華為鴻蒙技術之分布式軟總線技術解析

1 沒有人能夠熄滅滿天星光

華為開發者大會2020在廣東東莞松山湖歐洲小鎮舉辦，在主題演講環節中，華為消費者業務總裁余承東宣布“鴻蒙”系統升級到2.0版本（HarmonyOS 2.0），余總表示，“鴻蒙”系統將在12月份推出手機版本，明年華為的手機將全面支持“鴻蒙”系統。

“沒有人能夠熄滅滿天星光，每一位開發者，都是華為要匯聚的星星之火”，華為消費者業務CEO余承東說，華為將全面開放核心技術、軟硬件能力，與開發者們共同驅動全場景智慧生態的蓬勃發展。

在這場發布會上也詳細講解了分布式軟總線的概念，下面我們來看一下分布式軟總線是不是真的硬核，會給我們以后的生活帶來什么影響？

2 必須得補的傳統總線知識

總線英文名叫Bus，你猜的沒錯也是公共汽車的意思?？偩€是一個非常廣泛的概念，在傳統計算機硬件體系中應用的非常廣泛。

總線是一種內部結構，它是cpu、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設備通過相應的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統。

在計算機系統中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機是以總線結構來連接各個功能部件的。按照計算機所傳輸的信息種類，計算機的總線可以劃分為數據總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數據、數據地址和控制信號。

傳統總線的典型特征：

• 即插即用
• 高帶寬
• 低時延
• 高可靠
• 標準

3 什么是分布式軟總線？

分布式軟總線技術是基于華為多年的通信技術積累，參考計算機硬件總線，在1+8+N設備間搭建一條“無形”的總線，具備自發現、自組網、高帶寬低時延的特點。

簡單解釋一下什么是1+8+N：

1指的是手機

8代表車機、音箱、耳機、手表/手環、平板、大屏、PC、AR/VR

N泛指其他IOT設備

HarmonyOS分布式軟總線

全場景設備間可以基于軟總線完成設備虛擬化、跨設備服務調用、多屏協同、文件分享等分布式業務。

分布式軟總線的典型特征：

• 自動發現/即連即用
• 高帶寬
• 低時延
• 高可靠
• 開放/標準

4 分布式軟總線功能和原理

4.1 分布式軟總線的架構

通過協議貨架和軟硬協同層屏蔽各種設備的協議差別，總線中樞模塊負責解析命令完成設備間發現和連接，通過任務和數據兩條總線實現設備間文件傳輸、消息傳輸等功能。

分布式總線的總體目標是實現設備間無感發現，零等待傳輸。實現這個目標需要解決三個問題：

（1）設備間如何發現和連接？

（2）多設備互聯后如何組網？

（3）多設備多協議間如何實現傳輸？

下面帶著這三個問題我們一探究竟。

4.2 軟總線之發現連接：從手動發現，進化成自發現

傳統的設備發現是手動的，需要人干預，以生活中常見的一個例子講解：

比如手機上有很多照片需要傳到個人PC上，我們可以采用藍牙傳輸，首先要打開手機和PC的藍牙發現功能，手機或者PC點擊搜索設備，然后互相配對授權即可連接上，成功連上后就可以肆無忌憚的發送照片啦。

在分享照片這個場景中有很多人為的動作：開啟藍牙發現功能、搜索設備、配對授權，這確實有點麻煩，耗費了很多時間，可能會降低分享的意愿。

軟總線提出了自動發現的概念，實現用戶零等待的自發現體驗，附近同賬號的設備自動發現無需等待。

4.3 軟總線組網關鍵技術-異構網絡組網

上面的例子中手機傳照片是通過藍牙，假如PC沒有藍牙功能只有WIFI，在傳統的場景中這種可能就不能實現分享傳輸了。

軟總線能否做到手機通過藍牙傳輸，PC通過WIFI接收照片呢？

答案是：當然可以。軟總線提出了異構網絡組網可以很好解決設備間不同協議如何交互的問題。

設備上線后會向網絡層注冊，同時網絡層會與設備建立通道連接，實時檢測設備的變換。網絡層負責管理設備的上線下線變換，設備間可以監聽自己感興趣的設備，設備上線后可以立即與其建立連接，實現零等待體驗。

軟總線可以自動構建一個邏輯全連接網絡，用戶或者業務開發者無需關心組網方式與物理協議。

對于軟件開發者來說軟總線異構組網可以大大降低其開發成本。

傳統開發模式：

在傳統開發模式中開發者需要適配不同網絡協議和標準規范。

分布式開發模式：

在HarmonyOS分布式開發模式中開發不再需要關心網絡協議差異，業務開發與設備組網解耦，業務僅需監聽設備上下線，開發成本大大降低。

4.4 軟總線之傳輸

傳統協議的傳輸速率差異非常大，時延也難以得到保證。

軟總線傳輸要實現的目標：

高帶寬（High Speed）

低時延（Low Latency）

高可靠（High Reliability）

軟總線要實現的這三大目標的尖刀武器是：極簡協議。

將中間的四層協議棧精簡為一層提升有效載荷，有效傳輸帶寬提升20%

極簡協議在傳統網絡協議的基礎上進行增強：

流式傳輸：基于UDP實現數據的保序和可靠傳輸；

雙輪驅動：顛覆傳統TCP每包確認機制；

不懼網損：摒棄傳統滑動窗口機制，丟包快速恢復，避免阻塞；

不懼抖動：智能感知網絡變化，自適應流量控制和擁塞控制；

5 暢享未來，鴻蒙系統使能智慧生活

鴻蒙系統的使命和目標是將不同設備的串聯起來，成為設備的“萬能語言”，實現萬物互聯的終極目標。

變化一：軟件開發從業者的福音

以前開發一款APP不僅需要為手機、手表、平板、電視等不同終端專門設計APP版本，而且還要為同類終端的不同品牌（華為、小米、OV）設計不同的APP版本。

而有了鴻蒙分布式系統架構，只需要開發一個版本，鴻蒙可以幫你“翻譯”成不同終端的對應版本，真正實現一次開發就能在不同的終端上運行。

看到這估計很多程序員們會仰天長嘆：終于可以早點下班了！

變換二：可以活得更懶

鴻蒙系統分布式架構能讓你在使用某個APP軟件的時候，比如看視頻，可以把屏幕隨意切換到電視、電腦、手機、平板、投影儀等任何一個設備的界面上。

你也不必滿桌子找各種遙控器了，一個手表一個手機就可以控制家里的空調、電飯煲、汽車空調、音響、電視、電腦、門口的攝像頭以及所有能聯網的所有東西。

這就是鴻蒙所構想的“萬物互聯”，讓一個系統連接起所有上網的智能設備。大家期待嗎，讓我們拭目以待吧。

編輯：hfy