[發明專利]基于非阻塞IO模型的設備通訊方法

在審

• 申請號: 202210429983.5
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114915577A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 張祖興
• 申請（專利權）人: 武漢泰銘恒創信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04L43/10
• 分類號: H04L43/10;H04L9/40
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 王立麗

1.基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：使用Spring Boot生產jar包方式進行打包；

S2：選用redis集群作為數據內存共享工具提高服務端的響應速度；

S3：采用的具體的加密驗證方法對數據進行加密；

S4：使用心跳機制和分布式自增機制對設備數據傳輸丟包問題進行處理。

2.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：所述步驟S1中，結合Spring Boot與Spring Cloud和Docker技術來構建微服務并部署到云端。

3.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：步驟S2中，Redis支持三種集群方案，包括主從復制模式、哨兵模式和Cluster模式。

4.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：所述步驟S3中，復制模式：master能自動將數據同步到slave，可以進行讀寫分離，分擔master的讀壓力。

5.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：所述步驟S3中，哨兵模式：

S31：監控master、slave是否正常運行；

S32:當master出現故障時，能自動將一個slave轉換為master；

S33：多個哨兵可以監控同一個Redis，哨兵之間也會自動監控；

S34:哨兵啟動后，會與要監控的master建立兩條連接。

6.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：所述步驟S3中，Cluster模式：

在Redis的每個節點上，都有一個插槽(slot)，取值范圍為0-16383；

當我們存取key的時候，Redis會根據CRC16的算法得出一個結果，然后把結果對16384求余數，這樣每個key都會對應一個編號在0-16383之間的哈希槽，通過這個值，去找到對應的插槽所對應的節點，然后直接自動跳轉到這個對應的節點上進行存取操作；

為了保證高可用，Cluster模式也引入主從復制模式，一個主節點對應一個或者多個從節點，當主節點宕機的時候，就會啟用從節點；

當其它主節點ping一個主節點A時，如果半數以上的主節點與A通信超時，那么認為主節點A宕機了。如果主節點A和它的從節點都宕機了，那么該集群就無法再提供服務了；

Cluster模式集群節點最小配置6個節點(3主3從，因為需要半數以上)，其中主節點提供讀寫操作，從節點作為備用節點，不提供請求，只作為故障轉移使用。

7.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：所述步驟S4中，加密驗證方法具有三種方法：BASE64、MD5和AES；

所述BASE64，采用Base64編碼具有不可讀性，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到；

所述MD5用大容量信息在用數字簽名軟件簽署私人密鑰前被”壓縮”成一種保密的格式；

所述AES進行多輪的重復和變換，包括如下步驟：密鑰擴展；初始輪；重復輪，每一輪又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey；最終輪，最終輪沒有MixColumns。

8.根據權利要求1所述的基于非阻塞IO模型的設備通訊方法，其特征在于：所述步驟S4中，心跳機制，分布式系統中，分布在不同主機上的節點需要檢測其他節點的狀態，如服務器節點需要檢測從節點是否失效，為了檢測對方節點的有效性，每隔固定時間就發送一個固定信息給對方，對方回復一個固定信息，如果長時間沒有收到對方的回復，則斷開與對方的連接；

發包方既可以是服務端，也可以是客戶端，這要看具體實現，因為是每隔固定時間發送一次，類似心跳，所以發送的固定信息稱為心跳包，心跳包一般為比較小的包，可根據具體實現，心跳包主要應用于長連接的保持與短線鏈接。