专利名称：管理网络链路上工业过程控制数据流的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及计算和联网数据存储系统，并且尤其涉及用于存储监视过程控制和制造信息流的技术。通常在监视自动化工业过程的环境中提供并存储这样的信息。
背景技术：
工业越来越依赖高度自动化的数据获取和控制系统，以保证工业过程高效并可靠地运行，同时降低其总生产成本。在大量传感器测量工业过程的方方面面并向数据收集和控制系统定期报告传感器的测量数据时开始数据获取。这样的测量数据具有广泛的形式。举例来说，由传感器/记录器所产生的测量数据包括温度、压力、pH、材料的质量/体积流、等待在装货线上的经过清点的包裹库存、或工厂房间的照片。通常，复杂的过程管理和控制软件检查进入的涉及工业过程的数据，产生状态报告，并且在很多情况下通过向执行器/控制器发送调整至少一部分工业过程的运行的命令来进行响应。由传感器产生的数据还使得操作员可以执行很多监视任务，包括响应于变化的外部条件(包括原材料成本)来调整过程(例如，指定新的设置点)，检测低效/非最佳运行条件和/或即将发生的设备故障，并采取诸如按照需要使设备投入运行和使设备报废的补救措施。数据获取和控制系统的简单和常见的例子是恒温控制的家用制热/制冷系统。温度计测量当前温度，该测量值与期望的温度范围进行比较，并且如果需要，则向暖炉或冷却单元发送命令以达到期望温度。
典型的工业过程基本上比上述简单的恒温器例子复杂得多。实际上，还听说使成千上万个传感器和控制元件(例如阀门执行器)监控/控制工业设备内多级过程的所有方面。这些传感器是不同类型的，并报告过程的变化的特性。其输出类似地也在其测量值的含义方面、为每次测量所发送的数据量方面、以及其测量的频率方面变化。就后者来说，为准确起见以及为了能快速响应，这些传感器/控制元件中的一些每秒执行一次或多次测量。当乘以成千上万个传感器/控制元件时，就会导致很多数据流入控制系统，从而需要复杂的数据管理技术。当前非常流行的一种技术是“数据流式传输”。在此，按照到达时间将进入的数据存储在一个或多个数据文件中。按照时间顺序存储数据就使得控制系统能快速存取与过程在特定时间的状态有关的一组数据，并相应地对该瞬像进行分析。
通常希望向链接的(即下游的)数据接收者提供尽可能多的流式数据。一旦流式数据被中间节点、如I/O或数据获取服务器过滤或扔掉，则其对数据的任何后续的、计划的下游接收者来说就丢失了。还要注意，这样的数据流存在于多种具有不同吞吐能力、连接性和可靠性的不同过程控制管理网络中。在一些网络中，流式数据所经过的链路是快速的而且总是可运行的。但是，在其它网络中，一个或多个链路相对较慢和/或经历断断续续的失去连接。因此，向计划的数据汇提供大量流式过程数据可能在其中数据流路径中的一个或多个链路包括慢速和/或断续连接的特定过程管理和控制网络拓扑结构的情况下产生挑战。这样的挑战可能导致各种状况，举例来说包括临时中断的断续连接，具有低带宽的网络接口(例如拨号调制解调器)，和同时将数据传递到单个共享的网络硬件接口以便在网络上传输的多个应用级过程。
对于包含慢速/断续连接或链路的网络拓扑结构，在猝发数据临时超过吞吐量的情况(包括用于临时掉线的断续连接/链路的0吞吐量)下，当数据传输高速缓存器达到特定的充满水平时(例如以数量和/或传输延迟来测量)，已知的数据获取业务进入“存储和转发”模式。在初始化存储和转发模式后，数据传输高速缓存器的全部内容被移至存储和转发缓冲器中。随后所接收的数据被临时重新路由到存储和转发缓冲器，而不是立即传递到数据传输高速缓存器，以经由慢速/断续连接在网络上传输。
在这样的公知系统中，当系统感测到网络连接可用于转发数据时，来自存储和转发缓冲器和数据传输高速缓存器的数据在网络连接上被传输。在一种公知系统中，用于这两个不同数据源的单独线程相互竞争网络连接的可能有限的带宽，由此存在存储和转发传输负荷使网络连接饱和、重新填充数据传输缓存器和使系统重新进入存储和转发模式的可能性。当接收用于经由网络接口转发的数据的速率超过网络接口的当前可用带宽时，该公知设置达到期望的防止数据丢失/丢掉的效果(假定存储和转发FIFO缓冲器没有过速)，从而导致要经由机器的网络接口传送的数据的备份。但是，运行进入存储和转发模式通常被认为是异常/不期望的事件，并因此应当避免。
发明内容
本发明针对在慢速和/或断续网络链路上提供流式数据而不丢失数据(假定长期的平均进入数据率不超过慢速/断续网络链路上的数据传输率)的潜在必要性。本发明实现了该目标，而没有牺牲被传递信息的合时性(假定链路可运行)，即使在由于通过其将过程数据转发到远程数据库服务器的连接的先前中断而在存储和转发缓冲器内备份大量数据时。
上述需要通过结合数据获取业务的新的联网节点以及用于运行这样的节点以将所接收的过程数据通过可能慢速和/或断续的网络连接转发到过程历史数据库的方法来解决。联网节点通过与第一网络连接相关联的第一网络接口接收进入的过程数据，并通过与第二网络连接相关联的第二网络接口发送流出的过程数据。
联网节点中的存储和转发功能单元接收进入的过程数据并将流出的过程数据转发到第二网络接口。所公开的存储和转发功能单元包括立即传送高速缓存器以及存储和转发存储器。存储控制将进入的过程数据引导至立即传送高速缓存器以及存储和转发存储器中所选择出的一个。存储控制响应于检测到进入条件而进入激活模式，其中进入的过程数据被引导至存储和转发存储器。在一个特定实施例中，存储控制至少在对应于可配置延迟持续时间参数值的一段时间中保持在激活模式中。
存储和转发功能单元的读取控制将流出的过程数据从立即传送高速缓存器以及存储和转发存储器转发到第二网络接口。读取控制至少包括第一可配置参数，其约束经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的速率。根据本发明的各个实施例，速率被单个值、多个值指定通过作为可用吞吐量的百分比、作为用于经由第二网络连接传输数据的可用吞吐量剩余部分(在将第一部分保留用于转发来自立即传送高速缓存器的数据之后)。
虽然所附权利要求具体给出了本发明的特征，但是本发明及其目的和优点可以通过以下结合附图的详细描述来最佳地被理解。在附图中图1是示例性联网环境的示意图，其中有利地结合本发明的实施例；图2是实现本发明的数据获取业务的功能/结构方面的示意图；图3是描绘用于选择性地将进入数据流重定向至存储和转发队列的示例性控制机制的可运行模式和进入/退出条件的流程/状态图；图4是描绘由控制器所执行的一组操作和条件测试的流程图，其中控制器选择性地启动先前存储在存储和转发队列中的数据块的读取/传送。
具体实施例方式
本发明及所描述的实施例提供存储和转发工具以及运行这样的工具的方法，其保证以令人满意的方式将活动流式过程数据传送到远程存储位置。在此所公开的存储和转发控制装置和方法能够高效地处理流式过程数据在多种展现不同带宽和连接性程度的链路上的传输。
存储和转发工具确保数据不会丢失。但是，包含存储和转发功能性的联网数据传输系统也具有其缺陷。例如，短暂/频繁的瞬间网络中断在每次长达几秒的中断时强迫在正常模式与存储和转发数据流式模式之间切换。在运行从正常模式到存储和转发到正常模式数据处理模式的每个循环过程中，短的数据块与常规的实时数据一起被转发到服务器。如果与存储和转发存储有关的过程/线程清空存储和转发存储缓冲器的被存储内容，以便在慢网络连接上以任意(快)速率传输，则立即传输高速缓存器再次被填充，从而使系统重新进入存储和转发模式。实际上，当网络正被从存储/转发缓冲器通过网络流动的过量数据量而过载时，这种在正常模式与存储/转发模式之间的转换产生连续问题的印象。因此，允许最新信息通过重新建立的连接传输而不被来自存储和转发缓冲器的数据传输过度延迟或者与该数据竞争有限带宽是很重要的。
本发明对上述公知的存储和转发方法/系统进行了大量改进。一种强迫系统保持在存储和转发模式中一段可配置的时间段-甚至在导致进入存储和转发模式的条件不再出现之后-的改进减少网络上的过度控制分组业务量。另一种限制可以被分配用于传送来自存储和转发FIFO缓冲器的数据的接口网络带宽的大小的改进保证在恢复连接时最新流数据不被先前缓冲的(可能失效的)存储和转发数据过度延迟。限制经由网络数据传输接口清空存储和转发存储器的最大速率还有助于保证，在(立即传输高速缓存器和存储/转发缓冲器所使用的)网络接口已经掉线很长一段时间之后，存储/转发缓冲器的后续清空不会引起会迫使重新进入运行的存储和转发模式的立即传输高速缓存器的备份。
下面的描述以本发明的图解实施例为基础，但对于没有在此明确描述的可选实施例其不应当被认为是限制本发明。图1示例性示出其中可能结合本发明的监管过程控制和管理信息网络环境。网络环境包括直接或间接(经由包括集线器、网关、积分器、接口等的各种联网设备中的任何设备)连接一组过程控制和制造信息数据源102的现场网络(plant floor network)100。数据源102例如包括一组耦合到传感器、执行器等的可编程逻辑控制器(PLC)。一组I/O服务器104(在此也被称为数据存取服务器)经由现场网络100从数据源102获取数据。
示例性网络环境包括生产网络110。在所示实施例中，生产网络110包括一组执行例如通过Wonderware的InTouch HMI应用程序管理软件支持的现场可视化应用程序(plant floor visualizationapplication)的人/机接口(HMI)节点112。例如，从也位于生产网络110上的工业过程控制和制造信息数据库服务器114获取在HMI节点112上驱动可视化应用程序的数据。数据库服务器114包括历史设备状态、配置、事件和汇总信息。数据库服务器114有时被称为过程/设备操作的“历史学家”。
数据源102和数据库服务器114之间连续、最新的流式设备数据流对设备监视(不管是手动还是自动的)是非常重要的。因此，在本发明的一个实施例中，数据获取业务116设置在I/O服务器104和数据库服务器114之间。数据获取业务116从各种数据源获取数据并将数据结合到设备信息数据库中，该数据库包括由数据库服务器114维护的具有时间戳的数据项。
数据获取服务116和I/O服务器104之间的物理连接可以采取多种形式中任何一种。例如，数据获取业务116和I/O服务器可以包括相同网路(例如现场网络110)上的不同节点。但是，在替换实施例中，I/O服务器104经由与设备地面网络100分离且不同的网络链路与数据获取业务116通信。在所示实施例中，数据获取业务116和I/O服务器104之间的物理网络链路包括通常快速、可靠和稳定并因此一般不产生/构成断续网络连接性的数据流瓶颈或源的局域网链路(例如以太网等)。
数据获取业务116和数据库服务器114之间的连接也可以采取多种形式中任何一种。在本发明的一个实施例中，物理连接包括断续/慢速连接118，该连接有可能慢得无法处理猝发数据、不可用、或有故障。为了在断续/慢速连接118无法满足当前向数据库服务器114传输数据的需要的情况下防止数据丢失，数据获取业务包括用于实施存储和转发功能120的判定逻辑和数据存储器(下面将参照图2描述)。通常，当断续/慢速连接118无法以足够的速率向数据库服务器114传递数据时，调用存储和转发功能120的存储和转发模式。在本发明的一个实施例中，当数据获取业务116感测到在其立即数据传输高速缓存器中已经达到特定的备份数据水平时，进入存储和转发模式。一旦调用存储和转发模式，所接收的数据就被加载到由存储和转发功能120维持的队列(FIFO)缓冲器的尾部。根据本发明的一个实施例，提供大量用户可配置变量，其有助于调整存储和转发功能120的操作，以实现关于控制系统颠簸(thrashing)和保证随后转发所存储流式数据不妨碍提供当前过程数据的设计目标。要注意，虽然指定单个数据获取业务116，但本发明的替换实施例结合包括能够提供数据获取业务116的业务的多个节点的冗余配置。此外，存储和转发功能120可能被结合到设置在数据源和数据汇之间的多种服务器/业务中，并且其中结合存储和转发功能120的节点与数据汇之间的连接可能是慢速和/或断续连接。
参照图2，示例性示意图描绘了与由数据获取业务116所实施的存储和转发功能120有关的功能部件。存储和转发功能120通常执行数据流转移逻辑，其有助于防止数据传输高速缓存器的溢出并保证流经数据传输高速缓存器的数据不被过度延迟。下面描述的本发明的一个实施例还提供对该基本概念的改进，以将系统颠簸降至最低并提供用于从存储和转发缓冲器中清除先前转移的数据的机制。本领域的技术人员可以理解，所描述的数据获取业务116已经被简化以集中在存储和转发功能120的存储和转发控制200的数据传输控制方面。此外，图2所描述的功能块可以在软件、固件和/或硬件(或其任意组合)中被实施。
在一个示例性实施例中，存储和转发功能120被设置在数据获取接口202和立即传送(FIFO)高速缓存器204之间。数据传输接口206经由断续/慢速连接118将(先前获取的)数据传递到数据库服务器114。存储和转发控制200执行用户可配置(可调整)算法，以保证数据获取业务116令人满意地在多种条件下运行，这些条件包括断续/慢速连接118无法以足够的速率传送数据(包括如果连接掉线则速率为0)的情况，从而保证从I/O服务器104a经由链路100a所接收的进入数据流在经由传输接口206输出到数据库服务器114之前不被过度延迟。
在本发明的一个实施例中，存储和转发控制200包括一组可调的存储和转发控制参数，其被结合到由存储和转发控制200所实施的判定逻辑中，以有助于维持从数据获取业务116传递到数据库服务器114的数据的一定新鲜度。例如，存储和转发功能包括两个用户可配置的启动阈值参数，其指定存储和转发控制200何时进入运行的存储和转发模式，何时将立即传送高速缓存器204的当前内容传送到存储和转发(FIFO)队列210，以及何时通知输入数据开关208以将从数据获取接口202所获取的数据路由到存储和转发(FIFO)队列210。第一启动阈值参数指定高速缓存器充满值212(被缓存数据的绝对量，立即传送高速缓存器204容量的百分比等)。第二启动阈值参数指定最大传输延迟值214(例如15秒)。例如，最大传输延迟值214建立关于在数据项最初被数据获取业务116接收并被直接放置到立即传送高速缓存器204的时刻和在被缓存数据此后经由数据传输接口206被发送到数据库服务器114的时刻之间所经过的时间段的上限。根据存储和转发控制200的替换实施例使用其它传输延迟度量。如果该时间延迟太大(例如15秒)或所存储数据量超过高速缓存器充满值212，则数据获取业务216进入存储和转发模式。一旦进入存储和转发模式，立即传送高速缓存器204的内容就被传送到存储和转发队列210，并且进入的数据被开关208转移到存储和转发队列210。因此，在该示例性实施例中，通过清除立即传送高速缓存器204至少消除初始触发条件。
在一个示例性实施例中，存储和转发控制200保留在运行的存储和转发模式中，直到达到一组退出条件。首先，连接118必须是可运行的。如果连接118发生故障导致数据在立即传送高速缓存器204中累积到存储和转发模式触发水平，则在连接118重新建立之前不会退出存储和转发模式。此外，为了防止在正常模式和存储和转发模式之间的过度转换，在本发明的一个实施例中，最小存储和转发持续值220指定一旦存储和转发控制200进入运行的存储和转发模式而保持在“存储和转发”模式中的最低持续时间。可替换地，或者与最低持续时间相结合地，控制200使用“已发送数据”计数器来施加在退出运行的存储和转发模式之前的延迟时间段(例如通过已发送字节计数值指定)。因此，数据获取业务116将保留在运行的存储和转发模式中至少长达最小持续时间(通过时间和/或数据计数来测量)，而不管连接118是否在最小持续时间过去之前变成可运行。
立即传送高速缓存器204的内容在数据获取业务的可选实施例中受到不同的处理。在上述实施例中，立即传送高速缓存器204在数据获取业务216进入存储和转发模式时完全被清空。但是，在一个可选实施例中，立即传送高速缓存器204的内容不被传送到存储和转发队列210。在另一实施例中，只有一部分数据(例如最旧的数据)从立即传送高速缓存器204传送到存储和转发队列210。在再一实施例中，从立即传送高速缓存器204到存储和转发队列210的数据传送由与触发存储和转发模式的事件/条件(例如连接失败，连接饱和等)相关的控制逻辑管理。
上面对存储和转发控制200所使用的参数的讨论集中在控制输入数据开关208和复制立即传送高速缓存器204的内容到存储和转发队列210。将注意力转向数据获取业务116的管理检索先前缓存/排队的数据以经由数据传输接口206输出的部分，在一个示例性实施例中，输出读取控制222从立即传送高速缓存器204以及存储和转发队列210中检索先前排队的数据，并将所检索的数据传递到耦合到断续/慢速连接118的数据传输接口206。输出读取控制222启动从立即传送高速缓存器204或存储和转发队列210读取先前所存储的数据，将数据封装为合适的分组并将封装后的数据单元传递给数据传输接口206。要强调的是，读取控制222可以通过软件、固件和/或硬件实施，包括逻辑实施手段的这些可能形式的任何组合。
在本发明的一个实施例中，输出读取控制222的负责检索和传递来自存储和转发队列210的数据的部分的操作包括用于定义数据从存储和转发队列210移出以经由数据传输接口206传送到数据库服务器114的平均速率的可调参数。这种调整有助于保证转发来自存储和转发队列210的先前所存储数据不会使连接118饱和，这是可能使数据在立即传送高速缓存器204中累积并触发重新进入存储和转发模式的一个条件。
在本发明的一个特定实施例中，用于限制先前存储在存储和转发队列210中的数据流的可调参数包括块大小参数224和块读取周期参数226。块大小参数224指定与从(非空)存储和转发队列210所检索的一段数据的最大尺寸相对应的值。块读取周期参数226指定管理对启动从存储和转发队列210检索一段数据(直至由块大小参数224所指定的最大尺寸)以提交给数据传输接口206的任务的调度的重复周期。块大小参数224和块读取周期226被结合到输出读取控制222的操作中，使得在每个这样的周期内从队列210检索最多为由块大小参数224所指定的最大尺寸的一段数据以用于传输。因此，为块大小参数224指定1K字节的块大小并为块读取周期参数指定2秒的块读取周期就得到每秒从非空存储和转发队列210最多检索/转发500字节的速率。可替换地，块大小参数224和块读取周期参数226不需要特定的块大小和重复周期。相反，块大小和周期参数只定义一个速率，而由输出读取控制222确定如何达到该速率。例如，2K字节的块大小参数224和0.5秒的块读取周期226可以由输出读取控制222通过每秒检索不超过4K字节的数据来实现，而不管该速率是如何达到的。
有很多方式来指定输出读取控制222检索/转发来自存储和转发队列210的缓存数据的速率的上限。在上述实施例中，检索速率已经由最大检索块大小(块大小参数224)和检索/转发来自存储和转发队列210的一段数据这一任务的重复/延迟持续时间(块读取周期226)的组合指定。但在，在替换实施例中，检索/转发数据的平均速率由另一组用于限制先前存储在存储和转发队列210中的数据经由连接118被转发的速率的参数管理。例如，不是明确指定最大数据块尺寸和与检索最多为该块大小(上面所描述的)的数据块有关的周期，而是由单个值(例如“N”字节/每秒)来指定平均数据率，而且输出读取控制222通过分别计算基本对应于该单个值所指定的数据率的块大小和重复周期来满足该速率限制。在其它实施例中，速率被表示为为连接118所指定的当前最大数据率的百分比。在另一实施例中，数据率被指定为用于连接118的数据率和为转发来自立即传送高速缓存器204的数据而保留的数据率之间的差值。这样的方法在拨号连接的情况下确实可能是优选的，在该情况中，连接质量对于在两个调制解调器之间通过公共交换电话网络线建立连接118的每种情况可能是不同的。
在再一实施例中，由用户指定自适应速率(adaptive rate)，其基于当前感测的立即传送高速缓存器204中的数据量和/或数据延迟调整从存储和转发队列转发数据的速率。在最简单的情况下，用户只启动/抑制这样的转发模式。在其它实施例中，用户指定用于定义/调整确定转发速率对所感测参数(例如，连接118的速度，立即传送高速缓存器204的数据延迟和/或数据量)的自适应响应的过程的参数。因此，如果立即传送高速缓存器204几乎为空，则从存储和转发队列210转发数据的任务以高速率检索/转发数据。但是，当缓存器204充满时，降低检索/转发速率以延迟/避免重新进入运行的存储和转发模式。
要注意，输出读取控制222的上述功能由一个或多个以多种形式中任意形式实施的实体来执行。例如，虽然在图2的示意图中在单个方框中示出，但是在一个示例性实施例中，输出读取控制222包括两个不同的功能实体(例如过程/线程/模块)。一个实体处理从立即传送高速缓存器204的数据检索，另一实体处理从存储和转发队列210的数据检索。这两个不同实体中每一个彼此独立地运行，如上所述，每个实体按照其自己的不同数据检索控制逻辑运行。监视/调度过程管理/控制这两个独立运行的数据检索过程。在一个可选实施例中，上述两个用于从缓存器204和缓冲器210检索数据的不同的数据检索操作由单个实体执行。
已经描述了存储和转发功能120的示例性功能/结构设置，关注了一组总结存储和转发功能120的运行的流程图/状态图。转向图3，描绘了一组总结存储和转发控制200的运行的步骤/阶段。在阶段300，其中控制200在非存储和转发模式下运行，控制200使输入数据开关208将数据传递到立即传送高速缓存器204。控制200在310定期执行阈值测试，并保持在阶段300直到上述存储在缓存器充满值212(例如充满50％)和最大传输延迟值214(例如15秒)中的阈值之一被满足。
如果在测试步骤310，满足一个存储和转发模式条件，则控制200进入存储和转发阶段320。在阶段320期间，控制200首先基于最小存储和转发持续时间值220复位存储和转发定时器。这建立该控制运行在存储和转发模式下的最小持续时间，即使不再超过阈值。立即传送高速缓存器204的内容被传送到存储和转发队列210。
此后，在存储和转发阶段320，存储和转发控制200在步骤330期间定期测试是否已经满足退出存储和转发模式的条件。在该示例性实施例中，退出条件在以下情况中被满足(1)确定连接118可运行，(2)经过了由最小存储和转发持续时间值220所指定的持续时间。存储和转发定时器持续时间结束测试包含在本发明的实施例中，以保证在控制200返回到其运行的非存储和转发模式之前已经经过最小的持续时间。由于缓存器204在进入存储和转发模式时是空的，因此无需包括任何与存储在缓存器204中的数据量有关的测试。
在一个示例性实施例中，当控制200最初进入存储和转发模式时，在由最小存储和转发持续时间值220所指定的延迟时间期间不停止从存储和转发队列210检索/转发数据。如果确定连接118是可运行的，则在控制200在存储和转发模式320下运行期间，从存储和转发队列210检索数据，并经由连接118转发。
如果在测试步骤330满足所有退出条件，则控制200进入与阶段300相关联的非存储和转发模式。但是，如果不满足其中一个退出条件(例如定时器还没有结束或者连接118仍然不可运行)，则控制200继续运行在存储和转发阶段320中。
转向图4，示出了一组示例性步骤/阶段来总结输出读取控制222的负责从存储和转发队列210检索/转发数据的部分的操作。在本发明的一个实施例中，如果存储和转发控制200处于非存储和转发阶段300，并且先前重定向的数据被存储在存储和转发队列210中，则输出读取控制222定期使数据块从存储和转发队列210被传送。如上所述，通过经由配置用户接口指定块大小224和块读取周期226的值来调整从存储和转发队列210检索和传送数据的速率。在本发明的一个可选实施例中，响应于逼近存储和转发触发阈值的性能参数(例如立即传送高速缓存器充满和/或传输延迟)，在数据获取业务116运行期间自动/动态重新分配块大小224和/或块读取周期226的值中之一或二者。在该实施例中，自动限制/约束转发先前重定向至存储和转发队列212的数据可以避免在通过既从立即传送高速缓存器204又从存储和转发队列212转发数据而产生的组合数据传输负载超过连接118的当前数据传输能力的情况下，控制200进入存储和转发模式。
在阶段400期间，利用用户可配置块读取周期226值加载与输出读取控制222有关的传送延迟定时器。如上解释的，定期转发先前转向存储和转发队列210的数据。在所示的例子中，延迟用作初始条件(即在任何其它测试之前)。但是，在替换实施例中，从存储和转发队列210传输数据块之间的延迟持续时间通过各种方式实现，包括例如在来自队列210的数据块实际被传送之后才执行延迟。
在设置传送延迟定时器之后，如步骤410和420中所示，测试延迟定时器，以确定块读取周期226值所指定的延迟是否已经结束。当延迟定时器持续时间终止时，控制从步骤410跳至步骤430，其中基于连接118的当前状态执行另一次测试。具体地，为了从存储和转发队列210转发数据，连接118必须是可运行的。在所示实施例中，仅当连接118可运行时，块才从队列210经由数据传输接口206转发到数据库服务器。因此，如果连接不可运行，则控制返回到步骤400，以在测试控制200的模式之前启动另一等待循环。要注意，在步骤430期间所执行的测试可以在图4所示这组步骤的多个可能阶段中任何一个阶段中执行。如果连接118可运行，则控制跳至步骤440。
在步骤440期间，确定当前是否有任何数据存储在存储和转发队列210中。如果没有任何数据，则控制返回到步骤400(或者可替换地，与从队列210转发数据有关的操作被停止，直到队列210中又出现数据)。但是，如果存在数据，则控制跳至步骤450。在步骤450，输出读取控制222使得读取请求能够被传递给队列210，从而启动将数据块(最大为由块大小224所指定的尺寸)从存储和转发队列210传送到数据库服务器114。此后，控制跳至步骤400，而且执行至少等于块读取周期226的等待持续时间。因此，结论是，输出读取控制222执行限制被分配用于转发先前存储在队列210中的有时间戳的数据的总带宽部分的接口/链路资源共享算法。在图2示出的示例性实施例中，存储和转发控制200推动对有效数据传输率的调整(通过指定块大小224和块读取周期226的值)，使得数据获取业务116不太可能因为连接118的过载而进入运行的存储和转发模式，同时清除先前重定向的数据的队列210。
考虑到可以应用本发明原理的很多可能实施例，应当认识到，在此参照附图所描述的实施例以及所描述的可选实施例只是说明性的，而不是要限制本发明的范围。在此所公开的功能部件可以以软件、固件和/或硬件的形式被结合到各种编程计算机中。此外，所示步骤可以被修改、补充和/或重新排序，而不脱离本发明。因此，在此所描述的本发明涵盖所有可能落入以下权利要求及其等价物的范围的实施例。
权利要求
1.一种包含用于将所接收的过程数据通过可能慢速和/或断续的网络连接转发到过程历史数据库的数据获取业务的联网节点，所述数据获取业务包括第一网络接口，用于经由第一网络连接接收进入的过程数据；第二网络接口，用于经由第二网络连接传送流出的过程数据；以及存储和转发功能装置，接收进入的过程数据并转发流出的过程数据，所述存储和传送功能装置包括立即传送高速缓存器，存储和转发存储器，存储控制，用于将进入的过程数据引导至立即传送高速缓存器与存储和转发存储器中所选择的一个，其中所述存储控制响应于检测到进入条件而进入激活模式，其中进入的过程数据被引导至所述存储和转发存储器，以及读取控制，用于将流出的过程数据从立即传送高速缓存器与存储和转发存储器转发到第二网络接口，所述读取控制包括限制经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的速率的至少第一可配置参数。
2.根据权利要求1所述的联网节点，其中所述存储和转发功能装置还包括延迟定时器，并且其中所述存储控制保持在所述激活模式中，至少直到所述延迟定时器等待对应于最小存储和转发持续时间值的一段时间。
3.根据权利要求2所述的联网节点，其中所述最小存储和转发持续参数值是用户可配置的。
4.根据权利要求1所述的联网节点，其中所述至少第一可配置参数指定用于从存储和转发存储器转发流出的过程数据的有效速率。
5.根据权利要求4所述的联网节点，其中所述至少第一可配置参数包括对应于介于顺序执行的与从存储和转发存储器检索和传送数据块相关的任务之间的延迟的延迟持续时间参数。
6.根据权利要求5所述的联网节点，其中所述至少第一可配置参数包括对应于由读取控制在延迟持续时间内从存储和转发存储器所检索和转发的最大数据量的块大小参数。
7.根据权利要求1所述的联网节点，其中至少一个所述至少第一可配置参数是用户可配置的。
8.根据权利要求1所述的联网节点，其中基于一组运行条件的一个或多个来自动调整经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的最大速率水平，所述一组运行条件包括存储在立即传送高速缓存器中的数据水平；以及缓存在立即传送高速缓存器中的数据所面临的传输延迟。
9.根据权利要求1所述的联网节点，其中所述读取控制包括用于在存储控制进入激活模式时将流出的过程数据从立即传送高速缓存器传送到存储和转发存储器的逻辑。
10.根据权利要求3所述的联网节点，其中所检测的进入条件涉及以下任一个存储在立即传送高速缓存器中的数据水平或缓存在立即传送高速缓存器中的数据所面临的传输延迟。
11.根据权利要求3所述的联网节点，其中所述存储控制保持激活模式，直到满足包括以下条件的一组退出条件最小持续时间结束，以及建立用于经由第二网络接口从立即传送高速缓存器转发数据的连接。
12.一种在包含数据获取业务的联网节点中执行的、用于将所接收的过程数据通过可能慢速和/或断续的网络连接转发到过程历史数据库的方法，所述方法包括由第一网络接口经由第一网络连接接收进入的过程数据；由包括立即传送高速缓存器与存储和转发存储器的存储和转发功能装置接收进入的过程数据；由存储和转发功能装置的存储控制将进入的过程数据引导至立即传送高速缓存器与存储和转发存储器中所选择的一个，其中所述存储控制响应于检测到进入条件而进入激活模式，其中进入的过程数据被引导至存储和转发存储器，以及由存储和转发功能装置的读取控制将流出的过程数据从立即传送高速缓存器与存储和转发存储器转发到第二网络接口，所述读取控制包括限制经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的速率的至少第一可配置参数；由第二网络接口经由第二网络连接传送流出的过程数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述存储和转发功能装置还包括延迟定时器，其中所述方法还包括存储控制等待在激活模式中，至少直到所述延迟定时器测量到对应于最小存储和转发持续时间值的一段时间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述最小存储和转发持续参数值是用户可配置的。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少第一可配置参数指定用于从存储和转发存储器转发流出过程数据的有效速率。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少第一可配置参数包括对应于介于顺序执行的与从存储和转发存储器检索和传送数据块相关的任务之间延迟的延迟持续时间参数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少第一可配置参数包括对应于由读取控制在延迟程序时间期间从存储和转发存储器检索和转发的最大数据量的块大小参数。
18.根据权利要求12所述的方法，其中至少一个所述至少第一可配置参数是用户可配置的。
19.根据权利要求12所述的方法，其中基于包括以下条件的一组运行条件中一个或多个来调整经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的最大速率水平存储在立即传送高速缓存器中的数据水平；以及缓存在立即传送高速缓存器中的数据所面临的传输延迟。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括在存储控制进入激活模式时，将流出的过程数据从立即传送高速缓存器传送给存储和转发存储器。
21.根据权利要求14所述的方法，其中所检测的进入条件涉及存储在立即传送高速缓存器中的数据水平或缓存在立即传送高速缓存器中的数据所面临的传输延迟之一。
22.根据权利要求14所述的方法，还包括所述存储控制保持激活模式，直到满足包括以下条件的一组退出条件最小持续时间结束，以及建立用于经由第二网络接口从立即传送高速缓存器转发数据的连接。
23.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可读介质在包含数据获取业务的联网节点中执行，用于将所接收的过程数据通过可能慢速和/或断续的网络连接转发到过程历史数据库，所述计算机可执行指令用于执行以下步骤第一网络接口经由第一网络连接接收进入的过程数据；包括立即传送高速缓存器与存储和转发存储器的存储和转发功能接收进入的过程数据；存储和转发功能的存储控制将进入的过程数据引导至立即传送高速缓存器与存储和转发存储器中所选择的一个，其中所述存储控制响应于检测到进入条件而进入激活模式，其中进入的过程数据被引导至存储和转发存储器；存储和转发功能的读取控制将流出的过程数据从立即传送高速缓存器与存储和转发存储器转发到第二网络接口，所述读取控制包括限制经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的速率的至少第一可配置参数；第二网络接口经由第二网络连接传送流出的过程数据。
24.根据权利要求23所述的计算机可读介质，其中所述存储和转发功能还包括延迟定时器，其中所述计算机可执行指令执行存储控制等待在激活模式中，至少直到所述延迟定时器测量到对应于最小存储和转发持续时间值的一段时间。
25.根据权利要求24所述的计算机可读介质，其中最小存储和转发持续时间参数值是用户可配置的。
26.根据权利要求23所述的计算机可读介质，其中所述至少第一可配置参数指定用于从存储和转发存储器转发流出过程数据的有效速率。
27.根据权利要求26所述的计算机可读介质，其中所述至少第一可配置参数包括对应于介于顺序执行的与从存储和转发存储器检索和传送数据块相关的任务之间的延迟的延迟持续时间参数。
28.根据权利要求27所述的计算机可读介质，其中所述至少第一可配置参数包括对应于由读取控制在延迟持续时间期间从存储和转发存储器检索和转发的最大数据量的块大小参数。
29.根据权利要求23所述的计算机可读介质，其中至少一个所述至少第一可配置参数是用户可配置的。
30.根据权利要求23所述的计算机可读介质，还包括用于基于包括以下条件的一组运行条件中一个或多个调整经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所检索的数据的最大速率水平的计算机可执行指令存储在立即传送高速缓存器中的数据水平；以及缓存在立即传送高速缓存器中的数据所面临的传输延迟。
31.根据权利要求23所述的计算机可读介质，还包括用于在存储控制进入激活模式时将流出的过程数据从立即传送高速缓存器传送到存储和转发存储器的计算机可执行指令。
32.根据权利要求25所述的计算机可读介质，其中所检测的进入条件涉及存储在立即传送高速缓存器中的数据水平或缓存在立即传送高速缓存器中的数据所面临的传输延迟之一。
33.根据权利要求25所述的计算机可读介质，还包括用于使所述存储控制保持激活模式直到满足包括以下条件的一组退出条件为止的计算机可执行指令最小持续时间结束，以及建立用于经由第二网络接口从立即传送高速缓存器转发数据的连接。
全文摘要
公开了用于将所接收的过程数据通过可能慢速和/或断续网络连接转发到过程历史数据库的网络节点上的数据获取业务。联网节点中的存储和转发功能装置经由第一网络接口接收进入的过程数据并经由第二网络接口转发流出的过程数据。所公开的存储和转发功能装置包括立即传送高速缓存器与存储和转发存储器。存储控制响应于检测到进入条件而进入激活模式，其中进入的过程数据被引导至存储和转发存储器。读取控制将流出的过程数据从立即传送高速缓存器与存储和转发存储器转发到第二网络接口。读取控制包括至少第一可配置参数，其限制经由第二网络接口转发从存储和转发存储器所接收的数据的速率。
文档编号G06F15/173GK101040278SQ200580035423
公开日2007年9月19日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月10日
发明者翰德里克·约翰尼斯·维克特, 米克海尔·艾弗冈 申请人:因文西斯系统公司