拓扑关系如何管理？

最新推荐文章于 2024-03-27 15:32:45 发布
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#数据库 #物联网 #网关 #边缘计算 #边缘网关 #拓扑关系

在设备对接涂鸦云端时，部分子设备需通过网关中转接入。要实现此功能，子设备和网关需建立拓扑关系。本文介绍了建立拓扑关系的三种方式，详细说明了网关设备侧管理拓扑关系的协议内容，包括绑定、删除子设备，建立、删除、查询拓扑关系及通知拓扑变更等交互流程。

在设备对接涂鸦的云端过程中，一部分设备由于自身资源或硬件配置，无法直接连接云端。而是需要通过网关进行中转，由网关代理实现和云端进行数据交互，间接实现设备接入云端。这样的设备也称为子设备。

要想实现网关代理子设备接入云端，子设备和网关需要先建立关联关系，也称为 拓扑关系。

方式对比

建立拓扑关系有三种方式，您可以根据实际情况，选择其中一种，并且注意不要混用。

名称适用场景接口特点
动态发现
  • 无法事先获取子设备信息，无法提前在云端注册子设备和烧录注册信息。
  • 网关能发现子设备，动态向云端注册子设备并建立拓扑。
网关绑定子设备全自动
网关建立拓扑
  • 事先获取子设备信息，并在云端注册子设备。
  • 拿到子设备注册信息后，烧录到子设备或者网关里面。
  • 网关发现子设备，调用云端接口建立拓扑关系。
建立拓扑关系半自动
平台管理
  • 事先获取子设备信息，并在云端注册子设备。
  • 在云端上建立拓扑关系。
建立拓扑关系全手动

本文主要介绍用于网关设备侧管理拓扑关系的协议内容，并详细说明每个协议。

网关绑定子设备（动态发现）

网关动态发现子设备，请求云端注册子设备并建立拓扑关系，云端返回请求结果。这对应方式对比章节的 动态发现 方式。

交互流程

拓扑关系管理

设备发送消息

设备检测到子设备连接，主动向云端发送绑定子设备消息。

topic: tylink/${deviceId}/device/sub/bind

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189600,
    "version":"1.0",
	"data":[
      {
        "productId":"a123b456****",
        "clientId":"123455asdf****"
      },
      {
        "productId":"a123b457****",
        "clientId":"453455asdf****"
      }
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起子设备绑定的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
dataArray子设备参数列表是多个子设备绑定参数，子设备数量不超过 100 个。
data[].productIdString子设备的产品 ID是需要绑定在子设备的产品 ID。
data[].clientIdString设备端唯一 ID是此处主要用于子设备硬件的唯一标识，可以是设备的 MAC、SN 等，至少保证产品下唯一，将显示在 设备管理 > 注册 ID 字段。

设备接收消息

设备订阅接收绑定子设备消息回复。

topic: tylink/${deviceId}/device/sub/bind_response

{
    "msgId":"45lkj3551234****",
    "time":1626197189640,
    "version":"1.0",
    "code":0,
	"data":[
      {
        "productId":"a123b456****",
        "clientId":"123455****",
        "deviceId":"6c828cba434ff40c07****"
      },
      {
        "productId":"a123b457****",
        "clientId":"123456****",
        "deviceId":"6c828cba434ff40c07****"
      }
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起子设备绑定的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
codeNumber响应状态码否
  • 0 代表成功，默认值。
  • 非 0 代表失败。
dataArray子设备绑定结果列表是-
data[].productIdString产品 ID是子设备的产品 ID。
data[].clientIdString子设备硬件的唯一表示 ID是子设备的唯一标识，需保证产品下唯一。
data[].deviceIdString云端分配的唯一设备 ID是同一个 clientId、同一个网关设备 ID，多次绑定只会生成同一个设备 ID，否则会重新生成一个新的设备 ID。

状态码说明

状态码说明
0默认状态，代表成功。
1001服务异常。
1002请求参数校验不合法。
1004设备不存在。
2401产品不存在。
2402网关绑定了多个设备组。
2403拓扑信息存在，子设备信息不存在。
2404授权码数量不足， 获取授权码失败。
2405获取网关设备组异常。
2406子设备重新注册时，必须先解绑。
2410同一个网关绑定子设备的数量，不能超过 2000 个。

网关删除子设备

网关通过动态发现注册的子设备，可支持网关请求云端删除对应的子设备。云端接收到该请求后，会校验并删除该子设备，同时删除网关和子设备的拓扑关系。由于是设备端发起的删除操作，针对已绑定家庭或资产的子设备，支持网关直接删除子设备。

交互流程

拓扑关系管理

设备发送消息

Topic：tylink/${deviceId}/device/sub/delete

消息内容

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189600,
    "version":"1.0",
	"data":[
      "devId123455as****",
      "devId123456ty****"
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起删除子设备的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
dataArray待删除的子设备 ID 列表是子设备 ID 列表，设备数量不超过 10。

设备接收消息

Topic：tylink/${deviceId}/device/sub/delete_response

消息内容

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189640,
    "version":"1.0",
  	"code":0,
	"data":[
      "devId123455as****",
      "devId123456ty****"
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起删除拓扑关系的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
codeNumber响应状态码否0 代表成功，非 0 代表失败，默认 0。
dataArray被删除的子设备 ID 列表。是/

状态码说明

状态码说明
0默认状态，代表成功。
1001服务异常。
1004设备记录不存在。
2407子设备列表为空。
2408子设备数量超限。

建立拓扑关系

对于已经在云端注册的子设备，拿到子设备注册信息后烧录到子设备。网关运行后动态发现子设备，请求云端建立拓扑关系，云端返回请求结果。这对应方式对比章节中的 网关建立拓扑 方式。

交互流程

拓扑关系管理

设备发送消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/add

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189600,
    "version":"1.0",
	"data":[
      {
        "productId":"a123b456****",
        "deviceId":"123455asdf****",
        "sign":"adstewq35324ds****",
        "signMethod":"HmacSHA256",
        "timestamp":"16067836521"
      },
      {
        "productId":"a123b457****",
        "deviceId":"123456****",
        "sign":"adstewq35324ds****",
        "signMethod":"HmacSHA256",
        "timestamp":"16067836521"
      }
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起建立拓扑关系的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
dataArray子设备参数列表是多个子设备拓扑参数, 子设备数量不能超过 100 个。
data[].productIdString子设备的产品 ID是-
data[].deviceIdString子设备的设备 ID是注册设备时，获取的设备 ID，云端分配的唯一 ID。
data[].signMethodString签名算法是签名算法, 当前仅支持 HmacSHA256。
data[].timestampString时间戳是签名时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
data[].signString签名是使用 signMethod 对内容进行签名。例如，HmacSHA256（content, deviceSecret）, content 的内容如：productId= a123b456****|deviceId=123455asdf****|timestamp=${签名时间戳}, deviceSecret 为 涂鸦 IoT 开发平台 设备管理中展示的 DeviceSecret 字段。

设备接收消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/add_response

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189640,
    "version":"1.0",
  	"code":0,
	"data":[
      {
        "productId":"a123b456****",
        "deviceId":"6c828cba434ff40c07****"
      },
      {
        "productId":"a123b457****",
        "deviceId":"6c828cba434ff40c07****"
      }
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起建立拓扑关系的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
codeNumber响应状态码否
  • 0 代表成功，默认值。
  • 非 0 代表失败。
dataArray建立拓扑关系成功的结果列表。是-
data[].productIdString子设备的产品 ID。是-
data[].deviceIdString子设备的设备 ID。是-

状态码说明

状态码说明
0默认状态，代表成功。
1001服务异常。
1004设备记录不存在。
2407子设备列表为空。
2408子设备数量超限。
2409签名验证失败。
2410同一个网关绑定子设备的数量，不能超过 2000 个。

删除拓扑关系

网关请求云端删除与指定子设备的拓扑关系，云端返回请求结果。该请求不会删除子设备。删除拓扑关系后，子设备还能和该网关或其它网关再次建立拓扑关系。

交互流程

拓扑关系管理

设备发送消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/delete

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189600,
    "version":"1.0",
	"data":[
      "devId123455as****",
      "devId123456ty****"
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起删除拓扑关系的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
dataArray待删除的子设备 ID 列表是子设备 ID 列表, 设备数量不超过 100 个。

设备接收消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/delete_response

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189640,
    "version":"1.0",
  	"code":0,
	"data":[
      "devId123455as****",
      "devId123456ty****"
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起删除拓扑关系的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
codeNumber响应状态码否
  • 0 代表成功，默认值。
  • 非 0 代表失败。
dataArray被删除的子设备 ID 列表是-

状态码说明

状态码说明
0默认状态，代表成功。
1001服务异常。
1004设备记录不存在。
2407子设备列表为空。
2408子设备数量超限。

查询拓扑关系

网关请求云端查询拓扑关系，云端返回请求结果。

交互流程

拓扑关系管理

设备发送消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/get

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189600,
    "version":"1.0",
	"data":{
      "startId": 0,
      "pageSize": 20, 
      "devIds":[
        "devId123455as****",
        "devId123456ty****"
      ]
    }
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起查询拓扑关系的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
codeNumber响应状态码否
  • 0 代表成功，默认值。
  • 非 0 代表失败。
data.startIndexIdNumber本次查询子设备列表起始值否默认为 0，从第一条开始查询。如果查询第二页, 则该值为第一页查询结果最后一条记录的索引 ID。第三页及以后，以此类推。
data.pageSizeNumber每次查询的设备数量否默认及最大查询数量均为 100 个。
data.devIdsArray本次查询子设备 ID 列表否子设备 ID 列表，设备数量不超过 100 个。

设备接收消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/get_response

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189640,
    "version":"1.0",
  	"code":0,
	"data":[
      {
        "productId":"a123b456****",
        "deviceId":"6c828cba434ff40c074***",
        "indexId": 1
      },
      {
        "productId":"a123b457****",
        "deviceId":"6c828cba434ff40c074***",
        "indexId": 2
      }
    ]
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是发起拓扑关系查询的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，上报和订阅消息通过该值建立应答关系。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
codeNumber响应状态码否
  • 0 代表成功，默认值。
  • 非 0 代表失败。
dataArray子设备列表是-
data[].productIdString子设备的产品 ID是-
data[].deviceIdString子设备的设备 ID是-
data[].indexIdNumber索引 ID是每页最后一条记录的索引 ID，作为下一页查询的 startIndexId。

状态码说明

状态码说明
0默认状态，代表成功。
1001服务异常。
1004设备不存在。
2408子设备数量超限。

通知拓扑关系变更

云端变更拓扑关系，如往拓扑关系中新增子设备，或把子设备从拓扑关系中删除，发送消息通知网关。

交互流程

拓扑关系管理

设备接收消息

topic：tylink/${deviceId}/device/topo/change

{
    "msgId":"45lkj355123****",
    "time":1626197189600,
	"data":{
      "addDevIds":[
           "devId123asdf****",
           "devId456tyiy****"
        ],
       "delDevIds":[
           "devId789****",
           "devIdyiy****"
        ]
    }
}

参数说明

参数类型说明必选备注
${deviceId}String设备 ID是拓扑关系发生变更的网关设备 ID。
versionString协议版本否默认 1.0，当前仅支持 1.0。
msgIdString消息 ID是总长度不超过 32 位的字符，消息的唯一 ID。
timeNumber消息时间戳是消息发送时的 Unix 时间戳，10 位秒级或 13 位毫秒级。
dataobject业务数据是-
data.addDevIdsArray新增的子设备 ID 列表否子设备数量不超过 100 个。
data.delDevIdsArray删除的子设备 ID 列表否子设备数量不超过 100 个。
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11-14 426
概述 网络拓扑图是指用网络中各种网络元素(网络设备、端点、链路等)的布局和分布。 一般来说，按照网络元素间的连接方式，可将网络拓扑分为物理拓扑和逻辑拓扑。其中的物理拓扑，又叫二层拓扑，因主要展现ISO网络分层中的二层信息而得名，主要展现网络的实际的连接方式，可以通俗的认为，就是我们网络实施所用的拓扑图的电子版；逻辑拓扑又叫三层拓扑，主要展现网络拓扑中的...
网络拓扑管理需要练就的三种真功夫
weixin_34259559的博客
09-21 164
为什么要对网络拓扑进行管理？    常常有用户抱怨说用了很多个网络管理软件，之前都是抱着很高的热情，期待着网络管理软件实施后，希望大家的工作都能很轻松的开展。但是，当网管项目真正实施完成后，才发现事情远不如开始想的那样简单。笔者亲眼所见，某高层集团的信息中心花费了巨额资金购买了某国际知名厂商的网管软件，并且添置了大屏幕和投影仪将企业的网络拓扑实时状态展现在大屏幕上，可是几个月后笔者发现，大屏幕再也...
如何在QGIS中创建自定义的拓扑关系连线？
最新发布
07-06
<think>我们正在讨论如何在QGIS中创建自定义的拓扑关系连线。根据用户之前的问题，他们希望以地图为背景展示总部-分公司-站端的拓扑结构。现在用户具体询问如何创建自定义的拓扑关系连线。 关键点：自定义拓扑关系连线意味着用户需要根据特定的规则（例如，总部连接分公司，分公司连接站点）来绘制线要素，这些线要素将表示节点之间的逻辑关系。 步骤： 1. 准备节点数据（点图层）：总部、分公司、站点。 2. 创建一个线图层来表示连接关系。 3. 在编辑模式下绘制连接线，或者通过编程方式生成连接线（例如，根据节点之间的关联表）。 方法一：手动绘制（适合少量连线） - 创建新的线图层（例如，Shapefile线图层）。 - 添加字段来存储连接关系（如：起点ID、终点ID、关系类型等）。 - 启用编辑模式，使用捕捉工具（参考引用[2]）来精确连接点要素。 - 绘制每条连接线（总部到分公司，分公司到站点）。 方法二：通过关联表自动生成连线（适合大量数据） - 准备一个关联表（CSV或数据库表），包含三列：起点ID、终点ID、关系类型（如“总部-分公司”、“分公司-站点”）。 - 使用点图层的坐标和关联表，通过QGIS的“点集连线”工具（Points to Path）或“几何生成器”来创建连线。 详细步骤（方法二）： 1. 确保每个点图层都有一个唯一标识符（ID）字段。 2. 创建关联表（例如，relations.csv）： start_id, end_id, relation_type 1, 10, "总部-分公司" 2, 20, "分公司-站点" 3. 将关联表导入QGIS（作为非空间表）。 4. 使用“虚拟层”或“连接”工具将关联表与点图层连接，以获取起点和终点的坐标。 5. 使用“几何生成器”或“处理工具箱”中的“点集连线”工具生成线。 具体操作（使用虚拟层）： - 菜单：图层 -> 添加/编辑虚拟图层... - 输入查询语句，例如： SELECT r.relation_type, make_line(start_point.geometry, end_point.geometry) AS geometry FROM relations AS r JOIN 总部 AS start_point ON r.start_id = start_point.id JOIN 分公司 AS end_point ON r.end_id = end_point.id WHERE r.relation_type = '总部-分公司' UNION ALL SELECT r.relation_type, make_line(start_point.geometry, end_point.geometry) AS geometry FROM relations AS r JOIN 分公司 AS start_point ON r.start_id = start_point.id JOIN 站点 AS end_point ON r.end_id = end_point.id WHERE r.relation_type = '分公司-站点' - 这样会生成一个虚拟的线图层，然后可以将其导出为永久图层（如Shapefile）。 方法三：使用“点集连线”工具（Processing Toolbox） - 需要将关联表与点图层连接，生成一个包含起点和终点坐标的点图层（每个点出现两次，一次作为起点，一次作为终点，并标记角色）。 - 然后使用“点集连线”工具，按连接关系分组，顺序字段设置为连接顺序（通常为1和2，表示起点和终点）。 注意：在绘制连线时，使用捕捉功能（引用[2]）可以确保线精确连接到点。在编辑线图层时，确保启用捕捉，并设置合适的捕捉容差（如10像素），这样在绘制线时，鼠标靠近点就会自动吸附。 样式设置：生成连线后，可以根据“关系类型”字段设置不同的样式（如颜色、线型）。 相关问题： 1. 如何将拓扑结构导出为Web交互式地图？ 2. QGIS中如何实现动态拓扑关系（实时更新连接状态）？ 3. 能否用QGIS分析总部到站点的最短路径？ 4. 如何批量导入地理坐标数据创建拓扑节点？ 5. 如何优化拓扑连线的显示效果（如添加箭头）？ 现在，根据这些思路，编写回答。</think>### 在QGIS中创建自定义拓扑关系连线的详细步骤 #### 1. **准备数据** - **点图层**：创建包含拓扑节点的矢量点图层（如总部、分公司、站点） - 每个点需包含唯一ID和类型字段（如`node_id`, `node_type`） - **关联表**：创建CSV或Excel文件定义连接关系： ```csv start_id,end_id,relation_type HQ001,BranchA,管理 BranchA,SiteX,支持 ``` #### 2. **创建拓扑连线图层** ##### 方法一：手动绘制（适合少量连线） 1. 创建新线图层：`图层菜单 > 创建图层 > 新建Shapefile图层` - 几何类型：线 - 添加字段：`start_id`, `end_id`, `relation_type` 2. 启用编辑模式：右键图层 → 切换编辑 3. **启用捕捉工具**： ![捕捉工具栏](https://qgis.org/static/docs/images/toolbars/snapping_toolbar.png) - 设置捕捉容差（推荐10-15像素）[^2] - 勾选目标图层（总部/分公司/站点点图层） 4. 绘制连线： - 使用`添加线要素`工具 - 起点捕捉到源节点 → 终点捕捉到目标节点 - 属性窗口填写连接关系字段 ##### 方法二：自动生成（适合批量连线） 1. 导入关联表：`图层菜单 > 添加图层 > 添加文本数据层` 2. 使用虚拟层生成连线： ```sql SELECT r.relation_type, make_line(hq.geometry, branch.geometry) AS geometry FROM relations r JOIN headquarters hq ON r.start_id = hq.node_id JOIN branches branch ON r.end_id = branch.node_id ``` - 执行路径：`数据库菜单 > DB管理器 > 虚拟图层`[^1] #### 3. **设置拓扑样式** - **按关系类型差异化显示**： 1. 线图层属性 → 符号化 → 分类 2. 值字段选择`relation_type` 3. 为不同关系设置样式： - 管理关系：红色实线（宽度1.5mm） - 支持关系：蓝色虚线（宽度1.0mm） - **添加流向箭头**： ```mermaid graph LR 符号系统 --> 线符号图层 --> 添加箭头标记 ``` 1. 符号选择`箭头` 2. 设置箭头位置：`在线终点` 3. 调整箭头大小（推荐3-5mm） #### 4. **拓扑验证与优化** - **检查连接准确性**： - 使用`拓扑检查器`：`矢量菜单 > 拓扑检查器` - 添加规则：`线要素必须连接点要素` - **动态更新**： - 启用`自动捕捉`：捕捉工具栏 → 启用拓扑编辑 - 移动节点时连线自动跟随[^2] #### 5. **高级应用：基于规则生成** ```python # 使用PyQGIS自动生成连接线（示例） for hq in headquarters.getFeatures(): for branch in branches.getFeatures(): if hq['region'] == branch['region']: # 自定义连接规则 line = QgsFeature(lines_layer.fields()) line.setGeometry(QgsGeometry.fromPolyline([ hq.geometry().asPoint(), branch.geometry().asPoint() ])) lines_layer.addFeature(line) ``` - 执行路径：`Python控制台 > 编辑器` > **关键提示**： > - 捕捉容差设置直接影响连接精度，需根据地图比例调整[^2] > - 复杂拓扑建议使用`PostGIS`数据库存储关系数据[^1] > - 批量操作优先选择`处理工具箱`中的`点集连线`工具
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