专利名称：一种多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法
技术领域：
本发明涉及基于应用服务系统的远程设备访问，特别地，本发明涉及一种多节点智能网络应用服务系统环境中的远程设备访问方法。
背景技术：
随着网络基础设施和互联网络的迅速发展，分布在网络中的计算设备日益丰富。访问网络应用服务的网络终端不再局限于个人计算机，而且包括网络计算机、图形终端、手持设备等多种瘦客户计算设备。使用网络终端访问各种网络应用已经成为人们获取信息和服务的重要方式。许多网络终端应用不仅涉及用户接口的显示，同时需要支持远程设备访问。
终端系统是一种在服务器上运行应用程序，由终端设备控制鼠标和键盘的系统，在该系统中，鼠标和/或键盘的操作传递到服务器，并将服务器上应用程序的运行过程和运行结果在终端上显示。早期的终端是字符终端，显示文本用户界面，现在的终端是图形终端，支持图形用户接口。终端为图形终端的终端系统也可以称之为图形终端系统。
在图形终端系统的应用程序的执行过程中，应用程序在应用服务器上实现，应用程序访问的目标是服务器上的设备，而终端用户往往希望应用程序能够与终端本地的设备实现交互。对此问题的解决方案的必然考虑是采用设备重定向技术。所谓设备重定向即指将应用程序对服务器设备的访问通过网络通信，映射为对终端本地设备的访问，这种机制满足对应用的透明性。
在终端环境中，应用逻辑发生在服务器上，所以资源的消耗也主要在服务器上。因此，单一服务器环境往往无法支持大量的终端访问，服务器成为网络访问和应用计算的瓶颈，为了消除这一瓶颈，提出了多节点智能网络应用服务系统。所谓多节点智能网络应用服务系统，是由多个服务节点组成的相互之间能够进行组播通信的节点集合。在多节点应用服务系统的设备管理中，各个服务节点按照功能的不同分为主节点和辅节点。创建终端用户会话的节点是该用户会话的主节点；用户会话中所调用的应用程序所在的节点是辅节点。节点功能的分配与具体的终端用户会话有关，对于某个节点，在一个终端用户会话中，该节点是主节点，而在另一个终端用户会话中，该节点就可能是辅节点。
在多节点智能网络应用服务系统中，资源的占用随着应用程序的分布而分布在服务系统中，在网络拓扑上就避免了单一服务器资源占用的瓶颈问题。但是与此同时，应用的分布使原先的设备重定向方法无法满足多节点智能应用服务的需求，因此需要设计实现满足多节点服务环境中应用对设备的访问需求的设备访问机制。
发明内容
本发明的目的是提供一种在多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，实现在多节点网络中对远程设备的访问。
为了实现上述目的，本发明的一种多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，包括步骤1)用户由终端登录多节点智能网络应用服务系统中的某一个节点，在节点上创建用户会话进程，该节点记为主节点；步骤2)用户在主节点上发送应用启动消息，启动多节点智能网络应用服务系统中某一节点上的应用程序，该节点记为辅节点；步骤3)辅节点的操作系统截取应用程序对本地节点设备的打开请求，调用辅节点驱动代理中的设备打开接口，通过会话查询，辅节点得到主节点的连接信息；步骤4)辅节点的驱动代理发送设备连接请求消息到主节点，经主节点中的会话主控进程和用户会话进程将该设备连接请求消息转发至终端设备，终端设备根据设备连接请求消息发起与辅节点驱动代理之间的连接；步骤5)应用程序通过终端设备与辅节点之间的连接，访问终端设备。
上述技术方案中，在所述的步骤2)中，所述的用户启动应用程序是指主节点向辅节点发送应用启动消息，辅节点收到应用启动消息后检查主节点和辅节点是否是同一节点，若主节点和辅节点是同一节点，由主节点上的会话进程启动应用程序，若主节点和辅节点不是同一节点，则检查辅节点上是否有会话代理进程，若没有会话代理进程，则在辅节点上创建会话代理进程，由会话代理进程根据应用启动消息启动应用程序。
所述的应用启动消息包含会话标记，会话标记中有登录用户所创建的会话的相关信息，辅节点根据会话标记创建会话代理进程。
上述技术方案中，在所述的步骤3)中，所述的会话查询是指驱动代理向辅节点中的会话主控进程发送带应用进程标识的会话查询信息，会话主控进程根据会话查询信息得到主节点的连接信息，由查询反馈消息通知驱动代理。
所述的查询反馈消息包括会话标识、主节点地址和主节点的监听端口号。
上述技术方案中，在所述的步骤4)中，所述的设备连接消息包括会话标识、辅节点地址和辅节点的监听端口号。
上述技术方案中，在所述的步骤5)中，应用程序访问终端设备前通过设备访问消息确定访问的具体设备，设备访问消息包括设备类型、访问类型和与访问类型相关的信息。
本发明的优点在于1)实现了在多节点智能网络应用服务系统中对远程设备的访问，具有很强的通用性。
2)本发明中应用服务系统与终端网络之间连接的建立均由终端发起，支持终端网络环境通过网关与广域应用服务系统建立连接，将应用领域由局域网扩展到广域网。
3)本发明的系统扩展性强，可以在本发明系统框架的基础上动态添加服务节点，可扩大交互应用的终端用户的规模。
图1为多节点智能网络应用服务系统中的单用户会话实例图；图2为多节点智能网络应用服务系统中的双用户会话实例图；图3为多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法的流程图。
具体实施例方式
在多节点智能网络应用服务系统中，音频应用是一种重要的应用。下面以一款mp3播放器软件player为例，对本发明方法的具体步骤加以说明。
在一个音频应用的实例中，多节点智能网络应用服务系统的拓扑结构如图1所示，系统中共有两个节点，分别记为节点1和节点2，设节点1的IP地址为ipaddr1，节点2的IP地址为ipaddr2，应用程序player安装在节点2上；系统中还连接有终端设备，该终端设备标记为终端3。在该系统中，对远程设备访问的具体实现如图3所示。
步骤100、用户登录多节点智能网络应用服务系统，用户初次登录所访问的节点就是主节点，主节点中的会话主控进程创建一个用户会话进程实现用户会话的注册，一个用户会话进程对应一个特定的用户会话。会话主控进程与会话进程之间有进程间的通信管道。
在音频应用的实施例中，设用户通过终端登录节点1创建会话a，节点1就是主节点。在创建会话a的过程中，主节点中的会话主控进程创建用户会话a的会话进程。
步骤200、启动应用程序。用户在主节点上启动应用程序，所启动的应用程序所在的节点为辅节点。用户在启动应用程序时，主节点向辅节点发送应用启动消息，应用启动消息中包含有会话标记及所要启动的应用程序的消息，会话标记中有登录用户所创建的会话的相关信息。若辅节点与主节点是同一个节点(即用户所启动的应用程序就在主节点上)，则通过主节点中的会话进程直接启动应用程序，若辅节点与主节点不是同一个节点，则检查辅节点上是否有会话代理进程，若没有会话代理进程，则利用会话标记在辅节点上创建会话代理进程并在辅节点的会话主控进程上记录会话的相关信息，会话代理进程接收主节点发送的应用启动消息从而启动辅节点上的应用程序。关于应用程序启动的详细信息可参考题为“多节点智能网络应用服务系统中的应用管理子系统”的另案申请。
在音频应用的实施例中，用户会话a在主节点上启动应用程序player，该应用程序安装在节点2上，因此节点2为辅节点。在节点1上的会话a的会话进程通过节点2的会话主控进程将应用启动消息发送到节点2的会话a的代理进程上，由该会话代理进程启动应用程序。
步骤300、会话查询。辅节点上的应用程序在执行时需要打开相应的设备进行操作，此时，辅节点的操作系统截取应用程序对本地节点相关设备的打开请求，调用本节点的驱动代理中的设备打开接口，驱动代理向辅节点中的会话主控进程发送带应用进程标识的会话查询信息，会话主控进程根据会话标识查询得到主节点的会话主控进程通信端口信息，并将该信息返回至驱动代理。
在音频应用实例中，如图1的过程10所示，辅节点(节点2)上的应用程序player在执行时需要打开终端的音频设备，辅节点的操作系统截取应用程序player对本地节点的音频设备的打开请求，转而调用辅节点的驱动代理中的设备打开接口。然后，如图1中的过程20所示，辅节点的驱动代理向本节点的会话主控进程发送会话查询消息，该消息中带有应用进程标识；会话主控进程接收会话查询消息，根据其中的应用进程标识查询会话记录，获得应用所属会话标识，返回查询反馈消息给驱动代理，通知驱动代理哪个节点是调用应用程序的会话所在的主节点，应当向哪个节点的会话主控进程发连接请求。会话标识中包含了驱动代理所需的与主节点会话主控进程进行通信的连接信息，在本实施例中，会话标识可具体定义为(sessionId，ipaddr1，port1)，其中sessionId表示会话标识号，每个会话的会话标识号各不相同，ipaddr1是主节点的IP地址，也就是节点1的IP地址，port1为主节点中用于监听驱动代理消息的监听端口号。
在本发明方法中，消息定义的一般结构如表1所示表1
其中，类型用于标明消息的种类，“消息相关信息”与消息类型有关，它定义了消息的具体内容，不同类型的消息所定义的细节各不相同，长度仅指“消息相关信息”的长度。
在步骤300中，存在会话查询消息和查询反馈消息，在查询反馈消息中包含了前述的会话标识。会话查询消息的具体定义如表2所示，()中的数字表示消息字段的长度，单位为字节表2
查询反馈消息的具体定义如表3所示表3
步骤400、设备连接。辅节点发送设备连接请求消息到主节点，由主节点将该设备连接请求消息转发至终端设备，终端设备发起与辅节点驱动代理之间的连接。在音频应用实例中，设备连接的具体过程如下。
如图1中的过程30所示，在步骤300中，辅节点的驱动代理根据会话标识得到主节点会话主控进程的通信端口消息。通过此信息，建立辅节点的驱动代理与主节点会话主控进程的连接并向主节点会话主控进程发送设备连接消息，然后辅节点建立监听机制，监听来自终端的设备连接请求。设备连接消息中包含着会话标识号和监听信息，设备连接消息定义为(sessionId，ipaddr2，port3)，其中port3为辅节点监听端口号。设备连接消息定义如表4所示表4
如图1中的过程40所示，在主节点中，会话主控进程收到辅节点的驱动代理所发送的设备连接请求消息，主节点中的会话主控进程根据会话记录中的应用所属会话标识，将从辅节点得到的设备连接请求消息通过主节点主控进程和用户会话进程间的通信管道发送到启动应用程序的会话a的会话进程中。
如图1中的过程50所示，在主节点中，会话a的会话进程根据设备连接请求消息找到对应的终端设备，并将设备连接请求消息发送到终端。在音频应用实施例中，终端设备可以是音频设备或其他相关的终端设备。
如图1中的过程60所示，终端获得设备连接请求消息，解析出该消息中包含有辅节点的驱动代理的监听消息(ipaddr2，port3)，监听消息中包含驱动代理所在辅节点的IP地址和监听端口号，终端利用该监听消息向辅节点的驱动代理发送连接请求，辅节点的驱动代理监听到连接请求后就在辅节点与终端间建立连接，并维护该连接，该连接与会话绑定，只要会话处于连接状态，驱动代理与终端间的连接就一直保持。
步骤500、设备访问。通过终端与辅节点驱动代理之间的连接，驱动代理发送设备访问消息访问终端设备。应用程序的访问逻辑可以包含所有的设备访问操作，设备访问消息中定义了设备类型和设备访问类型，满足同一会话中的应用程序对不同设备的并发访问要求。
如图1中的过程70所示，当应用程序player播放mp3时，需要调用驱动的write<p>所述信道环境包括乡村环境(RA，rural area)、典型城市环境(TU，typicalurban area)、恶劣城市环境(BU，bad urban area)和丘陵环境(HT，hilly terrain)等。
1112)根据各信道环境下，不同AMR模式下的SIR之间的关系，得到各信道环境下，不同AMR模式下的SIR之间的对应关系如表1所示。
表1不同AMR模式下的SIR之间对应的关系
不同的信道环境分别对应不同的表格；上行和下行分别对应不同的表格。
112)根据仿真结果建立各信道环境下不同AMR模式的BLER与SIR的对应关系；1121)使用网路模拟器(Network Simulator2，NS2)，对WCDMA网络外环功控正常时不同信道环境进行仿真；NS2的版本选用ns2-2.27。
NS2是计算机网络中的一种仿真器，由美国加州Lawrence Berkeley国家实验室等单位开发并开源免费使用。NS2广泛应用于局域网、广域网、无线移动网和卫星网络仿真。
按照功率控制的目的，功率控制可以分为内环功控和外环功控。内环功控用来补偿由于多径效应引起的衰落，使接收到的SIR值达到由外环功控提供的目标SIR值。外环功控的目的是保证通信质量在一定的标准上，而此标准的提应用后，会话d的应用程序调用相关设备进行操作，节点4的操作系统截取设备的调用请求，调用驱动代理中的设备打开接口，驱动代理向节点4(此时，节点4作为辅节点)的会话主控进程发送会话查询消息，会话主控进程根据会话查询消息中的应用进程标识得到应用所属会话标识，并通过查询反馈消息将应用所属会话标识返回给驱动代理，通知驱动代理主节点会话主控进程的连接消息。由于节点4既是主节点又是辅节点，因此节点4的驱动代理再次与节点4的会话主控进程连接，并发送设备连接消息，节点4的会话主控进程将设备连接消息通过管道发送给会话d的会话进程，由会话d的会话进程将该连接消息发送给所要连接的终端7，由终端7发起对节点4的驱动代理之间的连接；最后由会话d的应用实现对终端7的访问。
权利要求
1.一种多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，包括步骤1)用户由终端登录多节点智能网络应用服务系统中的某一个节点，在节点上创建用户会话进程，该节点记为主节点；步骤2)用户在主节点上发送应用启动消息，启动多节点智能网络应用服务系统中某一节点上的应用程序，该节点记为辅节点；步骤3)辅节点的操作系统截取应用程序对本地节点设备的打开请求，调用辅节点驱动代理中的设备打开接口，通过会话查询，辅节点得到主节点的连接信息；步骤4)辅节点的驱动代理发送设备连接请求消息到主节点，经主节点中的会话主控进程和用户会话进程将该设备连接请求消息转发至终端设备，终端设备根据设备连接请求消息发起与辅节点驱动代理之间的连接；步骤5)应用程序通过终端设备与辅节点之间的连接，访问终端设备。
2.根据权利要求1所述的多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，其特征在于，在所述的步骤2)中，所述的用户启动应用程序是指主节点向辅节点发送应用启动消息，辅节点收到应用启动消息后检查主节点和辅节点是否是同一节点，若主节点和辅节点是同一节点，由主节点上的会话进程启动应用程序，若主节点和辅节点不是同一节点，则检查辅节点上是否有会话代理进程，若没有会话代理进程，则在辅节点上创建会话代理进程，由会话代理进程根据应用启动消息启动应用程序。
3.根据权利要求2所述的多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，其特征在于，所述的应用启动消息包含会话标记，会话标记中有登录用户所创建的会话的相关信息，辅节点根据会话标记创建会话代理进程。
4.根据权利要求1所述的多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，其特征在于，在所述的步骤3)中，所述的会话查询是指驱动代理向辅节点中的会话主控进程发送带应用进程标识的会话查询信息，会话主控进程根据会话查询信息得到主节点的连接信息，由查询反馈消息通知驱动代理。
5.根据权利要求4所述的多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，其特征在于，所述的查询反馈消息包括会话标识、主节点地址和主节点的监听端口号。
6.根据权利要求1所述的多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，其特征在于，在所述的步骤4)中，所述的设备连接消息包括会话标识、辅节点地址和辅节点的监听端口号。
7.根据权利要求1所述的多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，其特征在于，在所述的步骤5)中，应用程序访问终端设备前通过设备访问消息确定访问的具体设备，设备访问消息包括设备类型、访问类型和与访问类型相关的信息。
全文摘要
本发明公开了一种多节点智能网络应用服务系统中的远程设备访问方法，包括用户登录多节点智能网络应用服务系统中的某一个节点，在节点上创建用户会话进程，该节点记为主节点；用户启动多节点智能网络应用服务系统中某一节点上的应用程序，该节点记为辅节点；辅节点的操作系统截取应用程序对本地节点设备的打开请求，调用辅节点驱动代理中的设备打开接口，通过会话查询，辅节点得到主节点的连接信息；辅节点通过主节点实现与终端设备连接；应用程序通过终端设备与辅节点之间的连接，访问终端设备。本发明的优点在于实现了在多节点智能网络应用服务系统中对远程设备的访问，具有很强的通用性。
文档编号H04L29/02GK1863186SQ200510069518
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者叶剑, 李锦涛, 史红周, 朱珍民, 郭俊波, 顾晓光 申请人:中国科学院计算技术研究所