本實用新型涉及通信領(lǐng)域，具體說是一種基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器組網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著信息與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)信息化建設(shè)進程不斷加快，企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性能與信息資源的安全管理變的尤為重要。分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是指采用分布控制，各個結(jié)點間均可以直接建立數(shù)據(jù)鏈路，便于全網(wǎng)范圍內(nèi)的資源共享，即使整個網(wǎng)絡(luò)中的某個核心服務(wù)器出現(xiàn)故障，也不會影響全網(wǎng)的操作，具有很高的可靠性。能夠滿足當前企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建的特殊需要。

當前即時通信系統(tǒng)所使用的所有協(xié)議中，XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol:可擴展消息與存在協(xié)議)協(xié)議集開放、靈活和擴展于一體，是基于XML(Extensible Makeup Language)的實時消息與在線協(xié)議，在分布式網(wǎng)絡(luò)擴展中有著獨特的優(yōu)勢。XMPP協(xié)議也得到各大公司的支持，目前市場上流通著大量的基于XMPP協(xié)議的即時通信軟件，例如Facebook Chat，Live，Google Talk以及各種游戲平臺的語音和遠程協(xié)助功能等。如今XMPP的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)相當龐大，有接近300種擴展被接受作為XEP(XMPP Extension Proposal)。XMPP協(xié)議早已經(jīng)得到IETF(Internet Engineering Task Force)的正式認可。如今，IETF已經(jīng)成立專門的XMPP工作小組來負責XMPP規(guī)范的更新，從而使XMPP不斷得到精煉和擴展。

在XMPP協(xié)議中交換的是XML數(shù)據(jù)，這讓通信具有豐富的、可擴展的結(jié)構(gòu)。由于XMPP協(xié)議規(guī)定連接建立需是雙向的，因此連接的雙方都可以隨時向?qū)Ψ桨l(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，這使得應(yīng)用程序不必為獲取更新而進行效率低下的輪詢，這一連接機制不僅大大減少服務(wù)請求的數(shù)量，降低了服務(wù)器所承受的壓力，而且還使得通信雙方的信息傳遞效率顯著提高；此外，XMPP協(xié)議構(gòu)建在TLS(Transport Layer Security Protocol，安全傳輸層協(xié)議)和SASL(Simple Authentication Security Layer，簡單驗證安全層)，為XMPP連接提供了牢固的加密和安全功能。

XMPP協(xié)議定義了基于XMPP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)實體之間的數(shù)據(jù)通信所采用的格式，基于XMPP協(xié)議構(gòu)建的網(wǎng)關(guān)可使得使用不同通信協(xié)議的即時通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通成為可能。正因如此，XMPP協(xié)議的出現(xiàn)，實現(xiàn)了整個通信協(xié)議的互通。

分布式網(wǎng)絡(luò)包括服務(wù)器層和客戶端，服務(wù)器層由兩級服務(wù)器構(gòu)成：核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器?？蛻舳伺c園區(qū)服務(wù)器相連，園區(qū)服務(wù)器與核心服務(wù)器相連，核心層服務(wù)器由若干核心服務(wù)器構(gòu)成，他們之間采用環(huán)形結(jié)構(gòu)連接，構(gòu)成核心層服務(wù)器群。

分布式網(wǎng)絡(luò)也被稱為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，它是由分布在不同地點的計算機系統(tǒng)互連而成，網(wǎng)中無中心節(jié)點，任意兩個節(jié)點之間可以正常通信，具有較高的可靠性和擴展性。分布式網(wǎng)絡(luò)能夠有效的降低企業(yè)的管理成本和緯度。分布式網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

本實用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了使網(wǎng)絡(luò)更加可信、可靠和安全的技術(shù)內(nèi)容，實現(xiàn)了核心網(wǎng)服務(wù)器間的所有下一級接入服務(wù)器安全認證信息的準實時備份，而不是僅限于主管核心服務(wù)器，即使核心服務(wù)器環(huán)網(wǎng)里只有一個核心服務(wù)器正常工作，其他核心服務(wù)器全部癱瘓，只要下一級服務(wù)器還能連上這一核心服務(wù)器，該下一級網(wǎng)絡(luò)就能夠有效接入網(wǎng)絡(luò)，大大提升了整個網(wǎng)絡(luò)的安全生存能力，而非現(xiàn)有其他網(wǎng)絡(luò)中采用的主管核心服務(wù)器的形式，通過雙機備份提高可靠性。并且本實用新型中的核心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容實現(xiàn)了遠程共享。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器組網(wǎng)系統(tǒng)，來對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器進行組網(wǎng)管理。本實用新型通過采用分布式組網(wǎng)技術(shù)以及XMPP通信協(xié)議，實現(xiàn)了基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器的環(huán)形組網(wǎng)系統(tǒng)，能夠構(gòu)建可靠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及安全的信息管理系統(tǒng)，并且具有較好的可擴展性，能夠有效的降低企業(yè)的管理成本和緯度。

為達到以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是：

一種基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器組網(wǎng)系統(tǒng)，包括：多個核心服務(wù)器、多個園區(qū)服務(wù)器和管理單元；

所述核心服務(wù)器組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)；

所述園區(qū)服務(wù)器組成子網(wǎng)；

所述子網(wǎng)與核心服務(wù)器連接；連接同一核心服務(wù)器的子網(wǎng)之間同步通信；連接不同核心服務(wù)器的子網(wǎng)之間同步通信；

所述核心服務(wù)器之間同步通信；

所述管理單元包括賬戶管理模塊、觸發(fā)模塊和數(shù)據(jù)同步模塊。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述組網(wǎng)系統(tǒng)采用MINA框架，MINA框架含有3個核心接口：IoService、IoFilter和IoHandler；所述IoService接口用于創(chuàng)建客戶端或服務(wù)器端的服務(wù)器對象；所述IoFilter接口用于數(shù)據(jù)過濾；所述IoHandler接口用于業(yè)務(wù)處理。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器采用基于TCP的Socket連接，通過開辟單獨線程監(jiān)聽指定端口，實時、無阻塞的處理網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述核心服務(wù)器用于管理園區(qū)服務(wù)器，實時監(jiān)控園區(qū)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、園區(qū)服務(wù)器的權(quán)限認證以及園區(qū)服務(wù)器的刪除和更改；每個核心服務(wù)器可監(jiān)控其他核心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；所述園區(qū)服務(wù)器可監(jiān)控核心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述觸發(fā)模塊用于觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊；所述觸發(fā)模塊包括手動觸發(fā)模塊和自動觸發(fā)模塊。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述手動觸發(fā)模塊用于手動點擊保存設(shè)置、信息推送或版本控制；所述自動觸發(fā)模塊用于自動觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)同步模塊用于進行數(shù)據(jù)同步操作，所述核心服務(wù)器之間先進行同步，每個核心服務(wù)器再與其管理的園區(qū)服務(wù)器進行同步。

在上述方案的基礎(chǔ)上，在有數(shù)據(jù)更新或配置發(fā)生變化時，所述核心服務(wù)器可通過觸發(fā)模塊來觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊；所述園區(qū)服務(wù)器可通過觸發(fā)模塊來觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊；所述園區(qū)服務(wù)器采用網(wǎng)狀網(wǎng)廣播的方式與其連接的核心服務(wù)器進行同步。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)同步操作中同步的數(shù)據(jù)包括添加的核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器，要刪除的核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器，更改設(shè)置的園區(qū)服務(wù)器，更改默認核心服務(wù)器信息，以及版本控制和推送信息。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述賬戶管理模塊包括兩種賬戶類型：超級核心管理員和普通核心管理員；所述超級核心管理員用于創(chuàng)建和刪除超級核心管理員和普通核心管理員，并添加、刪除核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器；所述普通核心管理員用于創(chuàng)建和刪除普通核心管理員，可以查看組網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的核心服務(wù)器，并添加、刪除園區(qū)服務(wù)器。

有益效果：

本實用新型采用環(huán)形核心服務(wù)器組網(wǎng)模式以及分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，使組網(wǎng)系統(tǒng)中核心服務(wù)器之間的信息準確、實時同步，提高了系統(tǒng)的安全性及可靠性。組網(wǎng)系統(tǒng)中的核心服務(wù)器存放的園區(qū)服務(wù)器的信息是同步的，增加了網(wǎng)絡(luò)的安全性，當有一臺核心服務(wù)器出現(xiàn)故障時，可以通過其他的核心服務(wù)器查看網(wǎng)絡(luò)信息，當其中一臺核心服務(wù)器下新增一臺園區(qū)服務(wù)器時，由于數(shù)據(jù)備份功能，另一臺核心服務(wù)器會實時備份這一數(shù)據(jù)，并同樣顯示在自己的分布式管理列表中，使得網(wǎng)絡(luò)更具完備性和健壯性，滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的要求，提供高可靠性、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

附圖說明

本實用新型有如下附圖：

圖1現(xiàn)有技術(shù)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；

圖2本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；

圖3本實用新型的核心服務(wù)器工作流程圖；

圖4本實用新型的請求分發(fā)與數(shù)據(jù)響應(yīng)流程圖。

圖2中①為子網(wǎng)內(nèi)通信；②為同一核心服務(wù)器下的子網(wǎng)間通信；③為不同核心服務(wù)器下的子網(wǎng)間通信；④為核心服務(wù)器間同步通信。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1-4所示，本實用新型所述的一種基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器組網(wǎng)系統(tǒng)，包括：多個核心服務(wù)器、多個園區(qū)服務(wù)器和管理單元；

所述核心服務(wù)器組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)；

所述園區(qū)服務(wù)器組成子網(wǎng)；

所述子網(wǎng)與核心服務(wù)器連接；連接同一核心服務(wù)器的子網(wǎng)之間同步通信；連接不同核心服務(wù)器的子網(wǎng)之間同步通信；

所述核心服務(wù)器之間同步通信；

所述管理單元包括賬戶管理模塊、觸發(fā)模塊和數(shù)據(jù)同步模塊。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述組網(wǎng)系統(tǒng)采用MINA框架，MINA框架含有3個核心接口：IoService、IoFilter和IoHandler；所述IoService接口用于創(chuàng)建客戶端或服務(wù)器端的服務(wù)器對象；所述IoFilter接口用于數(shù)據(jù)過濾；所述IoHandler接口用于業(yè)務(wù)處理。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器采用基于TCP的Socket連接，通過開辟單獨線程監(jiān)聽指定端口，實時、無阻塞的處理網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述核心服務(wù)器用于管理園區(qū)服務(wù)器，實時監(jiān)控園區(qū)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、園區(qū)服務(wù)器的權(quán)限認證以及園區(qū)服務(wù)器的刪除和更改；每個核心服務(wù)器可監(jiān)控其他核心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；所述園區(qū)服務(wù)器可監(jiān)控核心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述觸發(fā)模塊用于觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊；所述觸發(fā)模塊包括手動觸發(fā)模塊和自動觸發(fā)模塊。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述手動觸發(fā)模塊用于手動點擊保存設(shè)置、信息推送或版本控制；所述自動觸發(fā)模塊用于自動觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)同步模塊用于進行數(shù)據(jù)同步操作，所述核心服務(wù)器之間先進行同步，每個核心服務(wù)器再與其管理的園區(qū)服務(wù)器進行同步。

在上述方案的基礎(chǔ)上，在有數(shù)據(jù)更新或配置發(fā)生變化時，所述核心服務(wù)器可通過觸發(fā)模塊來觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊；所述園區(qū)服務(wù)器可通過觸發(fā)模塊來觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊；所述園區(qū)服務(wù)器采用網(wǎng)狀網(wǎng)廣播的方式與其連接的核心服務(wù)器進行同步。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)同步操作中同步的數(shù)據(jù)包括添加的核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器，要刪除的核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器，更改設(shè)置的園區(qū)服務(wù)器，更改默認核心服務(wù)器信息，以及版本控制和推送信息。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述賬戶管理模塊包括兩種賬戶類型：超級核心管理員和普通核心管理員；所述超級核心管理員用于創(chuàng)建和刪除超級核心管理員和普通核心管理員，并添加、刪除核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器；所述普通核心管理員用于創(chuàng)建和刪除普通核心管理員，可以查看組網(wǎng)內(nèi)的核心服務(wù)器，并添加、刪除園區(qū)服務(wù)器。

圖2中，核心服務(wù)器組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，核心服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)準實時備份，即網(wǎng)絡(luò)中任意核心服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)同步；核心服務(wù)器管理園區(qū)服務(wù)器，包括實時監(jiān)控園區(qū)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、園區(qū)服務(wù)器權(quán)限認證以及園區(qū)服務(wù)器的刪除和更改。

網(wǎng)絡(luò)中所有核心服務(wù)器之間數(shù)據(jù)一致、相互備份，當有數(shù)據(jù)更新或配置發(fā)生變化時，核心服務(wù)器首先與所有核心服務(wù)器進行同步，每個核心服務(wù)器再同步給其所管轄的所有園區(qū)服務(wù)器。數(shù)據(jù)同步操作同樣可由園區(qū)服務(wù)器發(fā)起，園區(qū)服務(wù)器會采用網(wǎng)狀網(wǎng)廣播的方式與自己所連通的所有核心服務(wù)器同步。

無論是園區(qū)服務(wù)器發(fā)起同步請求還是核心服務(wù)器發(fā)起同步請求，同步操作首先需要通過觸發(fā)模塊來觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊。觸發(fā)模塊包括手動觸發(fā)模塊和自動觸發(fā)模塊，手動觸發(fā)模塊用于手動點擊保存設(shè)置、信息推送或者版本控制等，自動觸發(fā)模塊用于自動觸發(fā)數(shù)據(jù)同步模塊。

每次需要同步的數(shù)據(jù)可分為6大類，包括所有添加的核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器，所有要刪除的核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器，所有更改設(shè)置的園區(qū)服務(wù)器(主要是一些對客戶端登陸驗證的一些行為)，所有更改默認核心服務(wù)器信息，版本控制信息以及推送信息。同步信息通過數(shù)據(jù)編碼及合成操作以后進行廣播或發(fā)送。在同步信息發(fā)送之前，需要根據(jù)信息編號選擇適當發(fā)送方式。具體來講，當同步信息中只含有所有更改配置的園區(qū)服務(wù)器信息或者園區(qū)服務(wù)器更改默認核心服務(wù)器信息時，證明當前發(fā)起同步請求的只可能是園區(qū)服務(wù)器，信息會以網(wǎng)狀網(wǎng)廣播的方式發(fā)送給與該園區(qū)服務(wù)器連通的核心服務(wù)器；反之，核心服務(wù)器會與自己管轄的所有園區(qū)服務(wù)器同步。

如圖3為核心服務(wù)器同步詳解圖：

當核心服務(wù)器接收到網(wǎng)絡(luò)中的其他實體發(fā)來的信息時，首先進行權(quán)限判定，然后根據(jù)當前服務(wù)器的類型對消息分別進行處理。若當前服務(wù)器是園區(qū)服務(wù)器，則只需要判斷是否含有推送信息，若含有，園區(qū)服務(wù)器會將此信息繼續(xù)向下推送給子網(wǎng)內(nèi)所有注冊用戶；若不含有推送信息或者當前服務(wù)器是核心服務(wù)器，則接收方只需要將接收到的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫即可。

網(wǎng)絡(luò)中每個核心服務(wù)器監(jiān)控所有核心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、監(jiān)控其所管轄的所有園區(qū)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，園區(qū)服務(wù)器同樣需要監(jiān)控所有核心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以便當所屬默認核心服務(wù)器關(guān)閉以后可以及時的切換到其他可訪問核心服務(wù)器。

賬戶管理模塊中有兩種賬戶類型：超級核心管理員和普通核心管理員。超級管理員擁有最高權(quán)限，可以創(chuàng)建和刪除超級核心管理員和普通核心管理員，并且可以添加刪除核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器；普通核心管理員可以創(chuàng)建和刪除普通核心管理員，不能操作超級核心管理員，可以查看組網(wǎng)內(nèi)的核心服務(wù)器，不能創(chuàng)建刪除核心服務(wù)器，可以添加、刪除園區(qū)服務(wù)器。

本實用新型通過采用MINA框架，實現(xiàn)了基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器組網(wǎng)系統(tǒng)，MINA框架含有3個核心接口：IoService、IoFilter和IoHandler，IoService接口用于創(chuàng)建客戶端或服務(wù)器端的服務(wù)器對象；IoFilter接口用于數(shù)據(jù)過濾；IoHandler接口用于業(yè)務(wù)處理。

服務(wù)器框架的業(yè)務(wù)邏輯詳細定義了從建立連接、接收數(shù)據(jù)到業(yè)務(wù)處理、發(fā)送數(shù)據(jù)的具體流程。核心服務(wù)器和園區(qū)服務(wù)器采用基于TCP的Socket連接，通過開辟單獨線程監(jiān)聽指定端口，實時、無阻塞的處理網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)。具體流程如圖4所示：

服務(wù)器框架基于MINA框架做聯(lián)網(wǎng)處理并進一步擴展，首先創(chuàng)建socketAcceptor，用于監(jiān)聽socket連接；隨后引入線程池，并將線程池與socketAcceptor綁定，利用線程池技術(shù)處理多并發(fā)連接；最后將XMPP編解碼XMPPCodecFactory添加到ProtocalCodecFilter的過濾鏈當中，用于過濾處理分布式網(wǎng)絡(luò)中的XML數(shù)據(jù)流。

在現(xiàn)代的大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，由于企業(yè)規(guī)模過大，需要在不同的地方部署服務(wù)器，這樣就可以采用基于分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器組網(wǎng)系統(tǒng)進行服務(wù)器搭建，保障數(shù)據(jù)的準實時備份，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，避免突發(fā)情況造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓以及數(shù)據(jù)的丟失。

本實用新型的創(chuàng)新點在于采用環(huán)形分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器進行組網(wǎng)，與傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)相比有顯著的優(yōu)點。

本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵點和欲保護點如下：

采用XMPP協(xié)議，這使得應(yīng)用程序不必為獲取更新而進行效率低下的輪詢，這一連接機制不僅大大減少服務(wù)請求的數(shù)量，降低了服務(wù)器所承受的壓力，而且還使得通信雙方的信息傳遞效率顯著提高；

核心網(wǎng)服務(wù)器間的所有下一級接入服務(wù)器安全認證信息的準實時備份的數(shù)據(jù)管理和傳輸方式及流程；以及核心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容實現(xiàn)了遠程共享方式；

具有便捷的網(wǎng)絡(luò)軟件擴展方式和管理員認證管理方式，運用環(huán)形組網(wǎng)技術(shù)和分布式技術(shù)，網(wǎng)中無中心節(jié)點，具有較高的可靠性和擴展性，能夠有效的降低企業(yè)的管理成本和緯度。

本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。