[发明专利]一种高可用DDS协议转换网关

说明书

本发明公开了一种高可用DDS协议转换网关，属于计算机技术领域。本发明方法包括协议转换网关生成自身唯一标识；根据冗余部署需求，网关同时发布并订阅带有节点标识的仲裁主题消息；根据仲裁主题消息中节点标识与网关自身标识选举主节点；主节点将DDS协议消息转换为其它非DDS协议消息发出，非主节点不发出非DDS协议消息。本发明能够保证协议转换网关以热备的方式冗余部署，并基于DDS协议实现主节点仲裁，最后根据副本是否是主节点来选择是否发布非DDS协议消息，有效提高了协议转换网关的可靠性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种高可用DDS协议转换网关。

背景技术

DDS(Data Distribution Service)协议是一种以数据为中心的消息中间件，具有低延迟、高可靠性、可扩展等特性，广泛应用于军事、自动驾驶等领域的实时分布式系统。DDS提供了丰富的服务质量(QoS，Quality of Service)策略，其中包括了通过冗余的方式提高DDS应用可靠性相关的QoS策略。

DDS冗余策略针对QoS主题的发布者和订阅者，当多个副本发布相同的实例时，DDS消息订阅者将接收所有消息实例，DDS消息实例中带有权重信息，订阅者将对相同的实例进行排序，权重最高的为实例的所有者，即主节点，其余备节点，订阅者仅选主节点的实例进行处理。当DDS主题中包含键(key)定义时，每个键对应一个消息实例，当不包含键定义时，所有消息被认为是一个实例。相关的QoS策略配置项有Ownership、Ownership_strength、Liveliness和Deadline。

Ownership定义了DDS发布者和订阅者是否采用独占的策略处理DDS消息实例。当使用独占策略时，DDS消息订阅者将接收并处理所有消息。Ownership需要在消息发布者和订阅者同时启用且配置相同，在启用后无法修改，在DDS中默认不启用。Owhership_strength定义了DDS消息发布者的权重，权重中一个4字节整数，仅在发布者启用，在启用后可以修改，默认值为0，当多个发布者使用相同的权重时，主从节点的仲裁将是随机的。

Liveliness定义了DDS消息发布者存活性声明的方式与声明周期，存活性声明的方式包括自动、半自动和手动有三种方式。要求发布者存活性声明类型不大于订阅者存活性声明类型，类型的大小顺序为：自动半自动手动；发布者存活性声明周期配置不大于订阅者存活性声明周期配置，默认为自动方式。当使用自动方式时，消息发布者将在声明周期内发布存活性声明消息，消息订阅者将根据存活性声明周期配置对发布者的存活性进行判断，当在存活性声明周期内没有收到发布者的存活性声明且超过Deadline周期约定时，认为数据发布者失效。

Deadline定义了每个DDS实例必须在多长周期内更新，要求数据订阅者Deadline周期配置不小于数据发布者Deadline周期配置，在启用后可以修改，默认周期为无限长。

在冗余部署场景中，DDS消息发布者与订阅者QoS策略配置为独占策略且存活性声明与消息更新周期小于故障容忍时间。当一个消息实例超出了Deadline和Liveliness的约定时，DDS消息订阅者将认为消息实例失效，若失效的消息实例为主节点，则发生主从切换，选取当前权重最大节点为新的主节点。

DDS协议转换网关用于将DDS协议消息转换为其它非DDS协议消息，实现基于DDS的应用系统与其它基于非DDS协议的应用系统间的互操作。在此应用场景中，根据消息接收者是否使用DDS协议，可分两种情况：一种是使用DDS协议到DDS协议和非DDS协议到DDS协议，另一种是DDS协议到非DDS协议。DDS协议转换网关位于协议边界，同时存在上述两种情况。在冗余部署场景中，DDS协议转换网关可直接利用DDS的QoS策略实现DDS消息的接收并过滤冗余消息，由于多副本的仲裁发生于接收端，每个DDS协议转换网关将DDS消息转换为非DDS协议消息并发送到非DDS协议应用系统接收端后，非DDS协议应用系统接收端将不能过滤接收到的冗余消息，导致应用系统出现异常。

发明内容