一种数据通信方法、装置、系统及计算机设备与流程

1.本发明涉及工控安全技术领域，具体涉及一种数据通信方法、装置、系统及计算机设备。


背景技术：

2.双机热备是使用相互备份的两台服务器共同执行同一服务，其中一台主机为工作主机(primary server)，另一台为备份主机(standby server)。当工作主机发生故障时，启动备份主机进行工作，因此，工作主机和备份主机需要进行实时数据的备份，以保证备份主机在工作主机故障时可以直接接替工作主机的工作。
3.相关技术中，当工作主机与备份主机之间的缺省路由端口关闭时，将通过虚拟路由冗余协议(virtual router redundancy protocol，vrrp)启用虚拟路由器实现全网通信。但vrrp协议本身仅规定了一套机制确保工作主机与备份主机的协商和切换等机制，当启用虚拟路由器通信时，无法实现双机热备之间的数据传输备份，继而影响备份主机的正常工作。故亟待提出一种数据通信方法来保证启用vrrp虚拟路由器的双机热备的实时数据备份。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中vrrp协议本身不能保证实时数据传输可靠性的缺陷，从而提供一种数据通信方法、装置、系统及计算机设备。
5.根据第一方面，本发明实施例公开了一种数据通信方法，包括如下步骤：当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，所述信息报文用于表征工作数据的基本信息；当接收到确定接收报文时，向所述备份主机发送工作数据报文。
6.可选地，所述方法还包括：向所述备份主机发送结束报文。
7.可选地，所述工作数据对应的信息报文包括工作数据分割的报文序列号，所述当接收到确定接收报文时，向所述备份主机发送工作数据报文之后，所述方法还包括：接收所述备份主机发送的缺失报文的报文序列号；根据所述缺失报文的报文序列号向所述备份主机发送对应的缺失报文，直到接收到所述备份主机发送的接收完毕的报文。
8.可选地，所述方法还包括：当接收到拒绝接收报文时，停止向所述备份主机发送工作数据报文。
9.根据第二方面，本发明实施例还公开了一种数据通信方法，包括如下步骤：当接收到工作主机发送的工作数据对应的信息报文，根据所述工作数据对应的信息报文，确认是否接收所述工作数据，所述信息报文用于表征工作数据的基本信息；当确认接收所述工作数据时，向所述工作主机发送确定接收报文；接收所述工作主机发送的工作数据报文。
10.可选地，所述方法还包括：接收工作主机发送的结束报文。
11.可选地，所述工作数据对应的信息报文包括工作数据分割的报文序列号，在接收所述工作主机发送的工作数据报文之后，所述方法还包括：对所述工作数据报文进行排序；
当接收到所述结束报文，根据排序结果以及所述工作数据分割的报文序列号确定缺失报文的报文序列号；将所述缺失报文的报文序列号发送到所述工作主机；接收所述工作主机发送的缺失数据报文，直到接收到的数据报文与所述信息报文中的信息一致，向所述工作主机发送接收完毕的报文。
12.根据第三方面，本发明实施例还公开了一种数据通信系统，包括：工作主机和备份主机，所述工作主机与所述备份主机通信连接；所述工作主机用于执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的数据通信方法的步骤；所述备份主机用于执行如第二方面或第二方面任一可选实施方式所述的数据通信方法的步骤。
13.根据第四方面，本发明实施例还公开了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式或如第二方面或第二方面任一可选实施方式所述的数据通信方法的步骤。
14.根据第五方面，本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一可选实施方式或如第二方面或第二方面任一可选实施方式所述的数据通信方法的步骤。
15.本发明技术方案，具有如下优点：
16.1.本发明提供的数据通信方法及装置，通过当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，信息报文用于表征工作数据的基本信息，当接收到确定接收报文时，向备份主机发送工作数据报文。通过实施本发明，当vrrp虚拟路由器启用时，先后向备份主机发送信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
17.2.本发明提供的数据通信方法及装置，通过当接收到工作主机发送的工作数据对应的信息报文，根据工作数据对应的信息报文，确认是否接收工作数据，信息报文用于表征工作数据的基本信息，当确认接收工作数据时，向工作主机发送确定接收报文，接收工作主机发送的工作数据报文。本发明通过先后接收工作主机发送的信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
18.3.本发明提供的数据通信系统，当vrrp虚拟路由器启用时，工作主机先后向备份主机发送信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例中数据通信方法的一个具体示例的流程图；
21.图2为本发明实施例中数据通信方法的另一个具体示例的流程图；
22.图3为本发明实施例中数据通信系统的一个具体示例图；
23.图4为本发明实施例中数据通信装置的一个具体示例的原理框图；
24.图5为本发明实施例中数据通信装置的另一个具体示例的原理框图；
25.图6为本发明实施例中计算机设备的一个具体示例图。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.双机热备是使用相互备份的两台服务器共同执行同一服务，其中一台主机为工作主机(primary server)，另一台为备份主机(standby server)，例如主防火墙和备防火墙，主防火墙的工作数据通过心跳口备份到备防火墙。同时，备防火墙可以通过心跳口向主防火墙发送心跳报文，实时监测主防火墙是否故障，当备防火墙在连续3个心跳周期内接收不到主防火墙的心跳报文，就认为主防火墙故障，备防火墙根据vrrp协议的切换机制切换至主用状态，成为新的主防火墙替代故障的主防火墙进行工作。因此，主防火墙和备防火墙之间需要进行实时数据的备份，以保证备防火墙在主防火墙故障时可以直接接替工作主机的工作。
31.本发明实施例公开了一种数据通信方法，如图1所示，包括如下步骤：
32.s11：当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，信息报文用于表征工作数据的基本信息。
33.示例性地，判断vrrp虚拟路由器启用的方法可以为检测网络中路由器的ip地址确定，当检测到路由器的ip地址为虚拟ip地址时，确定vrrp虚拟路由器启用。向备份主机发送信息报文可以通过有线网络或无线网络直接向备份主机发送，也可以通过中间设备向备份主机发送。本发明实施例对该信息报文的发送方法不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况选择。
34.信息报文可以包括工作数据分割的报文序列号、工作数据的大小、工作数据被分割的数量等。该信息报文可以为udp报文，该udp协议的源ip地址为工作主机路由器的ip地
址，目的ip为备份主机路由器的ip地址。
35.s12：当接收到确定接收报文时，向备份主机发送工作数据报文。
36.示例性地，备份主机接收到信息报文时，根据该信息报文确定是否接收该工作数据，向工作主机发送反馈报文。具体地，备份主机可以使用确认机制对是否接收工作数据进行确认，当备份主机确认接收该工作数据时，向工作主机发送确定接收报文，工作主机接收到确定接收报文时，向备份主机发送工作数据报文；当备份主机确认不接收该工作数据时，向工作主机发送拒绝接收报文，工作主机接收到拒绝接收工作数据的报文时，停止向备份主机发送工作数据报文，降低网络负载。
37.备份主机不接收工作数据的情况可以为备份主机已经存在该工作数据、备份主机的路由器还没有结束上一次的接收工作(即备份主机的路由器处于工作状态)等。
38.该工作数据报文的发送方法和确定接收工作数据的报文的接收方法均与信息报文的发送的方法一致，具体可参见上述信息报文的发送方法的描述，在此不再赘述。
39.本发明提供的数据通信方法，通过当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，信息报文用于表征工作数据的基本信息，当接收到确定接收报文时，向备份主机发送工作数据报文。通过实施本发明，当vrrp虚拟路由器启用时，先后向备份主机发送信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
40.作为本发明一个可选实施方式，该数据通信方法还包括：
41.向备份主机发送结束报文。
42.示例性地，该结束报文的发送方法与上述信息报文的发送的方法一致，具体可参见上述信息报文的发送的方法的描述，在此不再赘述。向备份主机发送结束报文，以通知备份主机工作数据报文发送完毕，当备份主机接收到结束报文，就认为工作数据报文已经接收完毕，开始确认工作数据报文是否全部接收(即是否发生工作数据报丢失)，可根据备份主机的确认机制进行确认。
43.进一步地，可以在工作数据报文发完后的目标间隔时间时再向备份主机发送结束报文，减少了备份主机接收结束报文比工作数据报文早的情况，提高工作数据报文的接收效率。该目标间隔时间可以为1s，本发明实施例对该目标间隔时间不作限定，本领域技术人员可以根据实际网速设定。
44.作为本发明一个可选实施方式，上述工作数据对应的信息报文包括工作数据分割的报文序列号，上述步骤s12之后，该数据通信方法还包括：
45.首先，接收备份主机发送的缺失报文的报文序列号。
46.示例性地，报文序列号可以由备份主机打包成报文发送，具体发送方法与信息报文的发送方法一致，具体可参见上述信息报文的发送的方法的描述，在此不再赘述。
47.该缺失报文的确定方法可以为当备份主机接收到这组工作数据报文的时候遵守错序重排机制，对收到的这组工作数据报文按报文序列号进行排序，排序时，报文序列号可以不连续，只要保证报文序列号是从小到大排列的即可。根据信息报文中的工作数据分割的报文序列号与接收到的排列好的报文进行对比，将没有的报文序列号确定为缺失报文的报文序列号。
48.其次，根据缺失报文的报文序列号向备份主机发送对应的缺失报文，直到接收到
备份主机发送的接收完毕的报文。
49.示例性地，该缺失报文的发送方法与信息报文的发送方法一致，具体可参见上述信息报文的发送的方法的描述，在此不再赘述。
50.在本发明实施例中，根据缺失报文的报文序列号向备份主机发送对应的缺失报文可以根据重发机制再次向备份主机发送对应的缺失报文。重发机制可以有两种：自动重发机制和请求重发机制。自动重发机制时报文发送时启动一个定时器，如果在规定的一段时间内没有接收到接收方的确认报文，则认为报文已经丢失并重新发送报文。而请求重发机制则是在接收方接收到发送方发来的结束报文后，对接收到的数据报文进行检测，发现有缺失时，接收方主动请求重发缺失报文。为了降低报文传输数量，降低网络负载，提高报文传输效率，本发明实施例采用请求重发机制进行缺失报文重发。
51.本发明通过重新发送缺失报文，确保工作数据的完整性，提高了工作数据传输的可靠性，同时保证了工作主机和备份主机切换时数据不中断，有力保证了网络环境的安全可靠。
52.本发明实施例还公开了一种数据通信方法，如图2所示，包括如下步骤：
53.s21：当接收到工作主机发送的工作数据对应的信息报文，根据工作数据对应的信息报文，确认是否接收工作数据，信息报文用于表征工作数据的基本信息；具体实现方式见上述实施例中步骤s11，在此不再赘述。
54.s22：当确认接收工作数据时，向工作主机发送确定接收报文；具体实现方式见上述实施例中步骤s12，在此不再赘述。
55.s23：接收工作主机发送的工作数据报文。具体实现方式见上述实施例中步骤s13，在此不再赘述。
56.本发明提供的数据通信方法，通过当接收到工作主机发送的工作数据对应的信息报文，根据工作数据对应的信息报文，确认是否接收工作数据，信息报文用于表征工作数据的基本信息，当确认接收工作数据时，向工作主机发送确定接收报文，接收工作主机发送的工作数据报文。本发明通过先后接收工作主机发送的信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
57.作为本发明一个可选实施方式，该数据通信方法还包括：
58.接收工作主机发送的结束报文。具体实现方式见上述实施例中对应步骤的描述，在此不再赘述。
59.作为本发明一个可选实施方式，上述工作数据对应的信息报文包括工作数据分割的报文序列号，上述步骤s23之后，该数据通信方法还包括：
60.对工作数据报文进行排序；具体实现方式见上述实施例中对应步骤的描述，在此不再赘述。
61.当接收到结束报文，根据排序结果以及所述工作数据分割的报文序列号确定缺失报文的报文序列号；具体实现方式见上述实施例中对应步骤的描述，在此不再赘述。
62.将缺失报文的报文序列号发送到工作主机；具体实现方式见上述实施例中对应步骤的描述，在此不再赘述。
63.接收工作主机发送的缺失数据报文，直到接收到的数据报文与信息报文中的信息
一致，向工作主机发送接收完毕的报文。具体实现方式见上述实施例中对应步骤的描述，在此不再赘述。
64.本发明实施例还公开了一种数据通信系统，图中标号对应上述实施例中的标号，如图3所示，包括：工作主机和备份主机，工作主机与备份主机通信连接，执行如下步骤：
65.s11：当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，信息报文用于表征工作数据的基本信息。
66.s21：当接收到工作主机发送的工作数据对应的信息报文，根据工作数据对应的信息报文，确认是否接收工作数据，信息报文用于表征工作数据的基本信息。
67.s22：当确认接收工作数据时，向工作主机发送确定接收报文。
68.s12：当接收到确定接收报文时，向备份主机发送工作数据报文。
69.s23：接收工作主机发送的工作数据报文。
70.对本实施例中各个步骤的说明，参见上述实施例，在此不再赘述。
71.本发明提供的数据通信系统，当vrrp虚拟路由器启用时，工作主机先后向备份主机发送信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
72.本发明实施例公开了一种数据通信装置，如图4所示，包括：
73.第一发送模块31，用于当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，信息报文用于表征工作数据的基本信息。具体实现方式见实施例中步骤s11，在此不再赘述。
74.第一接收模块32，用于当接收到确定接收报文时，向备份主机发送工作数据报文。具体实现方式见实施例中步骤s12，在此不再赘述。
75.本发明提供的数据通信装置，通过当vrrp虚拟路由器启用时，向备份主机发送工作数据对应的信息报文，信息报文用于表征工作数据的基本信息，当接收到确定接收工作数据的报文时，向备份主机发送工作数据报文。通过实施本发明，当vrrp虚拟路由器启用时，先后向备份主机发送信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
76.作为本发明一个可选实施方式，该数据通信装置还包括：
77.第二发送模块，用于向备份主机发送结束报文。具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
78.作为本发明一个可选实施方式，该数据通信装置还包括：
79.第二接收模块，用于接收备份主机发送的缺失报文的报文序列号；具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
80.第三发送模块，用于根据缺失报文的报文序列号向备份主机发送对应的缺失报文，直到接收到备份主机发送的接收完毕的报文。具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
81.作为本发明一个可选实施方式，该数据通信装置还包括：
82.停止模块，用于当接收到拒绝接收报文时，停止向备份主机发送工作数据报文。具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
83.本发明实施例还公开了一种数据通信装置，如图5所示，包括：
84.第三接收模块41，用于当接收到工作主机发送的信息报文，根据工作数据对应的信息报文，确认是否接收工作数据，信息报文用于表征工作数据的基本信息；具体实现方式见实施例中步骤s21，在此不再赘述。
85.第四发送模块42，用于当确认接收工作数据时，向工作主机发送确定接收报文；具体实现方式见实施例中步骤s22，在此不再赘述。
86.第四接收模块43，用于接收工作主机发送的工作数据报文。具体实现方式见实施例中步骤s23，在此不再赘述。
87.本发明提供的数据通信装置，通过当接收到工作主机发送的工作数据对应的信息报文，根据工作数据对应的信息报文，确认是否接收工作数据，信息报文用于表征工作数据的基本信息，当确认接收工作数据时，向工作主机发送确定接收报文，接收工作主机发送的工作数据报文。本发明通过先后接收工作主机发送的信息报文和工作数据报文，以解决虚拟路由器无法实现双机热备之间的数据备份的问题，确保双机热备中备份数据的不丢失，保证备份主机正常工作。
88.作为本发明一个可选实施方式，该数据通信装置还包括：
89.第五接收模块，用于接收工作主机发送的结束报文。具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
90.作为本发明一个可选实施方式，工作数据对应的信息报文包括工作数据分割的报文序列号，该数据通信装置还包括：
91.排序模块，用于对工作数据报文进行排序；具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
92.确定模块，用于当接收到结束报文，根据排序结果以及工作数据分割的报文序列号确定缺失报文的报文序列号；具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
93.第五发送模块，用于将缺失报文的报文序列号发送到工作主机；具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
94.第六接收模块，用于接收工作主机发送的缺失数据报文，直到接收到的数据报文与信息报文中的信息一致，向工作主机发送接收完毕的报文。具体实现方式见实施例中对应的步骤，在此不再赘述。
95.本发明实施例还提供了一种计算机设备，如图6所示，该计算机设备可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
96.处理器51可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
97.存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的数据通信方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的第一发送模块31和第一接收模块22或图5所示的第三接收模块41、第四发送模块42和第四接收模块43)。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、
指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的数据通信方法。
98.存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
99.所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51执行时，执行如图1－2所示实施例中的数据通信方法。
100.上述计算机设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
101.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read－only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid－state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
102.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。