[发明专利]一种分布式系统中的节点间可靠通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体的说是一种分布式系统中的节点 间可靠通信方法。

背景技术

分布式系统一般采用多主机方式，每个主机称为一个节点，它们 协同工作完成任务，节点间采用网络通信方式，可以分离部署。为保 证系统的运行，节点间有大量的数据需要交换，这些消息的长度不大， 但对实时性要求高，通信也必须是可靠传输。

目前主要的IP(Internet Protocol，网际协议)通信协议有TCP (Transmission Control Protocol，传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)两种。TCP提供一种面向连 接的、可靠的字节流服务，似乎很适合成为节点间的通信方式，但 TCP对用户数据必须顺序发送，比如用户数据A、B、C需要依次发送， 如果B因为某些原因没有发送，则TCP会不断重新发送B，而不会发 送C，这对于实时数据较多的节点间通信过于严格，此外TCP链路建 立(三次握手)和数据交换(每个数据包都有确认消息)的开销较大， 不适合用于大量短消息的发送。而UDP提供的是无连接的、不可靠的 数据传送方式，是一种尽力而为的数据交付服务，它比较简单，发送 数据的开销小，而且没有顺序要求，因而比较适合快速大量的实时数 据交互，但UDP是一个不可靠的协议，它发送的消息没有确认，用户 并不知道消息是否被正确的发送到目的地址。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种分布式 系统中的节点间可靠通信方法，在UDP协议上，利用其优点，设计可 靠通信机制，用于分布式系统节点间通信，实现了消息的可靠传输， 保证节点间通信的质量。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种分布式系统中的节点间可靠通信方法，其特征在于：其具体 步骤为：

步骤1，为每个节点配置两块网卡：两块网卡分别是网络接口A 和网络接口B，它们有不同的IP地址，均可提供至其它节点的通信 路径；

步骤2，建立网络接口间的双链路：当任意两个节点需要通信前， 先通过链路控制消息建立可用的逻辑链接，并协商相关数据；任意一 个节点上的网络接口A只与其它节点上的网络接口A通信，构成A链 路；任意一个节点上的网络接口B只与其它节点上的网络接口B通信， 构成B链路；所说的通信采用UDP方式，固定端口，这样每个节点与 任意一个其它节点都有两条网络链路连接；

步骤3，备份式通信：当A链路正常时，任意两个节点间的通信 都通过A链路传递；当A链路出现问题或者出现拥塞时，通信自动切 换至B链路上传递；当链路中没有需要传输的用户数据时，定时发送 心跳消息确保链路始终可用；当链路中有需要传输的用户数据时，通 过IPC消息传递节点间的用户数据，IPC消息的最大长度是固定不变 的，在一条IPC消息中可以包含多条用户数据，如果用户数据大于 IPC消息的用户数据部分，则需要对用户数据进行拆分。

在上述技术方案的基础上，链路控制消息、心跳消息和IPC消息 均采用相同的消息格式，所说的消息格式由消息头字段和消息体字段 组成；

消息头字段包括6项，分别为消息类型、乱序标志、源节点信息、 目的节点信息、发送消息序号、应答消息序号；消息类型用于区分该 消息的类型；

链路控制消息的消息体字段包括9项，分别是链路控制类型、链 路控制时间S1、IPC消息发送时间S2、重传IPC消息时间S3、IPC 确认时间S4、消息长度值S5、滑动窗口值S6、最大重传次数S7、丢 失心跳消息的最大次数S8；链路控制类型用于区分链路控制消息的 具体类型；

心跳消息的消息体字段为空；

IPC消息的消息体字段为用户数据；

步骤2中所说的协商相关数据是指协商S1到S8，节点间除了协 商具体取值大小，还应当协商这些值的取值范围，以便于双方协商时 调整。

在上述技术方案的基础上，消息类型取值为1时为链路控制消 息，取值为2时为心跳消息，取值为3时为IPC消息；链路控制类型 取值为1时为链路建立请求SetupRequest，取值为2时为链路建立 请求回应SetupReply，取值为3时为链路建立请求回应确认 SetupReplyAck。

本发明所述的分布式系统中的节点间可靠通信方法，具有以下优 点：