作者：lijie，HarmonyOS軟總線領域專家

相信大家對HarmonyOS的“超級終端”比較熟悉了。那么，您知道超級終端場景下的多種設備在不同環境下是如何組成一個網絡的嗎？這些設備之間又是如何解決共享資源沖突的？本期我們就來為您揭曉~

一、分布式業務的通信挑戰

分布式業務的通信主要面臨兩大挑戰：

1. 分布式設備通信的異構情況導致了體驗的瓶頸

基于1+8+N設備的六大智慧場景（智慧家居、智慧出行、智慧辦公、影音娛樂、運動健康、教育關懷），不同場景下設備種類、數量和能力等差異非常大。即使是同類設備，其硬件能力也不同。總結來說，分布式設備存在介質、協議、芯片、環境和場景5個方面的異構，如圖1所示。

圖1 五個異構

介質和協議異構：傳輸介質包括藍牙、Wi-Fi和PLC等不同類型。而同一類型的傳輸介質也有區別，比如Wi-Fi分為2.4G和5G兩個頻段。此外，還存在協議的差異，比如Wi-Fi有802.11 a/b/g/n/ac/ax等代際差異。

芯片異構：通信芯片硬件有連接能力、天線、調制解調方式等差異。

環境異構：不同的環境，差異非常大。比如家庭環境下，臥室使用客廳的Wi-Fi，信號需要穿墻；微波爐等設備帶來電磁干擾；鄰居家Wi-Fi設備帶來鄰頻干擾等等。

場景異構：業務的使用場景千差萬別，比如影音娛樂、運動出行、辦公商務、教育等，它們的主要業務模型差異很大，對通信能力的訴求也不同。

上面這些異構，造成業務并發沖突高、互通兼容性問題多、傳輸可靠性難以保障等問題。

2. 傳統的軟件方案造成通信資源與業務應用耦合

傳統的端端通信，孤立地使用硬件資源，沒有考慮或者也無法感知存在多設備、多業務的競爭和沖突。進而，傳統的操作系統在軟件實現上將業務與連接直接綁定，應用視角即通信視角。因此在面臨分布式業務時，就有了先天的缺陷，往往因為連接沖突而無法保障業務體驗，先天限制了分布式業務場景的拓展，割裂了體驗。

二、異構組網介紹

針對分布式業務面臨的異構的現狀，分布式軟總線提出了異構組網，目的是在諸多異構的情況下建立統一的管理體系，以便即使在諸多不確定性因素的影響下，也能給分布式業務提供確定性的通信保障。

圖2 異構組網

分布式軟總線基于各種物理介質的通信特點，以用戶無感的方式使分布式設備之間相互發現并協商，創造出一個局域的端端橫向網絡（注：有大網的端云體系稱為縱向網絡），并通過合適的場景化的軟件算法以極低的功耗保活網絡。分布式軟總線構建了這個橫向網絡之后，就能將諸多分布、孤立的設備組織起來，從系統底層將多設備抽象為一個設備。

然后，分布式軟總線從局域空間內通信空口資源的維度，進行了重要的視角變換：所有的通信資源都歸屬于分布式軟總線的網絡，設備之間彼此共享這些通信資源。這樣的一個視角轉變，解耦了應用與通信連接的綁定關系，使得從軟件角度去解決共享資源沖突的問題成為可能。而在軟件的世界里，共享資源沖突的解決方式就有了太多的可行性的方案。

下面我們從三個方面更詳細地介紹異構組網，看看異構組網具體是如何解決共享資源沖突問題的。

1. 通信資源抽象

在分布式設備間異構情況下，分布式軟總線的組網模塊構建了分布式業務的通信能力的管理面，統一管理異構通信資源。分布式軟總線從資源的角度對通信進行統一的抽象，將每一個通信資源稱為Lane，將一個分布式設備的資源合集稱為LaneHub。超級終端的所有Lane形成一個共享資源池，由分布式軟總線統一管理和調度。

圖3 通信資源抽象

2. 感知與計算

分布式軟總線對所有Lane進行信道級的質量監測，并通過軟件算法將所有收集起來的情況進行分類，比如競爭集合、強干擾集合、背景噪音集合等。分布式軟總線構建了一套組網智能測算體系，根據收集到的信息對信道進行評估。上層業務只需感知網絡狀態和調用傳輸API進行傳輸，無需關注底層細節，由分布式總線自動分配合理的空口資源（頻率、信道等），保證全局最優。

圖4 感知與計算3. 調度與均衡業務使用場景千差萬別，可用帶寬、信道負載、時延、傳輸異常等因素都會影響業務的用戶體驗。分布式軟總線建立統一的調度框架，并對具體的業務種類進行傳輸建模。以投屏業務為例：我們對視頻流業務，從內容質量、用戶交互體驗、用戶觀看體驗三個方面進行建模，如圖5所示。分布式軟總線通過底層鏈路感知、時延感知、隊列感知，聯動業務進行碼率、幀率、緩存幀的調整，實現0中斷、0花屏、0卡頓的穩定可靠的業務體驗。

圖5 視頻流業務建模

三、結束語

異構組網是一個不斷演進、有生命力的網絡，我們持續地增強網絡感知能力，并對分布式業務進行精確化的調度，實現通信資源的合理使用，保障分布式業務體驗，并提升負載能力。

更進一步，分布式軟總線基于異構組網建立起了分布式軟時鐘體系。網絡感知、軟時鐘、負載均衡以及調度交互，建立起良性的正向循環，不斷提升業務體驗！

編輯：jq