CN111447103B - 虚拟设备的管理***及方法、电子设备及介质 - Google Patents

虚拟设备的管理***及方法、电子设备及介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种虚拟设备的管理***及方法、电子设备及介质，客户端响应于用户的虚拟设备创建操作，将虚拟设备创建请求发送至虚拟服务父节点；虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数；虚拟服务父节点根据虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点；目标虚拟服务子节点根据接收到的模型信息创建分配数量个虚拟设备。通过本申请可以创建符合用户需求的虚拟设备，能够满足不同用户不同场景的需求，能够极大地降低相关测试成本。

Description

虚拟设备的管理***及方法、电子设备及介质
技术领域
本申请涉及虚拟设备技术领域，具体涉及一种虚拟设备的管理***及方法、一种电子设备以及一种计算机可读介质。
背景技术
随着ONVIF(Open Network Video Interface Forum，开放型网络视频接口论坛)标准规范在国际范围内的应用越来越广泛和深入，ONVIF设备的接入需求也日益增长。在接入ONVIF设备的过程中不仅要考虑协议的标准化，以及兼顾兼容性，对于接入性能的提升，也有着不可忽视的重要性。
但是通常情况下，实验室环境中的设备可能只有几台，没办法耗费大量的人力物力去搭建成百上千，甚至成千上万的ONVIF设备环境。同时，伴随着物联网、云服务、大数据等新兴技术的发展，实际项目中的设备数量将会越来越多，目前已经有很多百万设备级别的大项目存在，在实际项目中直接部署产品会暴露各种各样的性能问题，严重影响项目使用和客户评价。
更进一步地，随着越来越多的物联网(或云服务，或大数据)能力开放平台的建设，第三方合作伙伴或个人更愿意通过线上一体化持续集成开发运维(DevOps)环境来完成整个开发生命周期，因其可以极大地提升软件研发效率和工程化能力。其中，作为软件开发最为关键的测试环节，也可以通过线上测试来完成这一关键环节。线上测试环境，在自动化之前，往往无法申请过多的真实设备作为各种软件的测试资源，尤其对软件服务的性能测试无法针对性验证。
发明内容
本申请的目的是提供一种虚拟设备的管理***及方法、一种电子设备以及一种计算机可读介质。
本申请第一方面提供一种虚拟设备的管理***，包括：
客户端，用于响应于用户的虚拟设备创建操作，将虚拟设备创建请求发送至虚拟服务父节点；所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；
所述虚拟服务父节点，用于根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据所述目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点；
所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点，用于根据接收到的模型信息创建分配数量个虚拟设。
本申请第二方面提供一种虚拟设备的管理***，包括：
虚拟服务父节点，用于接收虚拟设备创建请求，所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；根据所述目标数据，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述虚拟设备模型标识及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点；
所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点，用于根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据所述模型信息创建分配数量个虚拟设备。
本申请第三方面提供一种虚拟设备的管理方法，应用于虚拟服务父节点，包括：
接收虚拟设备创建请求，所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；
根据所述虚拟设备创建请求，查询模型库，获得所述虚拟设备模型标识对应的模型信息；根据所述目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点，以使得所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备。
本申请第四方面提供一种虚拟设备的管理方法，应用于虚拟服务子节点，包括：
接收虚拟服务父节点发送的模型信息及分配数量,根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备；
或，
接收虚拟服务父节点发送的虚拟设备模型标识及分配数量，根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息，并根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备。
本申请第五方面提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现本申请第三方面或第四方面所述的方法。
本申请第六方面提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现本申请第三方面或第四方面所述的方法。
相较于现有技术，本申请提供的虚拟设备的管理***及方法、电子设备及介质，客户端响应于用户的虚拟设备创建操作，将虚拟设备创建请求发送至虚拟服务父节点；虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数；虚拟服务父节点根据虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点；目标虚拟服务子节点根据接收到的模型信息创建分配数量个虚拟设备。本方案根据虚拟设备模型可以创建符合用户需求的虚拟设备，使得用户能够基于足够数量的虚拟设备构建所需的测试环境，因此，通过上述***能够满足不同用户不同场景的需求，能够极大地降低相关测试成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请的一些实施方式所提供的一种虚拟设备的管理***的结构图；
图2示出了本申请的一些实施方式所提供的另一种虚拟设备的管理***的结构图；
图3示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种虚拟设备的管理***中各模块的交互原理图；
图4示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种虚拟服务子节点组成结构图；
图5示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种虚拟服务父节点组成结构图；
图6示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种模型管理服务模块组成结构图；
图7示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种客户端组成结构图；
图8示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种模型描述文件及其层级关系示例图；
图9示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种虚拟服务子节点的流程时序图；
图10A示出了本申请的一些实施方式所提供的一种虚拟设备的管理方法的流程图；
图10B示出了本申请的另一些实施方式所提供的一种虚拟设备的管理方法的流程图；
图10C示出了本申请的另一些实施方式所提供的一种虚拟设备的管理方法的流程图；
图11示出了本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图；
图12示出了本申请的一些实施方式所提供的一种计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
另外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例提供一种虚拟设备的管理***及方法、一种电子设备以及计算机可读介质，下面结合附图进行说明。
请参考图1，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种虚拟设备的管理***的结构图，如图所示，所述虚拟设备的管理***10(或者也可以称为虚拟实验室平台)，可以包括：
客户端110，用于响应于用户的虚拟设备创建操作，将虚拟设备创建请求发送至虚拟服务父节点120；所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量。例如，虚拟设备模型标识001对应的目标数量为200个，虚拟设备模型标识002对应的目标数量为500个。
所述虚拟服务父节点120，用于根据所述虚拟设备模型标识查询模型库140，获得对应的模型信息。所述模型库140包括虚拟设备模型的标识及对应的模型信息。
所述虚拟服务父节点120，还用于根据所述目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点130，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点130，每个目标虚拟服务子节点130对应一个分配数量，并将所述模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点130。
具体的，目标虚拟服务子节点，可以是虚拟服务父节点新创建的虚拟服务子节点，也可以是之前已创建的虚拟服务子节点，都可以用来本次创建虚拟设备。可以理解，如果之前已创建的虚拟服务子节点能够满足用户需求，则可以被用来本次创建虚拟设备，无需再耗费资源新创建。如果之前已创建的虚拟服务子节点不能够满足用户需求，则需要虚拟服务父节点创建新的虚拟服务子节点。
所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点130，用于根据接收到的模型信息创建分配数量个虚拟设备。
在本申请的一些实施方式中，所述虚拟服务父节点120，还可以用于：
定时采集虚拟服务子节点的各项运行状态信息，并根据所述各项运行状态信息对虚拟服务子节点进行管理。此外，虚拟服务父节点120还可以对所有虚拟服务子节点进行注册管理、心跳交互、状态监控和守护等，确保整个虚拟设备的管理***能够持续稳定运行。
在本申请的一些实施方式中，所述虚拟服务父节点120，还可以用于：
接收所述客户端发送的虚拟设备管理指令，并根据所述虚拟设备管理指令对虚拟服务子节点创建的虚拟设备进行管理，包括动态地启停和增删等管理操作。
请参考图2，其示出了本申请的一些实施方式所提供的另一种虚拟设备的管理***的结构图，如图所示，所述虚拟设备的管理***10，还包括：
建模模块150，用于获取待建模设备的建模数据，并根据所述建模数据建立虚拟设备模型，将所述虚拟设备模型的标识及对应的模型信息输出到所述模型库140。
模型库140和建模模块150可以构成模型管理服务模块，作为对模型的管理服务节点，该节点独立于虚拟服务子节点，不受集群调度的影响。
在本申请的一些实施方式中，建模模块150可以根据以下方式获取待建模设备的建模数据：
方式一：接入待建模设备对应的物理设备，获取所述物理设备的基本参数，根据所述基本参数提取待建模设备的建模数据。具体的，建模模块150可以主动连接物理设备，获取到物理设备的基本参数，根据这些基本参数提取物理设备的建模数据。
方式二：导入待建模设备对应的交互数据包，根据所述交互数据包提取待建模设备的建模数据。具体的，在建模模块150中，可以是通过客户端110导入交互数据包，也可以是通过U盘等存储介质导入交互数据包。
方式三：接收用户通过所述客户端发送的待建模设备的配置数据，根据所述配置数据提取待建模设备的建模数据。
本申请的一些实施方式中，上述虚拟服务父节点、虚拟服务子节点及建模模块、模型库可以两两或多个或全部集成于一体，也可以单独为服务器，可以是云服务器集群等。
本申请提供的虚拟设备的管理***，根据虚拟设备模型可以创建符合用户需求的虚拟设备，使得用户能够基于足够数量的虚拟设备构建所需的测试环境，因此，通过上述***能够满足不同用户不同场景的需求，能够极大地降低相关测试成本。
本申请另一实施例提供的一种虚拟设备的管理***，包括：
虚拟服务父节点，用于接收虚拟设备创建请求，所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；根据所述目标数据，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述虚拟设备模型标识及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点。
所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点，用于根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据所述模型信息创建分配数量个虚拟设备。
本实施例与前一实施例虚拟设备的管理***的区别在于，本实施例是目标虚拟服务子节点根据虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息，而前一实施例是虚拟服务父节点根据虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息。其余部分相同，在此不再赘述。
为了更好的理解本申请上述各实施例，请参考图3，其示出了本申请的一些具体实施方式所提供的一种虚拟设备的管理***中各模块的交互原理图，虚拟设备支持但不限于ONVIF协议，下面主要以构建虚拟的ONVIF设备为例。
首先对图中各模块的功能进行介绍：
1、虚拟服务子节点：
如图4所示，虚拟服务子节点主要由协议代理模块、协议解析模块、业务调度模块、资源管理模块、集群管理模块等组成。
1)协议代理模块：按照ONVIF协议的能力，支持UDP协议、TCP协议、HTTP协议、RTSP协议等，同时后续可扩展支持HTTPS、WEBSOCKET通信等方式，协议代理层实际上完成了对通信代理的封装。其中，基于ONVIF协议的标准，例如ONVIF信令协议传输采用HTTP协议，后续标准还支持了HTTPS、WEBSOCKET等。同样地，码流传输控制协议，也就是信令采用了RTSP协议，码流实际上可以支持RTSP OVER UDP,RTSP OVER TCP，RTSP OVER HTTP(S)/WEBSOCKE等。因此，协议代理模块可以细分为TCP协议代理子模块、UDP协议代理子模块、HTTP协议代理子模块、RTSP协议代理子模块等。它主要完成了和虚拟服务父节点的交互，以及向ONVIF设备客户端提供ONVIF通信服务。
2)协议解析模块：主要包括RTP流协议解析子模块，RTSP协议解析子模块，ONVIF协议栈等。主要负责对码流传输协议、实时流传输控制协议、ONVIF协议进行报文解析和组装。在实际实现中，协议解析模块将直接可以由模型数据进行转发。根据模型映射关系快速路由到所需要的模型数据，并提供协议服务。模型数据包括ONVIF信令模型、RTSP信令模型、码流数据模型等。
3)业务调度模块：主要包括媒体转发子模块、设备管理调度器、事件工厂。
①媒体转发子模块用于管理和完成码流数据模型的转分发。
②设备调度管理器，基于虚拟服务父节点的虚拟设备创建请求，在线程池内动态创建分配数量的设备实例。
③事件工厂，基于模型提供对外的ONVIF事件能力，根据模型创建不同的事件生产者，并通过协议代理模块提供给外部服务。
4)资源管理模块：主要包括媒体资源管理子模块、数据持久化子模块、设备资源管理子模块、模型管理子模块。
①媒体资源管理子模块主要负责从模型管理服务根据模型编号查询码流数据模型，并进行缓存，同时支持变更。
②设备资源管理子模块主要负责对基于设备模型创建的(批量的)设备实例进行缓存和管理，相当于设备资源内存库，设备实例的运行状态数据也会存储在这里。主要包括设备实例编号、设备IP地址和端口号、设备实例在线状态、设备实例用户数等。
③模型管理子模块主要负责对该虚拟服务子节点所负责的模型进行管理，一般而言，一个虚拟服务子节点可以管理一个以上的设备模型，根据不同的模型创建出不同的虚拟设备群。模型管理子模块主要缓存这些模型信息。
④数据持久化子模块主要负责完成对所述虚拟服务子节点所管理的设备模型、码流数据模型、事件模型等的本地化存储，当虚拟服务子节点(故障后或常规)重启，能够根据模型编号从虚拟服务父节点或模型管理服务查询模型及模型映射关系，执行自身校准，增强稳定性。模型可以是模型标识和/或模型信息。
5)集群管理模块：主要负责向虚拟服务父节点注册、维持心跳、处理集群管理信息等，同时支持单点故障、动态负载均衡等功能。
2、虚拟服务父节点：如图5所示，虚拟服务父节点由多个进程组成，主要包括集群守护服务、模型调度服务、设备调度服务、数据持久化服务等组成。
1)集群守护服务：主要负责对所述虚拟服务父节点的各个服务模块进行运行状态监控和守护，同时对所有虚拟服务子节点进行注册管理、心跳交互、状态监控和守护等。确保整个虚拟实验室的所有程序均能够持续稳定运行。
2)模型调度服务：主要负责对模型进行调度，将模型动态分配到动态创建的虚拟服务子节点上。
3)设备调度服务：主要负责对虚拟实验室客户端的设备申请提供动态创建设备池的服务，同时支持对设备池中的设备进行监测和控制，监测包括运行状态数据的监测，控制包括动态地启停和增删等。
4)数据持久化服务：主要负责对虚拟服务子节点与模型映射关系、虚拟服务子节点与设备映射关系、模型与设备映射关系、所有虚拟服务子节点信息等的缓存和持久化存储。
3、模型管理服务节点：如图6所示，主要包括建模服务、模型库等。
1)建模服务：主要负责支持对待建模设备的接入或数据导入或自定义，而后基于设备接入的数据或导入或自定义的数据进行动态分析、建模，最终将模型输出到模型库。
2)模型库：主要负责模型数据的缓存和持久化，支持模型的增删改查等接口。
4、虚拟实验室平台客户端：如图7所示，主要包括通信模块、协议模块、模型管理模块、设备管理模块、人机交互模块等。
1)通信模块：主要负责完成和虚拟服务子节点、虚拟服务父节点、模型管理服务的通信。
2)协议模块：主要用于处理和虚拟服务子节点、虚拟服务父节点、模型管理服务模块之间交互的报文的组装和解析。
3)模型管理模块：主要包括建模子模块、模型库管理子模块、模型广场等。
①建模子模块：通过设备接入或数据导入或自定义的方式，对虚拟设备进行建模。
②模型库管理子模块：用于对模型的添加、修改、删除、导出，均可支持批量。
③模型广场：可支持将模型分享给其他用户，模型与用户ID关联。
4)设备管理模块：主要负责对(批量的)设备实例的管理，包括启动和停止、增加和删除、设备运行状态监控等。
5)人机交互模块：主要用于实现上述所有功能的界面交互模块，界面的实现和业务功能的实现是解耦的。
如图3所示，上述虚拟设备的管理***(即虚拟实验室平台)中各模块交互的关键流程如下：
1)建模：根据数据的输入方式又可以分为至少3种方式，接入式建模、导入式建模、自定义建模。
①接入式建模：即通过接入真实设备(即物理设备)，自动提取设备数据进行分析建模的方式。流程如下：用户在虚拟实验室平台上添加待分析的真实设备，例如添加一个ONVIF设备A，录入真实的用户名和密码，选择待建模的能力集，例如设备管理服务(DeviceManagement)、媒体服务(Media Service)、高级媒体服务(Media2 Service)、事件服务(Event Service)。此时客户端通知模型管理服务节点的建模模块，建模模块会去向所述真实设备依次自动化执行采集所述4个能力的服务数据，包括信令报文、码流数据等。然后将这些数据进行抽象和提取，模型化为描述文件，描述文件以XML为例。码流数据则可进行文件化。模型描述文件及其层级关系示例如图8所示，一般而言，一个模型数据集合(例如Model.ID0000001或Model.ID0000002)称作一个模型。
②导入式建模：即在其他的平台接入某一个设备时，对与设备的数据交互进行了实时抓包。实时抓包要求至少应该包含较多的与设备交互的数据，否则最终根据抓包分析创建的模型，可能缺少部分关键数据。当然，当在建模过程中缺少某部分关键数据时，模型管理服务的建模服务会发出告警，在虚拟实验室平台上提示用户“模型校准”，详情中会包含缺少的关键能力源数据的描述。此时，用户应该再补充缺少的关键能力的抓包。例如，提示缺少设备管理服务(DeviceManagement Service)的源数据，则用户应抓取设备管理服务的包进行导入，建模服务会重新分析数据，计算模型，最终完成“模型校准”工作。最终输出的模型同①示例。
③自定义建模：即在虚拟实验室平台客户端页面上直接通过人工配置，选择设备，设定用户名、密码、序列号、端口号、支持的能力集勾选(更进一步地，可以支持对能力集中更细的功能项的勾选和配置，如设备管理服务中的模拟通道个数、数字通道个数、报警输入通道个数等，媒体服务中的视频采样率、分辨率等等)。同时还支持事件自定义，即对事件服务的自定义，包括事件类型、事件间隔、事件循环方式(单曲循环、列表循环、列表随机)。客户端将该建模请求发送给建模服务，建模服务根据用户自定义模型进行建模。
2)模型库：模型库支持对模型的管理，包括模型导入、模型修改、模型删除、模型查询。模型库由关系型数据库和数据文件集合组成。模型ID与用户ID的映射关系、模型ID与模型数据文件集合的映射关系等均储存在关系型数据库中；模型描述文件、流数据模型都储存在数据文件集合中。
①模型导入：建模服务计算完成的模型，将通过文件共享或协议通信方式导入模型库。同时，从虚拟实验室平台客户端也可以导入模型的方式，直接将模型数据集合导入到模型库。
②模型修改：即对模型库中的模型进行修改。用户在虚拟实验室平台客户端页面上可以查看模型详情，同时支持编辑修改模型的相关信息。
③模型查询：提供全量模型ID查询接口，根据模型ID查询单个模型，根据批量模型ID查询批量模型等接口。
④模型删除：删除某个模型，模型库中的也会永久清除。
3)设备池：基于模型对设备进行管理和调度，最大化利用资源，具有高性能和稳定性。主要流程如下：
①用户在虚拟实验室平台上选择某个模型，同时填写了申请设备的目标数量(也可称为设备数)、端口初值、序列号初值、用户名、密码等自定义信息后，模型ID、设备数、端口初值、序列号初值、用户名、密码会发送给虚拟服务父节点，若模型还支持事件服务(Event Service)的能力,则还同时携带事件生产间隔，事件循环方式等关键信息。
②虚拟服务父节点收到虚拟设备创建请求后，设备调度服务基于客户端的请求信息，创建设备池。设备池中缓存了所有设备对象的索引信息。一个设备对象的索引信息内储存了设备对象与模型ID的映射关系、设备对象与虚拟服务子节点的映射关系等。设备调度服务根据设备数来创建虚拟服务子节点，一个虚拟服务子节点为1个进程，进程内创建线程池，实现了多线程并发。假设一个虚拟服务子节点可创建的虚拟设备实例数的最大值为Smax，用户申请的设备数为xLu，则设备调度管理服务至少应该创建的虚拟服务子节点的数量f(x)的计算公式为：
Figure BDA0002405070420000121
此时计算出了最少应该创建的虚拟服务子节点的数量，当
Figure BDA0002405070420000122
未整除时，则虚拟服务子节点的数量(取整)为
Figure BDA0002405070420000123
此时，根据负载均衡策略，每个虚拟服务子节点上面的实际设备实例数Sr为
Figure BDA0002405070420000124
最终，设备池中生成了基于模型的和负载均衡策略生成的设备对象，同时映射关系已经分配完成。即需要创建多少的虚拟服务子节点，需要将哪些设备实例分配到哪些虚拟服务子节点上。
③虚拟服务父节点在创建虚拟服务子节点时，会通过命令行或者事件的方式将虚拟服务父节点的IP地址和端口、模型管理服务的IP地址和端口号、子节点编号、线程池最大线程数等信息传入。此时会检查该台服务器上面的端口池是否够用，在设备池内维护着服务器与端口池的映射关系，虚拟服务父节点可以管理多台服务器，以便应对单台服务器端口上限问题(端口范围0～65535)。若所述服务器上端口池够用,例如满足创建n(n为正整数)个子节点所需的设备实例数nSr个端口，则继续在上面创建n个虚拟服务子节点，否则将负载到另外1台具备足够端口池的服务器上创建虚拟服务子节点。进一步地，为了提高资源利用率，对每台服务器上面的端口池进行监控，已经使用的端口标记为不可用，否则标记为可用端口。在分配创建设备实例的时候，根据每台服务器上的端口池中的端口可用状态来动态地分配设备实例。例如服务器A的端口池已满，但用户申请的虚拟设备数还剩100个未创建，则这100个设备实例将被分配到服务器B上，服务器B上会动态创建1个新的虚拟服务子节点，这100个设备实例将会被分配到这个新的虚拟服务子节点上。
④进一步地，虚拟服务子节点的进程被创建完成。所述节点向虚拟服务父节点发起注册，注册成功后通过心跳维持。此时，虚拟服务父节点的集群守护服务会定时采集虚拟服务子节点的各项运行状态信息，包括运行CPU、内存、线程数、句柄数、硬盘空间等程序的基本状态信息，当监控到所述虚拟服务子节点发生异常时，会通过重启子节点的方式进行自我修复，若尝试一定次数的自我修复无效，将通过动态负载均衡，将分配在虚拟服务子节点上面的设备实例转移到另一个相对空闲的虚拟服务子节点上，若无，则动态创建1个虚拟服务子节点。
4)虚拟服务子节点：作为最重要的一个模块，虚拟服务子节点承载了最终向用户提供(批量)仿真设备的服务，即用户最终的使用效果验证，都是直接和虚拟服务子节点进行交互的。虚拟服务子节点的具体组成结构上文已经描述，可参考图4。此处详细阐述一下虚拟服务子节点的工作原理。
①接第3)-④，虚拟服务子节点正常运行且被监控着。虚拟服务父节点若有创建虚拟设备的需求，则会向虚拟服务子节点发送请求报文，报文携带着需要创建的模型信息和所需数量。例如，用户在客户端上选择了某个模型，提交了申请3000台ONVIF设备的请求后，此时，再点击加载模型，则虚拟服务父节点此时会向子节点发送上述请求报文。
②虚拟服务子节点收到后，将模型缓存在本地。
③用户在客户端上点击启动设备，此时父节点会向子节点发送启动设备请求，子节点收到后动态创建所需数量的虚拟设备，并定时由父节点的设备调度服务监控所有设备的运行状态。
④运行中的设备实例，用户可以在虚拟实验室平台上观察到其运行状态，同时可以手动点击控制其下线。此时父节点的设备调度服务会发送设备下线请求，请求中携带有具体的设备ID。子节点收到后，查询到该设备ID的虚拟设备，停止其设备实例的运行。以此类推，用户可以删除设备，则会销毁该设备实例。用户也可以在模型的基础上再新增虚拟设备，则父节点会通知子节点，再新创建设备实例。
⑤设备实例创建完成后，所有的虚拟设备此时都具备了向外部提供服务的能力。根据模型数据集合所具备的能力，提供服务。例如，虚拟设备Z是由上文中提到的模型Model.ID0000001创建的，则其模型数据集合如图8所示。当其要被接入一个VMS(视频综合管理平台)时，VMS作为ONVIF客户端，向虚拟设备Z获取ONVIF服务。例如，虚拟设备Z的IP地址为10.13.68.61，端口号为15801。当VMS发起获取设备能力集请求(GetCapabilitiesReq),此时，虚拟设备Z根据模型描述，首先通过VMS发起的HTTP服务地址http://10.13.68.61:15801/onvif/device_service，其中的device_service搜索到模型中的设备管理服务DeviceManagement。接着，通过GetCapabilities的键值搜索到了GetCapablities.xml,虚拟服务子节点则可以直接根据模型，将此XML作为响应返回给VMS。
⑥在第⑤步中，一般而言，需要校验VMS的安全性。此时通过wsse安全认证方式，对VMS发起的ONVIF客户端请求进行安全认证。虚拟设备Z中实现的原理即为不可逆算法。对客户端发送请求Header中的参数Username,Created时会原封不动，接收到的Nonce值后执行Base64解码，结果记为NonceOri；而设备的密码，虚拟设备Z本身就是知道的，此处使用明文Password；随之，将Usename,NonceOri,Created，设备密码(Password)4个值，按照公式PasswordDigest＝Base64((SHA1(Nonce+Create+Password)))进行运算，计算结果与报文中的<wsse:Password>进行比对。若比对一致，则认证通过；否则，安全认证失败。
⑦如图9所示，为虚拟服务子节点的流程时序图。设备调度管理器，用来匹配模型，协议解析子模块用于将模型中的响应信息组装成响应报文，然后通过协议代理子模块发送给客户端。
⑧若虚拟设备Z同时支持媒体服务(Media Service),当ONVIF客户端来进行取流时，首先基于模型，按照信令流程完成RTSP的信令交互。完成后，会使用媒体端口进行码流传输。故每个设备模型中，码流端口(rtsp服务端端口、rtsp客户端端口)也是必不可少的。同时也是动态资源，在动态负载均衡策略中，它也占了服务器的端口池的一部分。
⑨若虚拟设备Z同时支持事件服务(Event Service),则需实现事件工厂。该模块主要用于管理事件的生命周期，从生产到消费的各个环节。多个客户端可能会订阅，本模块需要管理订阅者，消费者，同时支持自定义事件。
事件生成者根据用户需求输入事件产生间隔(单位：秒)，事件类型(移动侦测、IO报警、视频遮挡等)，产生方式(单曲循环/列表随机/列表循环)来定义生产者。
事件工厂共包含至少三个子模块，及订阅管理者，消费管理者，生产管理者。
订阅管理者：负责管理每个客户端发起订阅时的订阅者地址(SubscriptionUri)。
消费管理者：负责管理订阅成功后返回给每个客户端的消费者地址(ConsumerUri)。
生产管理者：负责管理产生事件，并通过ONVIF协议栈和HTTP协议代理转发给每个订阅的客户端。
ONVIF协议中事件模式之一的基本通知接口模式：
a.当客户端向虚拟设备Z的事件服务Event Service请求订阅后，会返回一个Consumer Uri，这个Uri是由设备调度管理器生成的唯一标识，并进行管理。
b.此时Event Service开始生产事件，并通知Notify给客户端，客户端即接收到事件，此时发送事件的Subscription Uri，是客户端订阅时生产的唯一值，应该与每个客户端所关联。
c.由于每个订阅都有存活时间，故客户端需要定时向事件工厂的订阅管理者发起续订。
d.订阅管理者可能会收到不同的Consumer Uri的Renew请求，此时按照对应客户端予以响应成功。
e.当接收到取消订阅的请求时，订阅管理者应当通知事件生产者不再产生事件，同时自己移除该Consumer Uri，不再管理。
以上，为虚拟设备的管理***的关键实现原理，其中的细节部分原理相同，但可以有不同的实现方法，均作为本申请所保护的内容。例如，本申请可以与云计算技术相结合，提供云服务等。又例如，所述实例中的ONVIF协议可替换成其它协议。
在上述的实施例中，提供了一种虚拟设备的管理***，与之相对应的，本申请还提供三种虚拟设备的管理方法，请参考图10A、10B、10C。下述描述的方法实施例仅仅是示意性的。
如图10A所示，所述虚拟设备的管理方法，应用于虚拟服务父节点，可以包括：
步骤S101：接收虚拟设备创建请求，所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；
步骤S102：根据所述虚拟设备创建请求，查询模型库，获得所述虚拟设备模型标识对应的模型信息；根据所述目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点，以使得所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备。
在本申请实施例的一些实施方式中，所述方法还包括：
定时采集虚拟服务子节点的各项运行状态信息，并根据所述各项运行状态信息对虚拟服务子节点进行管理；
和/或，
接收用户通过客户端发送的虚拟设备管理指令，并根据所述虚拟设备管理指令对虚拟服务子节点创建的虚拟设备进行管理。
如图10B所示，所述虚拟设备的管理方法，应用于建模模块，可以包括：
步骤S201：获取待建模设备的建模数据；
步骤S202：根据所述建模数据建立虚拟设备模型；
步骤S203：根据所述虚拟设备模型的标识及对应的模型信息构建模型库。
在本申请实施例的一些实施方式中，所述获取待建模设备的建模数据，包括：
接入待建模设备对应的物理设备，获取所述物理设备的基本参数，根据所述基本参数提取待建模设备的建模数据；
或，导入待建模设备对应的交互数据包，根据所述交互数据包提取待建模设备的建模数据；
或，接收用户通过客户端发送的待建模设备的配置数据，根据所述配置数据提取待建模设备的建模数据。
如图10C所示，所述虚拟设备的管理方法，应用于虚拟服务子节点，可以包括：
步骤S301：接收虚拟服务父节点发送的模型信息及分配数量，或者，接收虚拟服务父节点发送的虚拟设备模型标识及分配数量，根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息。
步骤S302：根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备。
在本申请实施例的一些实施方式中，所述模型信息为多个，每个模型信息对应一个分配数量。具体的，一个虚拟服务子节点可以管理一个以上的设备模型，根据不同的模型创建出不同的虚拟设备群。
在本申请实施例的一些实施方式中，所述方法还包括：
当虚拟服务子节点重启后，向所述虚拟服务父节点查询自身的节点信息，进行自身校准；
其中，所述节点信息包括所述虚拟服务子节点对应的虚拟设备模型标识与虚拟设备的映射关系。
本申请实施例提供的上述各虚拟设备的管理方法，与本申请前述实施例提供的虚拟设备的管理***出于相同的发明构思，具有相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的虚拟设备的管理方法对应的电子设备，所述电子设备可以是用于客户端的电子设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行上述应用程序推荐方法。
请参考图11，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图。如图11所示，所述电子设备20包括：处理器200，存储器201，总线202和通信接口203，所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接；所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序，所述处理器200运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的虚拟设备的管理方法。
其中，存储器201可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口203(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线202可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器201用于存储程序，所述处理器200在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述虚拟设备的管理方法可以应用于处理器200中，或者由处理器200实现。
处理器200可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器200中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器200可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201，处理器200读取存储器201中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的虚拟设备的管理方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的虚拟设备的管理方法对应的计算机可读介质，请参考图12，其示出的计算机可读存储介质为光盘30，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的虚拟设备的管理方法。
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的虚拟设备的管理方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、***和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，***或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (11)

1.一种虚拟设备的管理***，其特征在于，包括：
客户端，用于响应于用户的虚拟设备创建操作，将虚拟设备创建请求发送至虚拟服务父节点；所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；
所述虚拟服务父节点，用于根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据所述目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点；
所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点，用于根据接收到的模型信息创建分配数量个虚拟设备；
其中，所述虚拟设备是指虚拟的ONVIF设备。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：
建模模块，用于获取待建模设备的建模数据，并根据所述建模数据建立虚拟设备模型，将所述虚拟设备模型的标识及对应的模型信息输出到所述模型库。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述建模模块根据以下方式获取待建模设备的建模数据：
方式一：接入待建模设备对应的物理设备，获取所述物理设备的基本参数，根据所述基本参数提取待建模设备的建模数据；
方式二：导入待建模设备对应的交互数据包，根据所述交互数据包提取待建模设备的建模数据；
方式三：接收所述客户端发送的待建模设备的配置数据，根据所述配置数据提取待建模设备的建模数据。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述虚拟服务父节点，还用于：
定时采集虚拟服务子节点的各项运行状态信息，并根据所述各项运行状态信息对虚拟服务子节点进行管理；
和/或，
接收所述客户端发送的虚拟设备管理指令，并根据所述虚拟设备管理指令对虚拟服务子节点创建的虚拟设备进行管理。
5.一种虚拟设备的管理***，其特征在于，包括：
虚拟服务父节点，用于接收虚拟设备创建请求，所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；根据所述目标数量 ，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述虚拟设备模型标识及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点；
所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点，用于根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息；根据所述模型信息创建分配数量个虚拟设备；
其中，所述虚拟设备是指虚拟的ONVIF设备。
6.一种虚拟设备的管理方法，应用于虚拟服务父节点，其特征在于，包括：
接收虚拟设备创建请求，所述虚拟设备创建请求包括虚拟设备模型标识和目标数量；
根据所述虚拟设备创建请求，查询模型库，获得所述虚拟设备模型标识对应的模型信息；根据所述目标数量，确定至少一个目标虚拟服务子节点，将所述目标数量分配给所述至少一个目标虚拟服务子节点，每个目标虚拟服务子节点对应一个分配数量，并将所述模型信息及分配数量发送至对应的目标虚拟服务子节点，以使得所述至少一个目标虚拟服务子节点中的每个目标虚拟服务子节点根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备；
其中，所述虚拟设备是指虚拟的ONVIF设备。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
定时采集虚拟服务子节点的各项运行状态信息，并根据所述各项运行状态信息对虚拟服务子节点进行管理；
和/或，
接收用户通过客户端发送的虚拟设备管理指令，并根据所述虚拟设备管理指令对虚拟服务子节点创建的虚拟设备进行管理。
8.一种虚拟设备的管理方法，应用于虚拟服务子节点，其特征在于，包括：
接收虚拟服务父节点发送的模型信息及分配数量,根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备；
或，
接收虚拟服务父节点发送的虚拟设备模型标识及分配数量，根据所述虚拟设备模型标识查询模型库，获得对应的模型信息，并根据所述模型信息创建所述分配数量个虚拟设备；
其中，所述虚拟设备是指虚拟的ONVIF设备。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当虚拟服务子节点重启后，向所述虚拟服务父节点查询自身的节点信息，进行自身校准；
其中，所述节点信息包括所述虚拟服务子节点对应的虚拟设备模型标识与虚拟设备的映射关系。
10.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现如权利要求6至9中任一项所述的方法。
11.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如权利要求6至9中任一项所述的方法。
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