虚拟化磁盘数据传输连接的方法

本发明涉及信息通讯领域，特别涉及一种虚拟化磁盘数据传输连接的方法。

在信息通讯领域，协议又称规程，是指数据通讯双方对数据传送过程进行控制的一种规约。协议中一般都会对数据格式、控制字符、通讯方式、传送速率、步骤、纠错方式等做出统一规范。通讯双方在进行数据通讯时，必须共同遵守事先约定的协议才能互相传递信息。当前数据通讯领域有很多协议，并且协议之间都不太一样，比如：网络传输控制协议TCP/IP，局域网顺序包协议IPX/SPX，模拟通信线路中调制解调器的RS232，可编程逻辑控制器PLC中串行通信Modbus等。有部分网络协议，如UDP协议，会尽最大努力去完成数据的传输，但并不保证传输的数据是可靠的数据。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能建立可靠的数据传送通道、网络传输延迟较小、不会消耗用户端或服务端设备的系统资源的虚拟化磁盘数据传输连接的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种虚拟化磁盘数据传输连接的方法，包括如下步骤：

A)用户端发出虚拟化私有磁盘连接申请封包命令，VTSDTransProtocol协议(虚拟化磁盘数据传输协议)接受所述申请封包命令；

B)所述VTSDTransProtocol协议将所述申请封包命令提交至服务端，所述服务端执行连接申请解析命令，分解出BaseFrame标识、VTStoragerDisk标识、网络标识、源和目标位置和用户权限，同时产生解析结果返回码并返回给所述用户端；

C)所述用户端接收所述服务端返回的所述解析结果返回码，如果所述解析结果返回码为ON，表示成功，则启动VTStoragerDisk组件；

D)所述用户端和服务端之间的VTStoragerDisk组件之间的虚拟化私有磁盘连接建立成功，所述用户端和服务端之间开始数据传输动作；

E)使用所述VTSDTransProtocol协议在所述用户端和服务端之间成功建立连接后，所述用户端使用的客户端设备将产生由所述服务端自动生成的私有化磁盘，此时所述用户端和所述私有化磁盘之间进行的数据操作至少通过指定的网络协议进行。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述VTSDTransProtocol协议的封装格式包括依次排列的BaseFrame标识、VTStoragerDisk标识、网络标识、用户、口令、源地址、目标地址、应答号和命令。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述VTSDTransProtocol协议能使用多地址的方式来实现多网之间的联合使用。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述VTSDTransProtocol协议中包含若干选项逻辑字符，负责针对连接进行处理和响应，所述处理和响应包括申请状态、验证状态和反馈状态。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述VTSDTransProtocol协议在进行连接的过程中，通过执行命令来识别、控制和配置连接的部分参数，实现在协议连接过程中环境诊断、负载分配、传输速率调节、路由选择和端口选择。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，使用所述VTSDTransProtocol协议建立连接的过程是一次性的，直到所述VTStoragerDisk组件连接断开后，再执行下一次连接的新动作。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述BaseFrame标识用于指定整体应用框架标识号，长度为8位字节，用于实现框架内多应用之间的交互标识。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述VTStoragerDisk标识用于说明用户端使用的VTStoragerDisk组件的标识号，长度为8位字节，用于自动连接虚拟化磁盘的唯一客户端标识。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，所述网络标识为MAC地址或IP地址，同时支持IPv4/IPv6形式。

在本发明所述的虚拟化磁盘数据传输连接的方法中，传输连接封包中包含安全认证信息，所述安全认证信息至少包括用户、口令和权限信息，将所述安全认证信息直接加载至数据包分段中，成为数据包信息的一部分。

实施本发明的虚拟化磁盘数据传输连接的方法，具有以下有益效果：由于用户端发出虚拟化私有磁盘连接申请封包命令，VTSDTransProtocol协议接受申请封包命令；VTSDTransProtocol协议将申请封包命令提交至服务端，服务端执行连接申请解析命令，分解出BaseFrame标识、VTStoragerDisk标识、网络标识、源和目标位置和用户权限，同时产生解析结果返回码并返回给用户端；用户端接收服务端返回的返回码，如果返回码为ON，表示成功，则启动VTStoragerDisk组件；用户端和服务端之间的VTStoragerDisk组件之间的虚拟化私有磁盘连接建立成功，用户端和服务端之间开始数据传输动作；使用VTSDTransProtocol协议在用户端和服务端之间成功建立连接后，用户端使用的客户端设备将产生由服务端生成的私有化磁盘，此时用户端和私有化磁盘之间进行的数据操作至少通过指定的网络协议进行；VTSDTransProtocol协议面向连接，具有连接状态返回值，从而建立的是可靠的数据传送通道；VTSDTransProtocol协议是“一对一”的连接类型，成功连接建立后，用户端通过协议中的网络标识、源和目标地址、应答号等选项知道服务端一定可以收到连接信息(否则，连接会失败)，因此经过中间网络设备时不需要再次进行存储转发，网络传输延迟较小；同时，VTSDTransProtocol协议建立的连接不参与实际数据的传输过程，即：一旦连接建立成功，它的任务就已经完成，不会消耗用户端或服务端设备的系统资源；VTSDTransProtocol协议传输数据包直接包含用户和权限信息，服务端和客户端之间直接验证数据包的安全性和操作权限，从而从数据源头阻断非法数据访问；因此本发明能建立可靠的数据传送通道、网络传输延迟较小、不会消耗用户端或服务端设备的系统资源。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明虚拟化磁盘数据传输连接的方法一个实施例中VTStoragerDisk组件分割私有磁盘空间的示意图；

图2为所述实施例中虚拟化磁盘数据传输连接的方法的流程框图；

图3为所述实施例中虚拟化磁盘数据传输连接的方法的流程图；

图4为所述实施例中VTSDTransProtocol协议的封装格式示意图；

图5为所述实施例中采用VTSDTransProtocol协议建立连接的示意图；

图6为所述实施例中VTSDTransProtocol协议中所包含的若干选项逻辑字符的示意图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本发明虚拟化磁盘数据传输连接的方法实施例中，AtomBaseFrame应用框架下包含虚拟私有磁盘组件VTStoragerDisk，它是一种体现“物理存储集中管理，逻辑存储分散使用”的数据使用新方式，通过VTStoragerDisk组件，可以将实际物理存储设备设施中的磁盘设备进行自由分割使用，然后分配给本地用户、私有网络用户、公有网络用户、远程用户分散使用。

VTStoragerDisk组件分割的私有磁盘空间之所以被客户端用户识别、分配、连接和使用，正是由于“虚拟化磁盘数据传输协议VTSDTransProtocol”的通讯约定作用。VTStoragerDisk建立的虚拟磁盘连接可以看作VTSDTransProtocol协议的通讯表现形式。VTStoragerDisk组件分割私有磁盘空间的示意图如图1所示。

VTSDTransProtocol协议是为了在实际存在的物理存储设备与虚拟化的私有磁盘客户端之间建立连接的、面向传输层的网络通讯协议。VTSDTransProtocol协议使用“用户+服务”的模型：虚拟化的私有磁盘相当于用户端，将实际需要使用私有化磁盘的连接命令发送给服务端；实际的物理存储设备相当于服务端，用于处理用户发来的命令，并返回命令的执行结果。VTSDTransProtocol协议同现有的网络通讯协议并不冲突，相反，通过VTSDTransProtocol协议在用户端和服务端之间建立成功的连接后，实际传输的数据仍然使用传统的网络协议TCP/IP或UDP来进行交换，其流程框图如图2所示。

该虚拟化磁盘数据传输连接的方法的流程图如图3所示。图3中，该虚拟化磁盘数据传输连接的方法包括如下步骤：

步骤S01用户端发出虚拟化私有磁盘连接申请封包命令，VTSDTransProtocol协议接受申请封包命令：本步骤中，用户端发出虚拟化私有磁盘连接申请封包命令，VTSDTransProtocol协议接受申请封包命令。

步骤S02VTSDTransProtocol协议将申请封包命令提交至服务端，服务端执行连接申请解析命令，分解出BaseFrame标识、VTStoragerDisk标识、网络标识、源和目标位置和用户权限，同时产生解析结果返回码并返回给用户端：本步骤中，VTSDTransProtocol协议将申请封包命令提交至服务端，服务端执行连接申请解析命令，分解出BaseFrame标识、VTStoragerDisk标识、网络标识、源和目标位置和用户权限等子选项，同时产生解析结果返回码(是AtomBaseFrame应用框架中定义的公共常量VTSDTRANSRETURN＝{ON|OFF|NULL})，返回给用户端。

步骤S03用户端接收服务端返回的解析结果返回码，如果解析结果返回码为ON，表示成功，则启动VTStoragerDisk组件：本步骤中，用户端接收服务端返回的解析结果返回码VTSDTRANSRETURN，如果VTSDTRANSRETURN＝ON，表示成功，则启动VTStoragerDisk组件。

步骤S04用户端和服务端之间的VTStoragerDisk组件之间的虚拟化私有磁盘连接建立成功，用户端和服务端之间开始数据传输动作：本步骤中，用户端和服务端之间的VTStoragerDisk组件之间的虚拟化私有磁盘连接建立成功，用户端和服务端之间开始数据传输动作。

步骤S05使用VTSDTransProtocol协议在用户端和服务端之间成功建立连接后，用户端使用的客户端设备将产生由服务端自动生成的私有化磁盘，此时用户端和私有化磁盘之间进行的数据操作通过指定的网络协议进行：本步骤中，使用VTSDTransProtocol协议在用户端和服务端之间成功建立连接后，用户端使用的客户端设备将产生由服务端自动生成的私有化磁盘，此时用户端和私有化磁盘之间进行的数据操作(例如：复制、打开关闭文件、播放音频视频等)通过指定的网络协议进行，该指定的网络协议可以是TCP/IP、UTP或其他现有技术中的网络协议。

VTSDTransProtocol协议为AtomBaseFrame应用框架下的虚拟存储私有磁盘组件VTStoragerDisk提供“端到端、点到点”的连接支持。VTSDTransProtocol协议面向连接，具有连接状态返回值，从而建立的是可靠的数据传送通道；而不像部分网络协议，如UDP协议，会尽最大努力去完成数据的传输，但并不保证传输的数据是可靠的数据。

VTSDTransProtocol协议是“一对一”的连接类型，成功连接建立后，用户端通过协议中的网络标识、源和目标地址、应答号等选项知道服务端一定可以收到连接信息(否则，连接会失败)，因此经过中间网络设备时不需要再次进行存储转发，网络传输延迟较小；同时，VTSDTransProtocol协议建立的连接不参与实际数据的传输过程，即：一旦连接建立成功，它的任务就已经完成，不会消耗用户端或服务端设备的系统资源。采用VTSDTransProtocol协议建立连接的示意图如图5所示。

图4为本实施例中VTSDTransProtocol协议的封装格式示意图，图4中，该VTSDTransProtocol协议的封装格式包括依次排列的BaseFrame标识、VTStoragerDisk标识、网络标识、用户、口令、源地址、目标地址、应答号和命令。

其中，BaseFrame标识用于指定整体应用框架标识号，长度为8位字节。用于实现框架内多应用之间的交互标识，方便处理分布式虚拟化磁盘分配和识别。一般情况下，BaseFrame标识在一定范围内是唯一的(如：局域网内)，但如果连接Internet有可能会出现多个框架，此时必须指定唯一的框架号，如：BASEFRAMEGID＝{www.ahdpoint}。

VTStoragerDisk标识用于说明用户端使用的VTStoragerDisk组件的标识号，长度为8位字节，用于自动连接虚拟化磁盘的唯一客户端标识。由于用户端数量众多，此标识无需手动指定，AtomBaseFrame应用框架会根据CPU信息、当前时间信息、和随机数信息自动生成，如：VTSTORAGERDISKGID＝{AF9219EF$1086$01D1$C4D7$00A04AC954EF}。

上述网络标识为MAC地址或IP地址，同时支持IPv4/IPv6形式；如：NETWORKIP＝{10.10.96.100/255.0.0.0}；BASEFRAMEGID、VTSTORAGERDISKGID和网络标识NETWORKIP，三者连接合并后，作为VTSDTransProtocol协议连接数据包的唯一标识符。

上述用户用于说明谁来连接服务端。AtomBaseFrame应用框架下的FrameUsersRule组件用来统一生成用户列表，第一次建立连接时需要手动指定；如：VTSTORAGERDISKUSER＝{abc}。

上述口令为用户连接私有磁盘时指定的验证密码；默认情况下，验证密码等同于FrameUsersRule组件中建立的用户的密码，但用户密码和私有磁盘连接密码可以不相同，以增加数据连接的安全性；如：VTSTORAGERDISKUSERPWD＝{******}。

源地址指的是实际存储设备设施的网络地址；目标地址指的是保留选项，默认使用网络标识的值。应答号用于当服务返回代码给客户时，标识连接是否建立成功或失败；如：VTSDTRANSRETURN＝ON。

对于命令，用户端户和服务端之间建立连接的过程中，可以附加执行命令或命令参数，实现在连接协议过程中环境诊断、负载分配、传输速率调节、路由选择和端口选择等；如：RETURNTIME＝1表示连接建立的反馈时间，若超过1秒，则表示此连接建立不成功，超过1秒并不能表示连接就一定有故障，只是说明此时的网络延时较高，由于VTStoragerDisk组件直接通过网络传输数据，低延时的网络环境更有利于数据使用上的高效和用户体验。

另外，VTSDTransProtocol协议中包含命令选项，在实际数据传输过程中，可起到辅助传输的作用；如：使用RETURNTIME＝1可以诊断网络延时；使用MAXSPEED＝10或MINSPEED＝3命令，可以控制用户端的最大传输速度是10M和最小传输速度是3M。

该VTSDTransProtocol协议支持多地址功能。一般情况下，特别是物理存储设备可能包含多块网卡并使用不同网段地址的情况，VTSDTransProtocol协议可以使用多地址的方式来实现多网之间的联合使用。如：指定物理存储的源地址VTSTORAGERDISKSOURCEADDR＝{10.10.96.1/255.0.0.0；10.10.96.2/255.0.0.0}。

使用VTSDTransProtocol协议无需改造现有网络系统，实际上VTSDTransProtocol协议本身包含的连接数据量并不是很大，它更注重的是用户和服务之间连接的连通性、连续性和验证安全性等，为后续的VTStoragerDisk组件处理私有化磁盘空间做准备。

VTSDTransProtocol协议是处于传输层的协议，实现端到端的数据传输，协议本身可进行多次使用，即在一个网络环境下可同时创建多个连接。VTSDTransProtocol协议为用户端提供透明的传输，同时为上层服务端提供可靠的数据服务，并且通过协议中的命令可选择性的控制流量，差错校验，延时等级等。

VTSDTransProtocol协议中包含若干选项逻辑字符，图6为本实施例中VTSDTransProtocol协议中所包含的若干选项逻辑字符的示意图，这些字段负责针对连接进行处理和响应，可有三种状态，即：申请状态、验证状态和反馈状态。其中，申请状态表示用户端与服务端之间的连接的约定准备阶段，会生成协议连接的唯一识别码，只有当此唯一识别码都相同的情况下，连接才会继续。验证状态用于标识连接协议的用户、口令和权限，此过程会调用AtomBaseFrame应用框架下的FrameUsersRule组件，比配用户和权限，如协议本身包含了口令，则使用协议口令，否则使用FrameUsersRule组件中的相同用户的口令。反馈状态指的是：若成功，则表示协议连接建立正确，VTStoragerDisk组件通过识别此反馈(ON状态)接管数据传输工作。

VTSDTransProtocol协议在进行连接的过程中，可以通过执行命令来识别、控制和配置连接的部分参数等功能，实现在协议连接过程中的判断网络环境、负载分配、传输速率调节、路由选择和端口选择等情况，而不是在数据传输过程中去判断。命令直接封装在协议包中，实际执行的命令名称、值和实际功能由AtomBaseFrame应用框架全局定义。

使用VTSDTransProtocol协议建立连接的过程是一次性的，直到VTStoragerDisk组件连接断开后，才会执行下一次连接的新动作，由此不会额外增加系统负荷和过多的网络带宽。

本实施例中，传输连接封包中包含安全认证信息，该安全认证信息至少包括用户、口令和权限信息，将安全认证信息直接加载至数据包分段中，成为数据包信息的一部分，可从数据源头阻断非法的数据访问；即使通过某些非法手段获取到数据包，也因没有用户及与之关联的操作执行权限，而无法使用该数据。

总之，本发明能建立可靠的数据传送通道、网络传输延迟较小、不会消耗用户端或服务端设备的系统资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。