本發(fā)明屬于分布式控制系統(tǒng)，涉及一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法與相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、在復(fù)雜且要求高度可靠性的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，可信dcs（distributed?controlsystem，分布式控制系統(tǒng)）上位機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行扮演著至關(guān)重要的角色。這些上位機(jī)不僅負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)流程，還承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理、指令下發(fā)及與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信等多重任務(wù)。為了確保系統(tǒng)的高可用性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕壳吧衔粰C(jī)之間的消息交互機(jī)制采用雙網(wǎng)冗余方式聯(lián)網(wǎng)，即通過a網(wǎng)和b網(wǎng)兩個(gè)網(wǎng)來通信。

2、一般有限使用a網(wǎng)通信，當(dāng)a網(wǎng)故障了，會(huì)切換到b網(wǎng)進(jìn)行通信。在實(shí)際運(yùn)行中，如果a/b網(wǎng)出現(xiàn)故障，那么會(huì)造成瞬間消息丟失，無法重傳（上位機(jī)因?yàn)橥ㄓ嵭实膯栴}，通常采用udp（user?datagram?protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）才進(jìn)行消息傳輸，無法保障通訊質(zhì)量），會(huì)造成斷網(wǎng)切換期間部分消息、日志、操作指令的丟失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法與相關(guān)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)a/b網(wǎng)出現(xiàn)故障，容易造成瞬間消息丟失，無法重傳的技術(shù)問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，包括以下步驟：

4、當(dāng)發(fā)送消息程序啟動(dòng)時(shí)，先記錄每個(gè)建立鏈接的節(jié)點(diǎn)的信息狀態(tài)，再進(jìn)行組織消息內(nèi)容；所述消息內(nèi)容包括消息頭和消息體，所述消息頭中包含sm3特征值；

5、將組織好的消息內(nèi)容打包，分別由a網(wǎng)和b網(wǎng)發(fā)送到對(duì)端；

6、當(dāng)對(duì)端接受到消息內(nèi)容時(shí)，對(duì)消息頭進(jìn)行解析，并通過sm3算法重新計(jì)算sm3特征值，將計(jì)算得到的sm3特征值與消息頭中的sm3特征值進(jìn)行對(duì)比；如果不一致則丟棄消息內(nèi)容；如果一致，則解析消息體，進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)流程。

7、進(jìn)一步地，所述先記錄每個(gè)建立鏈接的節(jié)點(diǎn)的信息狀態(tài)的步驟中，所述信息狀態(tài)包括：對(duì)方節(jié)點(diǎn)名稱、a網(wǎng)ip地址、b網(wǎng)ip地址、建立鏈接的時(shí)間戳timestamp和發(fā)送消息的索引。

8、進(jìn)一步地，所述發(fā)送消息的索引在重新建立鏈接的時(shí)候重置為0。

9、進(jìn)一步地，所述消息內(nèi)容的消息頭中具體包括：發(fā)送節(jié)點(diǎn)from、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)to、是否為重啟的第一個(gè)消息restart、消息序列號(hào)index、消息體長(zhǎng)度lenth和sm3特征值。

10、進(jìn)一步地，所述sm3特征值為消息體和發(fā)送端ip字符串的國密sm3校驗(yàn)值。

11、進(jìn)一步地，所述當(dāng)對(duì)端接受到消息內(nèi)容時(shí)，對(duì)消息頭進(jìn)行解析，并通過sm3算法重新計(jì)算sm3特征值，將計(jì)算得到的sm3特征值與消息頭中的sm3特征值進(jìn)行對(duì)比；如果不一致則丟棄消息內(nèi)容；如果一致，則解析消息體，進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)流程的步驟，具體包括：

12、當(dāng)對(duì)端接受到消息內(nèi)容時(shí)，在內(nèi)存中申請(qǐng)一塊循環(huán)緩存池用來維護(hù)接收到消息內(nèi)容的建立鏈接的時(shí)間戳timestamp、消息序列號(hào)index和sm3特征值；所述循環(huán)緩存池中能夠保存與建立鏈接的程序的100個(gè)消息內(nèi)容的信息；

13、根據(jù)消息發(fā)送端的ip獲取發(fā)送方的節(jié)點(diǎn)名，并讀取本機(jī)主機(jī)名，對(duì)消息內(nèi)容的消息頭中的發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)；如果校驗(yàn)不一致則丟棄消息內(nèi)容，并發(fā)送報(bào)警信息；

14、如果校驗(yàn)一致則解析消息頭，判斷是否已經(jīng)從a網(wǎng)或b網(wǎng)收到所述消息內(nèi)容；如果已經(jīng)收到所述消息內(nèi)容，則對(duì)所述消息內(nèi)容不進(jìn)行處理；

15、如果還未收到所述消息內(nèi)容，則解析消息中是否為重啟的第一個(gè)消息restart；如果是否為重啟的第一個(gè)消息restart為true，則將循環(huán)緩存池中的對(duì)應(yīng)程序的緩存清空，如果是否為重啟的第一個(gè)消息restart為false，則不清空緩存；

16、對(duì)比緩存中的消息序列號(hào)index與消息內(nèi)容中的消息序列號(hào)index，如果一致則丟棄消息；

17、如果不一致則使用sm3算法對(duì)消息體和發(fā)送端ip組成字符串計(jì)算sm3特征值，將計(jì)算的sm3特征值與消息頭中的sm3特征值進(jìn)行對(duì)比，如果不一致，則丟棄消息；如果一致，則解析消息體，進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)流程。

18、進(jìn)一步地，所述如果校驗(yàn)一致則解析消息頭，判斷是否已經(jīng)從a網(wǎng)或b網(wǎng)收到所述消息內(nèi)容；如果已經(jīng)收到所述消息內(nèi)容，則對(duì)所述消息內(nèi)容不進(jìn)行處理的步驟，具體包括：

19、如果校驗(yàn)一致則解析消息頭，從消息頭中讀取消息序列號(hào)index、建立鏈接的時(shí)間戳timestamp和sm3特征值；將消息序列號(hào)index對(duì)100取余，在緩存池中找到取余后對(duì)應(yīng)的緩存；如果取余后對(duì)應(yīng)的緩存中的建立鏈接的時(shí)間戳timestamp和sm3特征值與接收到的消息不一致，則進(jìn)行下一步；如果一致則說明收到了從a網(wǎng)或b網(wǎng)發(fā)送來的所述消息內(nèi)容，則所述消息內(nèi)容不進(jìn)行處理。

20、第二方面，本發(fā)明提供一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸系統(tǒng)，包括：

21、組織模塊，用于當(dāng)發(fā)送消息程序啟動(dòng)時(shí)，先記錄每個(gè)建立鏈接的節(jié)點(diǎn)的信息狀態(tài)，再進(jìn)行組織消息內(nèi)容；所述消息內(nèi)容包括消息頭和消息體，所述消息頭中包含sm3特征值；

22、發(fā)送模塊，用于將組織好的消息內(nèi)容打包，分別由a網(wǎng)和b網(wǎng)發(fā)送到對(duì)端；

23、解析模塊，用于當(dāng)對(duì)端接受到消息內(nèi)容時(shí)，對(duì)消息頭進(jìn)行解析，并通過sm3算法重新計(jì)算sm3特征值，將計(jì)算得到的sm3特征值與消息頭中的sm3特征值進(jìn)行對(duì)比；如果不一致則丟棄消息內(nèi)容；如果一致，則解析消息體，進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)流程。

24、第三方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如所述一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法的步驟。

25、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如所述一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法的步驟。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

27、本發(fā)明公開了一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法與相關(guān)裝置；在消息發(fā)送時(shí)，記錄每個(gè)建立鏈接的節(jié)點(diǎn)的信息狀態(tài)，再進(jìn)行組織消息內(nèi)容；將組織好的消息內(nèi)容打包，分別由a網(wǎng)和b網(wǎng)發(fā)送到對(duì)端；最后當(dāng)對(duì)端接受到消息時(shí)，對(duì)消息頭進(jìn)行解析，并在消息頭中引入sm3特征值，在對(duì)端接收到消息時(shí)進(jìn)行特征值的重新計(jì)算和比對(duì)，這一機(jī)制有效防止了消息在傳輸過程中被篡改，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院桶踩浴１景l(fā)明通過同時(shí)在a網(wǎng)和b網(wǎng)發(fā)送消息，該方法實(shí)現(xiàn)了消息的冗余傳輸，即使其中一路網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，另一路網(wǎng)絡(luò)仍然能夠確保消息的可靠傳遞，從而大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和可靠性。通過確保消息的可靠傳輸和及時(shí)處理，該方法能夠減少因消息丟失或錯(cuò)誤處理而導(dǎo)致的系統(tǒng)延遲和故障，從而提升用戶的使用體驗(yàn)和滿意度。

技術(shù)特征：

1.一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，所述先記錄每個(gè)建立鏈接的節(jié)點(diǎn)的信息狀態(tài)的步驟中，所述信息狀態(tài)包括：對(duì)方節(jié)點(diǎn)名稱、a網(wǎng)ip地址、b網(wǎng)ip地址、建立鏈接的時(shí)間戳timestamp和發(fā)送消息的索引。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，所述發(fā)送消息的索引在重新建立鏈接的時(shí)候重置為0。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，所述消息內(nèi)容的消息頭中具體包括：發(fā)送節(jié)點(diǎn)from、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)to、是否為重啟的第一個(gè)消息restart、消息序列號(hào)index、消息體長(zhǎng)度lenth和sm3特征值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，所述sm3特征值為消息體和發(fā)送端ip字符串的國密sm3校驗(yàn)值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，所述當(dāng)對(duì)端接受到消息內(nèi)容時(shí)，對(duì)消息頭進(jìn)行解析，并通過sm3算法重新計(jì)算sm3特征值，將計(jì)算得到的sm3特征值與消息頭中的sm3特征值進(jìn)行對(duì)比；如果不一致則丟棄消息內(nèi)容；如果一致，則解析消息體，進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)流程的步驟，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法，其特征在于，所述如果校驗(yàn)一致則解析消息頭，判斷是否已經(jīng)從a網(wǎng)或b網(wǎng)收到所述消息內(nèi)容；如果已經(jīng)收到所述消息內(nèi)容，則對(duì)所述消息內(nèi)容不進(jìn)行處理的步驟，具體包括：

8.一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述一種可信dcs上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可信DCS上位機(jī)應(yīng)用間的冗余消息傳輸方法與相關(guān)裝置，屬于分布式控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域；所述方法在消息發(fā)送時(shí)，記錄每個(gè)建立鏈接的節(jié)點(diǎn)的信息狀態(tài)，再進(jìn)行組織消息內(nèi)容；將組織好的消息內(nèi)容打包，分別由A網(wǎng)和B網(wǎng)發(fā)送到對(duì)端；最后當(dāng)對(duì)端接受到消息時(shí)，對(duì)消息內(nèi)容中的消息頭進(jìn)行解析；本發(fā)明在消息頭中引入了sm3特征值，在對(duì)端接收到消息時(shí)進(jìn)行sm3特征值的重新計(jì)算和比對(duì)，這一機(jī)制有效防止了消息在傳輸過程中被篡改，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院桶踩浴１景l(fā)明通過同時(shí)在A網(wǎng)和B網(wǎng)發(fā)送消息，實(shí)現(xiàn)了消息的冗余傳輸，即使其中一路網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，另一路網(wǎng)絡(luò)仍然能夠確保消息的可靠傳遞，從而大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：楊淵,翟亮晶,胡波,張軍,王曉凱,王珩,曹樺松,王康,李滕,李卓,鐘慶堯,邱起瑞,楊柳,孫浩溈,張昇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28