面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理方法和装置

摘要

本发明公开了一种面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理方法和装置。本发明能够应用于智能用电互动化支撑平台，保证平台满足大规模、并发的不同等级用户的访问需求，方便用户获取请求响应，提升用户接入请求响应性能。本发明包括以下步骤：A.电力用户提交用户请求后，接入服务器根据接入方式进行接入适配；B.采用类Session的方式进行用户状态保持；C.附加上Session标识的用户请求进入分配服务器请求等待队列；D.根据分配策略进行用户请求分配；E.在应用服务器中，结合用户状态信息执行完用户请求后，更新用户状态信息，根据状态信息更新Session，然后将带有Session标识的请求回复返回给相应的用户。

说明书

技术领域

本发明涉及一种并发用户接入处理方法和装置，具体涉及一种面向智能用电领域的大 规模并发用户接入处理方法和装置。属于计算机技术领域。

背景技术

智能用电是构建坚强智能电网的重要支柱和六大环节之一，是实现坚强智能电网各项 功能的基础和物理载体，是建设坚强智能电网的着力点和落脚点。依托坚强电网和现代管 理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计 量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高效便捷，构建电网与客户能量流、信 息流、业务流实时互动的新型供用电关系。

当前智能用电领域已建有一些智能用电系统，在取得了良好的应用效果的同时，也存 在分散建设、功能单一、互动服务方式单一等问题。智能用电互动化支撑平台的建设，可 将分散的智能用电系统抽象成原子服务，统一接入到智能用电互动化支撑平台上，并以网 络为载体与电力用户交互，接收用户通过电脑、手机、平板等多种方式提交的接入请求， 将请求回复通过多种方式配送至电力用户身边，极大地方便电力用户获取所需信息。

随着智能电网的不断发展，智能用电互动化支撑平台面向的用户数量急剧增加，带来 了极大的用户接入处理压力，不仅表现在用户接入方式的多样性，还局限于能提供服务资 源的有限性。当前智能用电互动化支撑平台面向的用户主要分为四类：家庭用户、企业用 户、供电企业、政策制定部门，这四类用户关注的电力业务的种类和规模不同，访问平台 时所需的资源开销不同，对平台响应速度的要求也不同。为缓解用户接入处理压力，需要 提供一种用户接入处理机制，在满足大规模电力用户多渠道并发接入需求的同时，能面向 不同等级的电力用户，提供不同等级的请求响应质量，在此基础上优化平台资源，提升用 户接入请求响应性能。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种面向智能用电领域的大规模并 发用户接入处理方法和装置。本发明能够应用于智能用电互动化支撑平台，保证平台满足 大规模、并发的不同等级用户的访问需求，方便用户获取请求响应，提升用户接入请求响 应性能。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理方法，包括以下步骤：

A.电力用户提交用户请求后，接入服务器根据接入方式进行接入适配，将其解析成底 层网络传输数据流，以实现多种交互终端、通信规约的统一接入；

B.成功接入后，接入服务器采用类Session的方式进行用户状态保持，查询用户接入时 携带的Session标识是否存在以及是否有相应的Session存在，若均存在，则根据用户请求 更新用户状态信息，否则，则新生成该用户的Session用以保持用户状态信息，同时生成相 应的Session标识附加在用户请求中，确定用户所属类别并附加在Session标识中；

C.附加上Session标识的用户请求进入分配服务器请求等待队列，等待分配到应用服务 器中进行处理；

D.在分配服务器中对用户请求分配时，通过设置面向用户的资源分配方案和面向应用 服务器的负载均衡策略两个分配策略进行分配，实现多个应用服务器均衡地并行处理用户 请求；

E.在应用服务器中，通过Session标识从接入服务器中获取用户的状态信息，结合用户 状态信息执行完用户请求后，更新用户状态信息，将Session标识及状态信息附加在请求回 复中返回接入服务器，根据状态信息更新Session，然后将带有Session标识的请求回复返回 给相应的用户，用户请求的回复按照规约的标准进行组合从而形成底层网络传输用数据流。

所述步骤A中，将各类接口服务以插件的形式封装，根据用户接入类型为每个类型选 择合适的接口插件来进行规约解析，将用户请求解析为规约类，当返回用户请求回复时， 再次调用接口插件，将返回的回复组织后发送给用户，接口服务根据用户实际需求安装、 卸载、启动和停止，实现接入渠道的动态扩展。

所述步骤A中，当面向浏览器用户时提供HTTP接口插件，当面向手机短信用户时提 供短信网关接口插件。

所述步骤B中，用户状态保持的具体方法是：

B1.用户首次接入时，用户请求中没有Session标识，为该用户新生成一个Session及 Session标识用于保持该用户状态信息，同时确定用户所属类别并附加在Session标识中，接 入服务器保存该Session并将Session标识附加到用户请求中发送到分配服务器中，接入服 务器对不同的接入方式提供不同的保持方式，对于HTTP请求，为用户自动生成并保存用 于保持用户状态信息的Session及对应的SessionID，将SessionID及用户所属类别信息保存 在Cookies中，将Cookies附加到用户请求中发送到分配服务器中，而对于手机短信等其它 方式的请求，与HTTP请求类似，可通过手机号码等作为Session标识；

B2.用户接入时用户请求中带有Session标识，查询该Session标识可查到相应的 Session，说明不需新生成Session、Session标识、用户所属类别信息，根据用户请求更新该 用户状态信息，接入服务器保存更新的Session并将附加了Session标识的用户请求中发送 到分配服务器中，接入服务器对不同的接入方式提供不同的保持方式，对于HTTP请求， 请求中存在Cookies，通过Cookies中的SessionID查询到Session存在，根据用户请求更新 并保存该用户的Session，将接入的用户请求直接发送到分配服务器中，而对于手机短信方 式的请求，与HTTP请求类似，通过手机号码等作为Session标识；

B3.为用户的Session设置生存周期，超时后自动清除该Session，用户接入时虽然用户 请求中带有Session标识，但查询该Session标识查不到相应的Session，这时按用户首次接 入处理，为该用户新生成Session及Session标识，然后用新Session标识替换用户请求中原 有的Session标识，剩余步骤与B1中的步骤相同。

所述步骤C中，在普通负载情况下，按最快频率取出并处理用户请求；在高负载的情 况下，可能会决定将用户请求发回等待队列继续等待，这时就增大取出请求的间隔时间， 以防止造成更大的系统负担。

所述步骤D中，负载均衡的过程为：

D1.确定面向用户的资源分配方案；

D2.根据面向用户的资源分配方案从请求等待队列中取出用户请求；

D3.确定面向应用服务器的负载均衡策略，为用户请求指定应用服务器；

D4.将取出的用户请求分配到指定的应用服务器进行处理。

所述步骤D1中，资源分配方案包括按用户等级优先级决定的默认方案，由用户请求的 先后顺序随机决定、由用户贡献值决定的方案，或者根据需要人工制定方案并通过文档的 形式导入。

所述步骤D3中，采用默认策略，即通过应用服务器的CPU利用率、内存利用率、连 接数和响应时间计算得到其负载分配顺序，或者人工制定并通过文档的形式导入。

实现上述处理方法的大规模并发用户接入处理装置，它包括：

接入服务器，用于接入多类型的电力用户请求信息，保持用户状态，将用户请求发送 给分配服务器，将用户状态信息发送给应用服务器，并向电力用户返回请求回复；

分配服务器，与接入服务器、应用服务器通讯，用于缓存接入服务器发送的包含请求 信息和Session标识的用户请求，实时监测所辖应用服务器的负载情况，依据分配策略和实 时负载情况将用户请求分配到所辖应用服务器上；

至少一个应用服务器，与分配服务器、接入服务器通讯，用于接收分配服务器分配的 用户请求，从接入服务器获取相应的用户状态信息，执行用户请求并向接入服务器返回请 求回复。

所述应用服务器之间存储的信息是相同的，并且，应用服务器的数量动态增减。

所述接入服务器包括相互通讯的：

接入适配模块，用于对来自多种渠道的电力用户请求进行接入适配，实现多种交互终 端、通信规约的统一接入，通过与用户状态保持模块通信发送用户请求和接收请求回复， 并向电力用户返回请求回复；

用户状态保持模块，用于以用户状态保持模型的形式实时查询、存储通过接入适配模 块接入的电力用户的状态信息，接收应用服务器中的执行管理模块返回的包含了Session标 识、状态信息的请求回复，更新用户Session，并向接入适配模块返回请求回复。

所述分配服务器包括相互通讯的：

请求存储模块，用于实时缓存包含请求信息和Session标识的用户请求，电力用户的请 求通过接入服务器接入并进行状态保持后，进入请求存储模块中的请求等待队列，接受负 载均衡模块取出用户请求，及高负载时将用户请求发回请求等待队列；

负载均衡模块，与请求存储模块相互通讯，用于按面向电力用户的资源分配方案从请 求存储模块中取出的包含请求信息和状态信息的用户请求，并根据负载监测模块提供的应 用服务器实时负载情况，按面向应用服务器的负载均衡策略将用户请求分配到应用服务器 执行请求；

负载监测模块I，与负载均衡模块相互通讯，用于实时监测所辖应用服务器当前的负载 情况，通过与各个应用服务器中的负载监测模块通信，实时查询应用服务器中的负载情况 以获取负载较轻的应用服务器，并将查询结果发送给负载均衡模块。

所述应用服务器包括相互通讯的：

执行管理模块，与分配服务器中的负载均衡模块相互通信，用于接收负载均衡模块分 配的用户请求，与接入服务器中的用户状态保持模块通信，获取所需的用户状态信息，发 送给执行引擎模块获取执行结果，并将请求回复发送给接入服务器的用户状态保持模块；

执行引擎模块，与执行管理模块相互通讯，用于从执行管理模块获取的用户请求和状 态信息，结合状态信息执行用户请求，并返回执行管理模块请求回复；

负载监测模块II，用于实时监测应用服务器的负载情况，并与分配服务器中的负载监 测模块I周期性通信。

本发明的有益效果：

1.本发明基于主从式架构构建，可根据用户接入量的实际需求实现应用服务器的动态增 减，提高了装置的可扩展性，使智能用电互动化支撑平台适应不同的用户接入规模，实现 资源的合理利用；

2.本发明采用插件式、可扩展的一体化用户接入模式，可灵活地面向通过电脑、手机、 平板等多种工具接入智能用电互动化支撑平台的大规模电力用户提供业务信息，满足当前 电力用户信息配送方式多元化的需求，实现电力用户方便、快捷、实时地获取所需信息， 从交互方式上提升总体用户访问体验；

3.本发明采用无状态负载均衡，以面向用户的资源分配方案实现不同等级电力用户的资 源优化配置，以面向应用服务器的负载均衡策略实现应用服务器负载的动态调整，在智能 用电互动化支撑平台有限资源的前提下提升大规模并发电力用户的总体服务请求响应性 能，促使业务提供商的利益最大化，从响应性能上提升总体用户访问体验。

附图说明

图1为一种面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理方法流程图；

图2为负载均衡流程图；

图3为一种面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理装置图；

其中1.接入服务器，101.接入适配模块，102.用户状态保持模块，2.分配服务器，201. 请求存储模块，202.负载均衡模块，203.负载监测模块I，3.应用服务器，301.执行管理模块， 302.执行引擎模块，303.负载监测模块II。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为 了解释本发明，并不对其内容进行限定。

图1，是本发明一种面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理方法的流程图，以某 一企业用户首次使用电脑通过浏览器接入智能用电互动化支撑平台，向平台提请查询自己 的用电详单这一访问情形为例，包括以下步骤：

A.用户通过浏览器向智能用电互动化支撑平台提交查询用电详单的用户请求后，通过 接入服务器的HTTP接口插件，将用户请求解析为规约类，完成用户请求的接入；

B.成功接入后，智能用电互动化支撑平台的接入服务器保持该用户状态信息，这时用 户请求中不存在Cookies，匹配SessionID失败，接入服务器获取失败信息后为该用户自动 生成并保存用于保持用户状态信息的Session及对应的SessionID，同时识别出该用户属于 企业用户，将生成SessionID及用户所属类别信息保存在Cookies中，将Cookies附加在用 户请求中发送到分配服务器中；

C.附加上Cookies的用户请求发送至智能用电互动化支撑平台的分配服务器，进入其中 的请求等待队列；

D.智能用电互动化支撑平台的分配服务器依据分配策略向其应用服务器分配用户请 求；

E.在智能用电互动化支撑平台的应用服务器中，通过Cookies中的SessionID从接入服 务器中获取用户的状态信息，结合用户状态信息查询得到用电详单后，更新用户状态信息， 向接入服务器返回请求回复，包括该企业用户的用电详单、企业用户的Cookies及企业用户 状态信息，在接入服务器中根据状态信息更新该企业用户的Session，并再次调用HTTP接 口插件，将包括该企业用户的用电详单、用户Cookies的请求回复进行组织后返回给用户浏 览器，完成本次企业用户的查询用电详单操作。

图2，步骤D中负载均衡的过程为：

D1.确定面向用户的资源分配方案，以采用默认方案为例，方案根据用户对获取用电 信息的实时性要求、用户所做决策的影响程度以及用户在电力领域的职权高低，用户等级 中政策制定部门最高，供电企业其次，企业用户再次，最后是家庭用户，其中家庭用户中 收费用户等级高于免费用户，该用户属于企业用户，用户等级为三，在第三等级中按请求 的先后顺序等待取出；

D2.智能用电互动化支撑平台的分配服务器按序从请求等待队列中取出该企业用户的 用户请求；

D3.确定面向应用服务器的负载均衡策略，以采用默认策略为例，以轮询的方式向各 应用服务器依次发送获取负载信息的请求，接收应用服务器应答的CPU利用率和内存利用 率、进程数、连接数、带宽信息，同时通过ping方式获取响应时间，以此计算得到CPU可 用率、内存可用率、进程特征参数、剩余连接能力、响应时间特征参数，通过加权求和得 到应用服务器的负载指标，对其中负载指标低的应用服务器采用加权轮转法选出一个应用 服务器，并对应用服务器预设重载门限，负载达到重载门限时，不再向该服务器指派用户 请求，同时考虑增加应用服务器；

D4.智能用电互动化支撑平台的分配服务器将该企业用户的用户请求分配到指定的应 用服务器进行处理。

图3，是基于本发明实现的一种面向智能用电领域的大规模并发用户接入处理装置，该 装置包括接入服务器1、分配服务器2与应用服务器3；接入服务器1包括接入适配模块101、 用户状态保持模块102；分配服务器2包括请求存储模块201、负载均衡模块202、负载监 测模块I203；应用服务器3包括执行管理模块301、执行引擎模块302、负载监测模块II303。

接入服务器1，用于接入多类型的电力用户请求信息，保持用户状态，将用户请求发送 给分配服务器2，将用户状态信息发送给应用服务器3，并向电力用户返回请求回复；

分配服务器2，用于缓存接入服务器1发送的包含请求信息和Session标识的用户请求， 实时监测所辖应用服务器3的负载情况，依据分配策略和实时负载情况将用户请求分配到 所辖应用服务器3上；

应用服务器3，用于接收分配服务器2分配的用户请求，从接入服务器1获取相应的用 户状态信息，执行用户请求并向接入服务器1返回请求回复，应用服务器之间存储的信息 是相同的，应用服务器数量可设置多个并能实现动态增减。

接入服务器1包括：

接入适配模块101，用于对来自多种渠道的电力用户请求进行接入适配，可面向浏览器 用户提供HTTP接口，面向手机短信用户提供短信网关等，统一接入多类型用户请求，通 过与用户状态保持模块102通信发送用户请求和接收请求回复(通过用户状态保持模型实 现)，并向电力用户返回请求回复；

用户状态保持模块102，用于以用户状态保持模型的形式实时查询、存储通过接入适配 模块101接入的电力用户的状态信息，接收应用服务器3中的执行管理模块301返回的包 含了Session标识、状态信息的请求回复，更新用户状态信息，并向接入适配模块101返回 请求回复。

分配服务器2包括：

请求存储模块201，用于实时缓存包含请求信息和Session标识的用户请求，电力用户 的请求通过接入服务器1接入并确定相应的状态信息后，进入请求存储模块201中的请求 等待队列，接受负载均衡模块202取出用户请求，及高负载时将用户请求发回请求等待队 列；

负载均衡模块202，用于按面向电力用户的资源分配方案从请求存储模块201中取出的 包含请求信息和状态信息的用户请求，并根据负载监测模块I203提供的应用服务器3实时 负载情况，按面向应用服务器的负载均衡策略将用户请求分配到应用服务器3执行请求；

负载监测模块I203，用于实时监测所辖应用服务器3当前的负载情况，通过与应用服 务器3中的负载监测模块II303通信，实时查询应用服务器3中的负载情况以获取负载较 轻的应用服务器，并将查询结果发送给负载均衡模块202。

每个应用服务器3包括：

执行管理模块301，用于与分配服务器2中的负载均衡模块202通信，接收负载均衡模 块202分配的用户请求，与接入服务器1中的用户状态保持模块102通信，获取所需的用 户状态信息，发送给执行引擎模块302获取执行结果，并将请求回复发送给接入服务器1 用户状态保持模块102；

执行引擎模块302，用于从执行管理模块301获取的用户请求和状态信息，结合状态信 息执行用户请求，并返回执行管理模块301请求回复；

负载监测模块II303，用于实时监测应用服务器3的负载情况，并与分配服务器2中的 负载监测模块I203周期性通信。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的 限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的 各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。