CN106230902A - 一种模块化家庭云系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块化家庭云系统及其控制方法，系统包括：家庭云系统包括传输模块、业务模块、认证模块；所述传输模块为所述家庭云系统与认证服务器及客户端通信的服务接口，所述业务模块用于向所述客户端提供服务，通过传输模块与外部通信，所述认证模块用于处理所述家庭云系统与路由设备的控制消息的指令及核对控制消息协议版本的匹配性。本发明可很好的识别联网的智能终端，并进行流畅的文件分享，相册备份，路由器网络诊断等各种功能，其模块化设计易于裁剪，能更好的适应各种不同的高低端硬件配置路由器。

Description

一种模块化家庭云系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种模块化家庭云系统及其控制方法。
背景技术
传统路由器，只是一个具备拨号上网、有线转无线的功能机，功能比较单一，扩展性较差已经越来越难以满足高级用户的需求。随着互联网技术的飞速发展，新一代的智能路由器以互联网的思维来改造了传统路由器，配置有智能化的操作系统及家庭私有云服务，使路由器由功能机转变为智能机。
目前，在互联网时代，公有云概念已不是一个新鲜的字眼，由于普通家庭的路由器一般都处在内网环境，位于防火墙后面，外网无法直接访问家庭局域网，必须通过云服务中转控制数据从而达到远程控制的目的，加上统一的用户管理也需要云服务，因此几乎所有的智能路由器都有其各自的公有云系统为之服务。但是仅靠公有云服务会导致路由器远程控制响应缓慢，路由器异常断网时，未完成的任务会被强行终止。
现有的大部分带有硬盘的智能路由器，其控制包及数据包都是单纯通过公有云转发数据，其远程下载速度会非常缓慢，当路由器断网时，上传下载即中止，下载任务不会在路由器再次联网时自动执行。
虽然通过公有云转发数据也能实现远程控制功能，但是在文件管理时，公有云转发数据会导致控制业务响应不及时，离线上传下载文件缓慢等缺点，在网络环境较差的情况下，影响用户下载文件。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种模块化家庭云系统及其控制方法，旨在解决现有技术中在文件管理时，公有云转发数据会导致控制业务响应不及时，离线上传下载文件缓慢等缺点，在网络环境较差的情况下，影响用户下载文件的缺陷。
本发明的技术方案如下：
一种模块化家庭云系统，其中，所述家庭云系统包括传输模块、业务模块、认证模块；所述传输模块为所述家庭云系统与认证服务器及客户端通信的服务接口，所述业务模块用于向所述客户端提供服务，通过传输模块与外部通信 ，所述认证模块用于处理所述家庭云系统与路由设备的控制消息的指令及核对控制消息协议版本的匹配性。
所述的模块化家庭云系统，其中，所述业务模块具体包括文件系统管理服务模块、路由管理服务模块、用户管理服务模块、媒体服务模块；所述文件系统管理服务模块用于提供处理文件的操作服务，所述路由管理服务模块用于提供路由设备的操作服务，所述用户管理服务用于提供所述客户端远程登录认证、局域网内的设备绑定/解绑定服务，所述媒体服务模块用于提供多媒体文件的推送，生成图片缩略图服务。
所述的模块化家庭云系统，其中，所述家庭云系统还包括设备发现模块，所述设备发现模块用于检测接入所述家庭云中的设备。
所述的模块化家庭云系统，其中，所述系统还包括用于控制路由器的路由器操作模块。
所述的模块化家庭云系统，其中，所述客户端与所述家庭云系统的交互消息为控制消息和数据消息，所述控制消息协议主体封装使用JSON格式。
上述任一项所述的模块化家庭云系统，其中，所述系统还包括用于提供相互通信的可编程接口。
一种所述的模块化家庭云系统的控制方法，其中，方法包括：
A、所述传输模块绑定固定端口，并监听所有所述客户端发往固定端口数据的传输数据包；
B、当所述传输模块检测到所述传输数据包后，解析所述传输数据包，并判断所述传输数据包的来源；
C、若所述传输数据包的来源为管理员用户发来的登录请求，则所述认证模块分配用户令牌，并加入令牌队列；若数据来源为注册用户的业务请求，则所述认证模块校验令牌，并加入令牌队列；
D、所述认证模块检测到所述传输数据包校验通过后，解析出所述传输数据的业务数据，并将解析后的所述业务数据发送给所述业务模块；
E、所述业务模块处理完所述业务数据后，返回响应数据至所述客户端。
所述的模块化家庭云系统的控制方法，其中，所述步骤C还包括：
C1、所述认证模块维护并管理当前路由器所有有效的令牌队列；
C2、当检测到路由器的用户的令牌列表发生变化时，所述家庭云系统自动更新缓存的本地列表。
所述的模块化家庭云系统的控制方法，其中，所述步骤C2之后包括：
C21、当验证或分配新令牌时，若所述家庭云系统检测到路由器当前已有令牌总数超限，则先清理预定时间阈值内未收到新业务请求的令牌再进行分配。
所述的模块化家庭云系统的控制方法，其中，所述客户端与所述家庭云系统的交互消息为控制消息和数据消息，所述控制消息协议主体封装使用JSON格式。
本发明提供了一种模块化家庭云系统及其控制方法，很好的识别联网的智能终端，并进行流畅的文件分享，相册备份，路由器网络诊断等各种功能，其模块化设计易于裁剪，能更好的适应各种不同的高低端硬件配置路由器。
附图说明
图1为本发明的一种模块化家庭云系统的较佳实施例的架构示意图。
图2为本发明的一种模块化家庭云系统的控制方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种模块化家庭云系统的较佳实施例的架构示意图，如图1所示，其中，所述家庭云系统包括传输模块、业务模块、认证模块；所述传输模块为所述家庭云系统与认证服务器及客户端通信的服务接口，所述业务模块用于向所述客户端提供服务，通过传输模块与外部通信 ，所述认证模块用于处理所述家庭云系统与路由设备的控制消息的指令及核对控制消息协议版本的匹配性。
处于最上层的传输模块，为HTTP模块。HTTP模块为对外通信的服务接口，由libevent实现http消息收发，是家庭云系统控制路由器收发数据的关键通道。家庭云系统向客户端（移动终端或PC）提供4种服务，每种服务都是一个独立的service服务模块，通过HTTP接口与外部通信。其中Libevent 是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能网络库，为现有技术，此处不再赘述。
所述家庭云系统还包括设备发现模块devDiscovery，所述设备发现模块用于检测接入所述家庭云中的设备。所述系统还包括用于控制路由器的路由器操作模块OpenwrtSDK。所述系统还包括用于提供相互通信的可编程接口sky-sysmnt API。
所述客户端与所述家庭云系统的交互消息为控制消息和数据消息，所述控制消息协议主体封装使用JSON格式。客户端（PC web、手机app）与家庭云的交互消息分两种：一种是控制消息，一种是数据消息。控制消息包括用户登陆，文件操作管理，路由器控制等操作。数据内容包括文件的上传下载、音频文件的串流、视频文件的串流等。控制消息协议主体封装使用JSON格式。文件数据方面，文件的上传下载，统一使用HTTP协议，对多媒体文件的流化，由于硬件性能的限制，不处理媒体文件的编解码，直接基于HTTP协议的媒体流进行推送服务。
进一步的实施例中，所述业务模块具体包括文件系统管理服务模块、路由管理服务模块、用户管理服务模块、媒体服务模块；所述文件系统管理服务模块用于提供处理文件的操作服务，所述路由管理服务模块用于提供路由设备的操作服务，所述用户管理服务用于提供所述客户端远程登录认证、局域网内的设备绑定/解绑定服务，所述媒体服务模块用于提供多媒体文件的推送，生成图片缩略图服务。
认证模块又称Authentication模块，Authentication模块主要两方面事务：
1、处理utoken的生成及校验和过期；
2、核对消息协议版本是否匹配。
文件系统管理服务模块简称为FileSysService文件系统服务系统，为FileSysService文件系统服务模块是一个文件传输服务器，提供了查看文件列表，搜索文件，上传、下载、复制、粘贴、重命名、删除、创建目录等操作。utoken是user token缩写，是指用户令牌。
路由管理服务模块又称RouterMgrService系统管理服务模块，RouterMgrService系统管理服务模块为终端提供了路由器设备发现，路由器系统，及磁盘信息的查看，路由器重启（远程开关机）等服务。
用户管理服务模块又称为UserMgrService用户管理服务模块，UserMgrService用户管理服务模块为终端提供了互联网外远程登录的认证，局域网内的设备绑定/解绑定等。
媒体服务模块又称MediaService媒体服务模块，MediaService媒体服务模块为终端提供音频、视频流及图片的推送，生成图片缩略图等服务，通过此模块，用户可在客户端上即刻观看路由器硬盘中存储在的图片、电影、视频、电视录制节目。家庭云中心作为一个独立的常驻进程存在，其与路由器系统管理层通过共享内存的方式通信，业务模块每个模块都单独出一个线程，各模块互不干扰。
由于硬件性能的限制，家庭私有云服务最多允许64个客户端(PC和移动终端App)在线，路由器最多可绑定16个互联网账户。
即使上传下载过程中路由器异常断网不在线，当路由器再次上线时，路由器会在闲时向公有云查询是否有离线任务，并自动执行，该设计适用于所有基于linux内核的路由设备，且适用于任意控制接口，关键控制消息采用utoken+消息体加密的HTTPS方式传输安全可靠，路由器远程上传下载文件时，家庭云会自动将上传下载数据发往公有云缓存起来，提高路由器远程上传下载文件的传输效率。模块化设计使得在路由器硬件性能较高时，可扩展家庭云系统支持更多业务模块，当硬件配置限制性能较低时，可选择并裁剪一些业务，系统灵活自适应性强。
本发明还提供了一种所述的模块化家庭云系统的控制方法的较佳实施例的流程图，如图2所示，其中，方法包括：
步骤S100、所述传输模块绑定固定端口，并监听所有所述客户端发往固定端口数据的传输数据包；
步骤S200、当所述传输模块检测到所述传输数据包后，解析所述传输数据包，并判断所述传输数据包的来源；
步骤S300、若所述传输数据包的来源为管理员用户发来的登录请求，则所述认证模块分配用户令牌，并加入令牌队列；若数据来源为注册用户的业务请求，则所述认证模块校验令牌，并加入令牌队列；
步骤S400、所述认证模块检测到所述传输数据包校验通过后，解析出所述传输数据的业务数据，并将解析后的所述业务数据发送给所述业务模块；
步骤S500、所述业务模块处理完所述业务数据后，返回响应数据至所述客户端。
具体实施时，在家庭云系统中，HTTP模块绑定了固定端口，并监听所有发往该端口的http包。当http服务器收到数据包后，先对http包头数据进行分析（对于来自家庭外部网络的远程消息，需要先解密再分析http包头）。并可通过token规则的不同来判断消息的来源。
互联网用户的Token格式：d8578edf8458ce06fbc5bb76a58c5ca4（MD5）
admin用户的Token格式：#d8578edf8458ce06fbc5bb76a58c5ca4（#+MD5）
匿名用户的Token格式：@d8578edf8458ce06fbc5bb76a58c5ca4（@+MD5）
当数据来源为admin用户发来的登陆请求时，Authentication模块的tokenmgr部分对其分配用户utoken将此utoken加入管理队列。
当数据来源为互联网注册用户的业务请求时，Authentication模块的tokenmgr部分对utoken进行校验，并将该utoken加入管理队列。
utoken验证通过后，解析method和task_id,并针对不同method分发数据到对应的业务处理模块。每种请求的业务对应一种method，比如admin用户登录的method为login_p，重启路由器的method为restart。
业务模块处理完业务，返回响应数据至HTTP模块封包并发出。
进一步地，步骤S300还包括：
步骤S301、所述认证模块维护并管理当前路由器所有有效的令牌队列；
步骤S302、当检测到路由器的用户的令牌列表发生变化时，所述家庭云系统自动更新缓存的本地列表。
Authentication模块的令牌管理tokenmgr会维护并管理当前路由器的所有有效的token队列，utoken列表与账号信息相互关联，当路由器的绑定用户的utoken列表发生变化时，家庭云系统通过回调函数自动更新tokenmgr缓存的本地列表，此外tokenmgr每隔一段时间定期清除ttl过期的token，例如，优选的每隔3小时定期清除ttl过期的token。其中，ttl是Time To Live的缩写，是指生存时间值，即该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。TTL是IPv4包头的一个8 bit字段。
所述步骤S302之后包括：
步骤S321、当验证或分配新令牌时，若所述家庭云系统检测到路由器当前已有令牌总数超限，则先清理预定时间阈值内未收到新业务请求的令牌再进行分配。
为保证路由器的基本性能，当验证或分配新token时，若路由器当前已有utoken总数超限，则先清理15分钟内未收到新业务请求的utoken再进行分配，同一账号同时只能使用一个有效的utoken。对于未通过验证的utoken请求消息不会下发到业务模块直接返回失败。未绑定的互联网注册用户使用权限等同于匿名用户。
客户端与家庭云系统的交互消息为控制消息和数据消息，所述控制消息协议主体封装使用JSON格式，如上述系统实施例所述。
综上所述，本发明提供了一种模块化家庭云系统及其控制方法，系统包括：家庭云系统包括传输模块、业务模块、认证模块；所述传输模块为所述家庭云系统与认证服务器及客户端通信的服务接口，所述业务模块用于向所述客户端提供服务，通过传输模块与外部通信 ，所述认证模块用于处理所述家庭云系统与路由设备的控制消息的指令及核对控制消息协议版本的匹配性。本发明可很好的识别联网的智能终端，并进行流畅的文件分享，相册备份，路由器网络诊断等各种功能，其模块化设计易于裁剪，能更好的适应各种不同的高低端硬件配置路由器。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种模块化家庭云系统，其特征在于，所述家庭云系统包括传输模块、业务模块、认证模块；所述传输模块为所述家庭云系统与认证服务器及客户端通信的服务接口，所述业务模块用于向所述客户端提供服务，通过传输模块与外部通信 ，所述认证模块用于处理所述家庭云系统与路由设备的控制消息的指令及核对控制消息协议版本的匹配性。
2.根据权利要求1所述的模块化家庭云系统，其特征在于，所述业务模块具体包括文件系统管理服务模块、路由管理服务模块、用户管理服务模块、媒体服务模块；所述文件系统管理服务模块用于提供处理文件的操作服务，所述路由管理服务模块用于提供路由设备的操作服务，所述用户管理服务用于提供所述客户端远程登录认证、局域网内的设备绑定/解绑定服务，所述媒体服务模块用于提供多媒体文件的推送，生成图片缩略图服务。
3.根据权利要求2所述的模块化家庭云系统，其特征在于，所述家庭云系统还包括设备发现模块，所述设备发现模块用于检测接入所述家庭云中的设备。
4.根据权利要求1所述的模块化家庭云系统，其特征在于，所述系统还包括用于控制路由器的路由器操作模块。
5.根据权利要求1所述的模块化家庭云系统，其特征在于，所述客户端与所述家庭云系统的交互消息为控制消息和数据消息，所述控制消息协议主体封装使用JSON格式。
6.根据权利要求1～5任一项所述的模块化家庭云系统，其特征在于，所述系统还包括用于提供相互通信的可编程接口。
7.一种基于权利要求1所述的模块化家庭云系统的控制方法，其特征在于，方法包括：
A、所述传输模块绑定固定端口，并监听所有所述客户端发往固定端口数据的传输数据包；
B、当所述传输模块检测到所述传输数据包后，解析所述传输数据包，并判断所述传输数据包的来源；
C、若所述传输数据包的来源为管理员用户发来的登录请求，则所述认证模块分配用户令牌，并加入令牌队列；若数据来源为注册用户的业务请求，则所述认证模块校验令牌，并加入令牌队列；
D、所述认证模块检测到所述传输数据包校验通过后，解析出所述传输数据的业务数据，并将解析后的所述业务数据发送给所述业务模块；
E、所述业务模块处理完所述业务数据后，返回响应数据至所述客户端。
8.根据权利要求7所述的模块化家庭云系统的控制方法，其特征在于，所述步骤C还包括：
C1、所述认证模块维护并管理当前路由器所有有效的令牌队列；
C2、当检测到路由器的用户的令牌列表发生变化时，所述家庭云系统自动更新缓存的本地列表。
9.根据权利要求7所述的模块化家庭云系统的控制方法，其特征在于，所述步骤C2之后包括：
C21、当验证或分配新令牌时，若所述家庭云系统检测到路由器当前已有令牌总数超限，则先清理预定时间阈值内未收到新业务请求的令牌再进行分配。
10.根据权利要求7～9任一项所述的模块化家庭云系统的控制方法，其特征在于，所述客户端与所述家庭云系统的交互消息为控制消息和数据消息，所述控制消息协议主体封装使用JSON格式。
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