一种基于异构网络的气象水文信息分发系统

摘要

本发明公开了一种基于异构网络的气象水文信息分发系统，其特征在于在中心站增加智能组播服务器和软交换网关，在各子网内增加IP组播路由器和应用层组播路由器，实现中心站为异构子网用户提供统一信息分发的服务，解决了以往中心站为异构子网用户分发气象水文信息时，必须分步骤、分别向各个子网用户逐一发送的问题，实现了信息的快速、按需、组播发送，提高了信息分发效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于异构网络的气象水文信息分发系统，尤其涉及一种覆盖网的气象水文信息分发系统。本发明属于气象信息网络技术领域。 

背景技术

目前，气象水文信息主要采用由中心站向用户站分发的服务模式。中心站具有信息处理能力，可对实况观测资料、雷达回波图、气象卫星云图等资料进行处理，获得不同类型的气象预报产品，根据需要分发给不同的用户。而由于用户所处位置的实际通信条件不同，用于传输气象水文信息的分发网络可包括地面IP网、卫星VSat网、部门专用网等多种网络。这些网络使用的协议机制各不相同，相应的设备也无法互通，属于异构网络，因此，中心站向异构子网中的用户进行高效的信息分发是个问题。由于用户处于不同的异构网络，中心站难以根据用户的共同需要进行统一的信息分发，只能分步骤、分别向各个子网的用户逐一发送产品信息，分发效率很低。本发明提出一种中心站能够同时为异构子网用户提供统一信息分发服务的系统，简化中心站的分发流程，提高分发效率。 

发明内容

1、要解决的技术问题 

本发明的目的在于解决现有技术中中心站为异构子网用户分发气象水文信息时，必须分步骤、分别向各个子网用户逐一发送的问题，通过在中心站增加智能组播服务器和软交换网关，在各子网内增加IP组播路由器和应用层组播路由器，实现中心站为异构子网用户提供统一信息分发的服务，实现了信息的快速、按需、组播发送，提高了信息分发效率。

2、为解决技术问题而采用的技术方案 

为了达成上述目的，本发明的技术方案是：一种基于异构网络的气象水文信息分发系统，包括有气象水文信息的中心站、多个异构子网络组成。

所述的中心站，包括有信息服务器、智能组播服务器、软交换网关、子网分发服务器。 

信息服务器提供需要分发的信源数据。 

智能组播服务器完成包括应用层组成员维护、应用层组成员子网信息维护、智能组播分发调度。应用层组成员维护负责建立和维护虚拟覆盖网的分发组，记录组成员信息和数据需求；应用层组成员子网信息维护负责建立和维护应用层组成员的组信息与实际子网地址的映射关系，帮助软交换网关为应用层目的用户找到实际可达的物理子网通路；智能组播分发调度负责根据组成员需求和实际子网特点，可制定恰当的分发策略，选择恰当的IP单播、广播、IP组播、应用层组播方式进行分发。

软交换网关包括前置机、隔离设备、后置机三部分。隔离设备两侧分别运行前置机和后置机，前置机连接智能组播服务器，后置机连接专用网子网，软交换网关实现智能组播服务器与专用网子网的互联互通；前置机和后置机的通信实体为指令信息和内容信息，前置机用来将指令和数据转存为文件，存储在隔离设备中；后置机解析指令信息，获取指令信息中的下一跳地址，对数据进行分解、缓存并转发数据。 

子网分发服务器包括有：地面IP网分发服务器、卫星网分发服务器、专用网分发服务器，分别根据智能组播服务器的调度策略，对本子网内的用户分发信息。 

信息服务器经智能组播服务器、软交换网关、子网分发服务器与多个异构子网络联通。 

所述的多个异构子网络，包括有地面IP子网、Vsat卫星子网、专用网子网。地面IP子网的节点包括：IP单播/组播路由器节点、IP组播路由器节点、用户节点；Vsat卫星子网的节点包括卫星网前置机和用户节点；专用网子网节点包括：应用层组播路由器节点、用户节点，应用层组播路由器上需运行专门的应用层组播协议，包括组成员加入、组播树建立、组播树维护和优化、组成员推出等机制。 

气象水文信息的中心站与各异构子网用户之间形成应用层覆盖网，在覆盖网的节点上运行智能组播分发协议，形成虚拟同构网络，简化分发流程。智能组播分发协议包括IP单播、IP组播、应用层组播、广播四部分。IP单播、广播分发协议所需节点与现有分发网络保持不变，IP组播分发需要增加IP组播路由器节点，应用层组播分发需要增加应用层组播路由器节点，并在相应节点上安装应用层组播协议。在异构网络交界处设置软交换网关，完成中心站内网与外部异构子网间的信息传递。 

3、有益效果 

本发明公开一种气象水文信息的智能分发系统，其特征在于在中心站增加智能组播服务器和软交换网关，在各子网内增加IP组播路由器和应用层组播路由器，实现中心站为异构子网用户提供统一信息分发的服务，解决了以往中心站为异构子网用户分发气象水文信息时，必须分步骤、分别向各个子网用户逐一发送的问题，实现了信息的快速、按需、组播发送，提高了信息分发效率。

在中心站增加智能组播服务器和软交换网关，在各子网内增加IP组播路由器和应用层组播路由器，实现中心站为异构子网用户提供统一信息分发的服务，解决了以往中心站为异构子网用户分发气象水文信息时，必须分步骤、分别向各个子网用户逐一发送的问题，实现了信息的快速、按需、组播发送，提高了信息分发效率。 

附图说明

图1是本发明的气象水文信息分发流程示意图。 

图2是本发明的智能组播服务器的主要组成示意图。 

图3是本发明的软交换网关主要组成示意图。 

图4是本发明的智能组播分发协议的主要功能及子网所需功能节点示意图。 

图5是本发明的基于异构网络的气象水文信息分发系统组成示意图。 

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。 

图1是本发明的气象水文信息分发流程示意图。气象水文异构网络的智能信息分发系统的核心组成部分包括：信息服务器、智能组播服务器、软交换网关、子网分发服务器、子网单播/组播分发节点。信息服务器主要提供需要分发的信源数据。智能组播服务器建立和维护虚拟覆盖网的分发组，维护应用层组成员的组信息与实际子网地址的映射关系，能根据实际子网特点，选择恰当的IP单播、广播、IP组播、应用层组播分发方式。软交换网关实现中心站业务内网与各异构子网的互联互通。子网分发服务器根据智能组播服务器的调度策略，对本子网内的用户分发信息。子网单播/组播分发节点按照智能组播服务器的调度策略，遵循相关协议，配合完成子网内用户的信息分发。 

其中智能组播服务器、软交换网关、子网组播分发节点是本发明为异构子网用户提供统一分发服务所增设的部分。智能组播服务器调取信息服务器中需要发送的数据，向应用层组成员一次分发，数据分组中携带组成员实际子网地址信息，递交给软交换网关处理；软交换网关根据数据分组中目的用户的实际子网地址信息进行相应的映射，将数据分组从中心站业务内网摆渡到相应的子网内，递交给子网分发服务器处理。子网分发服务器作为子网内的数据源节点，按照协议规则，将数据分组继续递交给路由器节点或用户节点。 

图2是本发明的智能组播服务器的主要组成示意图。主要包括应用层组成员维护、应用层组成员子网信息维护、智能组播分发调度三个部分。应用层组成员维护负责建立和维护虚拟覆盖网的分发组，记录组成员信息和数据需求。应用层组成员子网信息维护负责建立和维护应用层组成员的组信息与实际子网地址的映射关系，帮助软交换网关为应用层目的用户找到实际可达的物理子网通路。智能组播分发调度负责根据组成员需求和实际子网特点，制定恰当的分发策略，选择恰当的IP单播、广播、IP组播、应用层组播方式进行分发。 

图3是本发明的软交换网关主要组成示意图。包括前置机、隔离设备、后置机三部分。隔离设备两侧分别运行前置机和后置机，前置机连接中心站业务内网，后置机连接异构子网，实现中心站业务内网与各异构子网的互联互通。两主机通信实体为指令信息和内容信息，前置机用来将指令和数据转存为文件，存储在隔离设备中；后置机解析指令信息，获取指令信息中的下一跳地址，对数据进行分解、缓存并转发数据。 

图4是本发明的智能组播分发协议的主要功能及子网所需功能节点示意图。智能组播分发协议主要包括子网中的IP单播、广播、IP组播、应用层组播协议，这些分发协议作为智能组播调度策略的可选项。为了支持智能组播分发的需求，各类协议要求有不同类别的功能节点。IP单播需要IP单播路由器和用户节点，广播仅需要用户节点，IP组播需要IP组播路由器和用户节点，应用层组播需要应用层组播路由器和用户节点，其中应用层组播路由器需要配备专用的应用层组播协议。 

图5是本发明的基于异构网络的气象水文信息分发系统组成示意图。以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。中心站拟向用户1、用户2、用户3、用户4、用户5、用户6、用户7、用户8、用户9、用户10分发相同的数据。这10个用户分处于专用网子网、地面IP网子网、Vsat卫星网子网等不同子网中，按以往方法，只能每个子网逐一发送。 

按照本发明的方案，对于中心站的智能组播服务器可直接按照应用层组地址直接向这10个组成员一次性发送相同数据（此处用于表示10个用户的ID是组内ID）： 

<数据接收成员：用户1、用户2、用户3、用户4、用户5、用户6、用户7、用户8、用户9、用户10>

其中，智能组播服务器在后台根据这10个组成员所处子网的不同，将其分成了3类（此处及后续表示10个用户的ID是子网实际ID）。用户8处于地面IP网和Vsat卫星网共同覆盖区域，可以从任一子网接收数据。

<专用网子网：用户1，用户2，用户3，用户4> 

<地面IP网子网：用户5，用户6，用户7，用户8>

<Vsat卫星网子网：用户8，用户9，用户10>

智能组播服务器的智能组播分发调度负责根据组成员需求和实际子网特点，制定恰当的分发策略：

<用户1：IP单播发送>

<用户2：应用层组播发送>

<用户3：应用层组播发送>

<用户4：应用层组播发送>

<用户5：IP组播发送>

<用户6：IP单播发送>

<用户7：IP组播发送>

<用户8：IP组播发送>

<用户9：卫星广播发送>

<用户10：卫星广播发送>

智能组播服务器按目的子网地址将待发送的数据发送给相应的软交换网关：

<专用网子网：用户1，用户2，用户3，用户4>——>专用网软交换网关

<地面IP网子网：用户5，用户6，用户7，用户8>——>地面IP网软交换网关

<Vsat卫星网子网：用户9，用户10>——>Vsat卫星网软交换网关

软交换网关对数据进行地址解析处理后，将数据发送给各子网分发服务器：

专用网软交换网关——>专用网分发服务器

地面IP网软交换网关——>地面IP网分发服务器

Vsat卫星网软交换网关——>Vsat卫星网分发服务器

各子网分发服务器按照智能组播服务器制定的的分发策略，在子网内部进行数据分发，直至完成数据接收：

专用网分发服务器：<IP单播发送：用户1>

<应用层组播发送：用户2，用户3，用户4>

地面IP网分发服务器：<IP单播发送：用户6>

<IP组播发送：用户5，用户7，用户8>

Vsat卫星网分发服务器：<卫星广播发送：用户9，用户10>。