Embedded SIG

分布式軟總線

- 特性介紹?-

背景

openEuler秉承著打造“數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施操作系統(tǒng)”的愿景，為促進(jìn)與OpenHarmony生態(tài)的合作與互通，實(shí)現(xiàn)端邊領(lǐng)域的互通和協(xié)同，首次在嵌入式領(lǐng)域引入分布式軟總線技術(shù)。

分布式軟總線是OpenHarmony社區(qū)開源的分布式設(shè)備通信基座，為設(shè)備之間的互通互聯(lián)提供統(tǒng)一的分布式協(xié)同能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備無感發(fā)現(xiàn)和高效傳輸。

OpenHarmony主要面向強(qiáng)交互等需求的智能終端、物聯(lián)網(wǎng)終端和工業(yè)終端。openEuler主要面向有高可靠、高性能等需求的服務(wù)器、邊緣計(jì)算、云和嵌入式設(shè)備，二者各有側(cè)重。通過以分布式軟總線為代表的技術(shù)進(jìn)行生態(tài)互通，以期實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的效果，支撐社區(qū)用戶開拓更廣闊的行業(yè)空間。

架構(gòu)

軟總線的主要架構(gòu)如下：

軟總線主體功能分為發(fā)現(xiàn)、組網(wǎng)、連接和傳輸四個(gè)基本模塊，實(shí)現(xiàn)：

· 即插即用：快速便捷發(fā)現(xiàn)周邊設(shè)備。

· 自由流轉(zhuǎn)：各設(shè)備間自組網(wǎng)，任意建立業(yè)務(wù)連接，實(shí)現(xiàn)自由通信。

· 高效傳輸：通過WIFI、藍(lán)牙設(shè)備下軟硬件協(xié)同最大化發(fā)揮硬件傳輸性能。

軟總線南向支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信，同時(shí)后續(xù)可持續(xù)拓展WIFI、藍(lán)牙等多種通信方式。并為北向的分布式應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，屏蔽底層通信機(jī)制。

軟總線依賴于設(shè)備認(rèn)證、IPC、日志和系統(tǒng)參數(shù)（SN號）等周邊模塊，嵌入式系統(tǒng)中將這些依賴模塊進(jìn)行了樣板性質(zhì)的替換，以實(shí)現(xiàn)軟總線基本功能。實(shí)際的周邊模塊功能實(shí)現(xiàn)，還需要用戶根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)場景進(jìn)行豐富和替換，以拓展軟總線能力。

- 應(yīng)用指南?-

部署示意

軟總線支持局域網(wǎng)內(nèi)多設(shè)備部署，設(shè)備間通過以太網(wǎng)通信。單設(shè)備上分為server和client，二者通過IPC模塊進(jìn)行交互。

注意：

當(dāng)前IPC模塊和SN號等系統(tǒng)參數(shù)，嵌入式版本提供的僅為參考模板，還無法支持多節(jié)點(diǎn)和多client部署。用戶可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)場景進(jìn)行IPC模塊和SN號系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行功能豐富，以拓展軟總線部署能力。

服務(wù)端啟動(dòng)

服務(wù)端主程序?yàn)閟oftbus_server_main，執(zhí)行該主程序既可拉起軟總線服務(wù)端。

當(dāng)服務(wù)端被拉起時(shí)，會(huì)主動(dòng)通過名為ethX的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行coap廣播，若探測到對端設(shè)備存在則會(huì)啟動(dòng)自組網(wǎng)。

客戶端API

頭文件在sdk和initrd中均存放在/usr/include/dsoftbus/下，其中：

1. discovery\_service.h：發(fā)現(xiàn)模塊頭文件，支持應(yīng)用主動(dòng)探測和發(fā)布的API如下：

當(dāng)服務(wù)端被拉起時(shí)，會(huì)主動(dòng)通過名為ethX的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行coap廣播，若探測到對端設(shè)備存在則會(huì)啟動(dòng)自組網(wǎng)。

2. softbus\_bus\_center.h：組網(wǎng)模塊頭文件，支持獲取組網(wǎng)內(nèi)設(shè)備信息API如下：

3. session.h：連接/傳輸模塊頭文件，支持創(chuàng)建session和數(shù)據(jù)傳輸API如下：

各API參數(shù)詳見頭文件描述。

應(yīng)用示例

1.編寫客戶端程序

編寫客戶端程序依托于Embedded版本發(fā)布的SDK，按如下步驟進(jìn)行SDK環(huán)境使用準(zhǔn)備。

1.1 安裝SDK

執(zhí)行SDK自解壓安裝腳本

根據(jù)提示輸入工具鏈的安裝路徑，默認(rèn)路徑是/opt/openeuler//；若不設(shè)置，則按默認(rèn)路徑安裝；也可以配置相對路徑或絕對路徑。

舉例如下：

1.2 設(shè)置SDK環(huán)境變量

前一步執(zhí)行結(jié)束最后已打印source命令，運(yùn)行即可。

1.3 查看是否安裝成功

運(yùn)行如下命令，查看是否安裝成功、環(huán)境設(shè)置成功。

?

?

接下來編寫客戶端程序。

創(chuàng)建一個(gè)main.c文件，源碼如下：

?

?

創(chuàng)建一個(gè)`CMakeLists.txt`文件，源碼如下：

?

?

編譯客戶端

?

?

編譯完成后會(huì)得到`dsoftbus_hello`。

2. 構(gòu)建QEMU組網(wǎng)環(huán)境

在host中創(chuàng)建網(wǎng)橋br0

啟動(dòng)qemu1

注意

首次運(yùn)行如果出現(xiàn)如下錯(cuò)誤提示：

?

則需要向指示的文件添加“allow br0”

?

?

啟動(dòng)qemu2

?

?

注意

qemu1與qemu2的mac地址需要配置為不同的值。

配置IP

分別在host、qemu1、qemu2使用ping進(jìn)行測試，確保qemu1可以ping通qemu2。

3. 啟動(dòng)分布式軟總線

分別在qemu1和qemu2的根目錄下運(yùn)行`dsoftbus_hello`，將得到如下輸出：

qemu1和qemu2分別輸出了發(fā)現(xiàn)的對方設(shè)備的基礎(chǔ)信息。

編譯指導(dǎo)

編譯依托于Embedded版本發(fā)布的容器鏡像，請參考容器構(gòu)建指導(dǎo)進(jìn)行容器環(huán)境準(zhǔn)備。

1. 下載腳本所在倉庫（例如下載到`src/yocto-meta-openeuler`目錄下）

?

?

2. 執(zhí)行下載腳本

?

 下載最新軟總線代碼:```bashsh src/yocto-meta-openeuler/scripts/download_code.sh dsoftbus```

?

代碼默認(rèn)下載到與`yocto-meta-openeuler`同級別的路徑，如需修改軟總線或者其依賴的模塊代碼可到對應(yīng)路徑下查找`dsoftbus/_standard`和`yocto-embedded-tools`倉庫進(jìn)行對應(yīng)修改。

3. 編譯編譯腳本

編譯工作目錄名為dsoftbus/_build，編譯生成件目錄名為dsoftbus/_output，二者均默認(rèn)與yocto-meta-openeuler在同級別路徑。

- 限制約束?-

1. 僅支持局域網(wǎng)下的coap發(fā)現(xiàn)。WIFI/BLE等功能在后續(xù)版本中持續(xù)支持。

2. 目前提供的IPC、SN號等軟總線的依賴模塊均為樣例，僅支持雙設(shè)備節(jié)點(diǎn)部署，client-server一對一部署的能力。期待后續(xù)與社區(qū)伙伴，根據(jù)實(shí)際場景共同對這些依賴模塊進(jìn)行實(shí)例化。

審核編輯：劉清