(yīng)用程序ID;
[0016]S2:根據(jù)通信需求建立各節(jié)點(diǎn)間的邏輯通信鏈路；
[0017]S3:各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序分別發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求到傳輸中間件上;所述的注冊(cè)請(qǐng)求包括應(yīng)用程序ID、應(yīng)用程序地址和端口號(hào)；
[0018]S4:傳輸中間件接收到應(yīng)用程序的注冊(cè)請(qǐng)求，將應(yīng)用程序ID與應(yīng)用程序地址一一對(duì)應(yīng)，并對(duì)注冊(cè)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，同時(shí)向應(yīng)用程序報(bào)告當(dāng)前本節(jié)點(diǎn)與其它所有節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成鏈路的鏈路狀態(tài)；
[0019]S5:源節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序根據(jù)鏈路狀態(tài)在要發(fā)送的數(shù)據(jù)包之前添加路由標(biāo)簽，根據(jù)收到的鏈路狀態(tài)將添加有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包通過源傳輸中間件發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn);所述的路由標(biāo)簽包括源節(jié)點(diǎn)號(hào)、源應(yīng)用程序ID、目的節(jié)點(diǎn)號(hào)、目的應(yīng)用程序ID，用于源傳輸中間件和目的傳輸中間件做路由選擇；
[0020]S6:當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)的目的傳輸中間件收到源節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)目的應(yīng)用程序ID查找其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序的地址和端口號(hào)，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到該地址和端口號(hào)，并向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)響應(yīng)消息。
[0021]其中，所述的傳輸中間件在傳輸層模塊和應(yīng)用層模塊之間，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)之間真實(shí)的鏈路傳輸，所述的網(wǎng)絡(luò)類型包括TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、El網(wǎng)絡(luò)、Tl網(wǎng)絡(luò)、微波通信和散射通信。
[0022]本發(fā)明相比【背景技術(shù)】的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023](I)本發(fā)明可以繼承和使用原有網(wǎng)絡(luò)，降低數(shù)字集群系統(tǒng)的建設(shè)成本；
[0024](2)本發(fā)明可以根據(jù)各種環(huán)境來選擇網(wǎng)絡(luò)類型，尤其是比較惡劣的環(huán)境，例如在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)還未覆蓋的地方，可以通過微波、散射通信的方式在傳輸中間件上建立各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信，而對(duì)應(yīng)用程序沒有任何影響，方便數(shù)字集群系統(tǒng)在復(fù)雜惡劣環(huán)境里的部署。
【附圖說明】
[0025]圖1本發(fā)明的多節(jié)點(diǎn)傳輸系統(tǒng)的基本架構(gòu)圖；
[0026]圖2本發(fā)明的數(shù)據(jù)包頭中的路由標(biāo)簽的組成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，以一個(gè)交換中心和一個(gè)基站為例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]為了屏蔽交換中心與基站對(duì)傳輸介質(zhì)的感知，完成交換中心和基站在多種傳輸介質(zhì)下都可以工作的目的，我們提出了降低應(yīng)用層模塊與傳輸層模塊耦合度的方法，通過這種方式可以更加方便的部署交換控制中心和基站之間進(jìn)行通信的應(yīng)用程序，不必考慮過多的傳輸介質(zhì)上的問題。
[0029]降低耦合性的原理如下:交換控制中心和基站都被看成節(jié)點(diǎn)，也就是有效的傳輸節(jié)點(diǎn)，交換中心和基站上應(yīng)用程序都被分配了應(yīng)用程序ID。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)用路由標(biāo)簽(RouteFlag)來標(biāo)記，路由標(biāo)簽包含這個(gè)數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)號(hào)(Src Endpoint ID)、源應(yīng)用程序ID(SrcApp ID)、目的節(jié)點(diǎn)號(hào)(Dst Endpoint ID)和目的應(yīng)用程序ID(Dst App ID)，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。在應(yīng)用程序啟動(dòng)的時(shí)候，應(yīng)用程序通過發(fā)送攜帶自己的應(yīng)用程序ID的注冊(cè)消息，將自己注冊(cè)到傳輸中間件中。在傳輸中間件中有兩種狀態(tài)(暫停和恢復(fù))告知應(yīng)用程序此時(shí)的傳輸狀態(tài)，在暫停狀態(tài)下應(yīng)用程序不允許通過傳輸中間件傳輸數(shù)據(jù)，在恢復(fù)狀態(tài)下才允許通過傳輸層傳輸數(shù)據(jù)。傳輸中間件在接收到應(yīng)用程序的傳輸命令時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)的路由標(biāo)簽攜帶的目的信息將數(shù)據(jù)送達(dá)目的地。應(yīng)用程序不用關(guān)心數(shù)據(jù)是通過何種方式被傳送的，只需知道數(shù)據(jù)是否被送達(dá)。
[0030]降低多節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用層模塊與傳輸層模塊耦合性的方法，包括以下步驟:
[0031]步驟1:為各個(gè)節(jié)點(diǎn)分配節(jié)點(diǎn)號(hào)(EndpointID)，為節(jié)點(diǎn)之上的應(yīng)用程序分配應(yīng)用程序ID(App ID);
[0032]步驟2:根據(jù)通信需求按照節(jié)點(diǎn)號(hào)與節(jié)點(diǎn)號(hào)的關(guān)系建立邏輯通信鏈路；
[0033]應(yīng)用程序不用關(guān)心兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間真正采用何種物理邏輯鏈路。傳輸中間件負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間真正的物理鏈路傳輸，真正的傳輸鏈路可以建立在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、El或者Tl鏈路之上。
[0034]步驟3:系統(tǒng)啟動(dòng)后，應(yīng)用程序?qū)⒆约簯?yīng)用程序ID和應(yīng)用程序的地址和端口注冊(cè)到傳輸中間件;這里涉及的傳輸中間件具體為:
[0035]傳輸中間件是為了方便應(yīng)用程序向不同節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，位于應(yīng)用層和傳輸層之間的設(shè)備。它與傳輸層之間可以使用多種的通信介質(zhì)、通信協(xié)議進(jìn)行通信，通過適配雙絞線接口、同軸電纜接口、光纖接口、微波射頻單元、散射射頻單元，并在這之上運(yùn)行相應(yīng)的通信協(xié)議比如TCP/IP、ATM、E1，使之為應(yīng)用層提供統(tǒng)一的服務(wù)接口。應(yīng)用層程序通過傳輸中間件向不同節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用層程序進(jìn)行通信，而不需要關(guān)心具體的傳輸介質(zhì)、傳輸協(xié)議，這樣降低了應(yīng)用層和傳輸層之間的耦合度；同時(shí)提供了多節(jié)點(diǎn)通信的多樣性，可以根據(jù)具體實(shí)施的環(huán)境選擇適合的通信介質(zhì)和通信協(xié)議，大大方便了數(shù)字集群系統(tǒng)的部署應(yīng)用。
[0036]步驟4:傳輸中間件將節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)信息記錄下來，并將與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相關(guān)的所有鏈路的狀態(tài)通知給對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序；
[0037]步驟5:源節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序根據(jù)鏈路狀態(tài)在要發(fā)送的數(shù)據(jù)包之前添加路由標(biāo)簽，根據(jù)收到的鏈路狀態(tài)將添加有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包通過源傳輸中間件發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)；具體為:
[0038]當(dāng)應(yīng)用程序接收到傳輸中間件報(bào)告對(duì)方節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鏈路狀態(tài)是“暫?！钡南⒑螅瑧?yīng)用程序不再往那個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送添加有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包；
[0039]當(dāng)應(yīng)用程序接收到傳輸中間件報(bào)告的對(duì)方節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鏈路狀態(tài)是“恢復(fù)”的消息后，應(yīng)用程序可以往對(duì)方節(jié)點(diǎn)發(fā)送添加有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包。
[0040]所述的路由標(biāo)簽包括源節(jié)點(diǎn)號(hào)、源應(yīng)用程序ID、目的節(jié)點(diǎn)號(hào)、目的應(yīng)用程序ID，用于源傳輸中間件和目的傳輸中間件做路由選擇。
[0041 ]步驟6:當(dāng)目的傳輸中間件接收到來自源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)路由標(biāo)簽上的目的應(yīng)用程序ID和對(duì)應(yīng)的目的應(yīng)用程序的注冊(cè)信息，將數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的目的應(yīng)用程序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.降低多節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用層模塊與傳輸層模塊耦合性的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:為各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別分配節(jié)點(diǎn)號(hào)，為各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序分別分配應(yīng)用程序ID; S2:根據(jù)通信需求建立各節(jié)點(diǎn)間的邏輯通信鏈路； S3:各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序分別發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求到傳輸中間件上;所述的注冊(cè)請(qǐng)求包括應(yīng)用程序ID、應(yīng)用程序地址和端口號(hào)； S4:傳輸中間件接收到應(yīng)用程序的注冊(cè)請(qǐng)求，將應(yīng)用程序ID與應(yīng)用程序地址一一對(duì)應(yīng)，并對(duì)注冊(cè)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，同時(shí)向應(yīng)用程序報(bào)告當(dāng)前本節(jié)點(diǎn)與其它所有節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成鏈路的鏈路狀態(tài)； S5:源節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序根據(jù)鏈路狀態(tài)在要發(fā)送的數(shù)據(jù)包之前添加路由標(biāo)簽，根據(jù)收到的鏈路狀態(tài)將添加有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包通過源傳輸中間件發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn);所述的路由標(biāo)簽包括源節(jié)點(diǎn)號(hào)、源應(yīng)用程序ID、目的節(jié)點(diǎn)號(hào)、目的應(yīng)用程序ID，用于源傳輸中間件和目的傳輸中間件做路由選擇； S6:當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)的目的傳輸中間件收到源節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)目的應(yīng)用程序ID查找其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序的地址和端口號(hào)，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到該地址和端口號(hào)，并向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)響應(yīng)消息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低多節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)用模塊與傳輸模塊耦合性的方法，其特征在于:所述的傳輸中間件在傳輸層模塊和應(yīng)用層模塊之間，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)之間真實(shí)的鏈路傳輸，所述的網(wǎng)絡(luò)類型包括TCP/1P網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、EI網(wǎng)絡(luò)、TI網(wǎng)絡(luò)、微波通信和散射通信。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在多個(gè)節(jié)點(diǎn)相互通信的環(huán)境中，降低應(yīng)用層模塊和傳輸層模塊耦合性的方法，屬于Tetra數(shù)據(jù)集群通信領(lǐng)域。Tetra數(shù)字集群系統(tǒng)中，交換中心要與多個(gè)基站進(jìn)行通信，在建設(shè)交換中心和基站之間的鏈路過程中，可能會(huì)有多種鏈路存在。本發(fā)明在傳輸層模塊和應(yīng)用層模塊之間添加了傳輸中間件，該傳輸中間件用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)之間真實(shí)的鏈路傳輸。通過這種方式降低了應(yīng)用層模塊和傳輸層模塊的耦合性，使系統(tǒng)可以在多種鏈路介質(zhì)或者鏈路協(xié)議上進(jìn)行傳輸，方便Tetra數(shù)字集群系統(tǒng)的建設(shè)。
【IPC分類】H04W84/08, H04W80/12, H04W80/06
【公開號(hào)】CN105611650
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510967421
【發(fā)明人】孫坤, 王洪書, 康瑕, 朱麗莎, 李曉玲, 袁東升
【申請(qǐng)人】河北遠(yuǎn)東通信系統(tǒng)工程有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日