一种通信协议动态适配方法及装置与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种通信协议动态适配方法及装置。

背景技术：

1、在现代通信系统中，通信协议是实现设备间互操作的基础。随着物联网和5g技术的发展，出现了多种通信协议以满足不同场景的需求。目前，常见的通信协议包括tcp/ip、http、mqtt、coap等。为了应对多样化的通信需求，业界采用了多种技术方案。多协议栈集成技术允许设备支持多种协议，提高了设备的适应性。协议转换网关作为中间设备，能够在不同协议之间进行转换，实现异构网络的互联互通。

2、公告号为cn113162986b的中国专利公开了一种多类型物联网平行接入协议自动适配方法及系统，上述方法包括：当接收到终端设备接入请求时，获取终端设备的标识数据；基于标识数据，为终端设备配置接入参数。但是上述方案仅仅能实现对已经接入的终端的稳定性进行判断并交替接入实现协议替换或直接以可调剂带宽对新接入的终端设备进行配置，导致需要神经网络模型为事先采用大量数据训练收敛，并且协议自动适配方法也无法满足通讯协议的自适应调节。因此，提供一种通信协议动态适配方法及装置，来减少系统信噪比，以提高了拜占庭动态自适应共识协议框架的自适应能力，是非常有必要的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种通信协议动态适配方法及装置。通过构建马尔科夫决策过程模型和拜占庭容错共识优化模型，能够动态地评估网络环境状态和各节点行为，提高了共识协议框架的自适应能力。

2、本发明提供了一种通信协议动态适配方法，所述方法包括：

3、获取终端设备中代理信息数据，其中，所述代理信息数据包括多个智能共识节点、网络环境状态以及各个智能共识节点的执行动作信息；

4、基于所述代理信息数据构建马尔科夫决策过程模型，所述马尔科夫决策过程模型包括由所述网络环境状态与多个所述智能共识节点整合形成的状态空间、由所述网络环境状态与所有执行动作信息整合形成的动作空间以及奖励函数；

5、基于双决斗深度q网络模型、所述状态空间、所述动作空间以及所述奖励函数，构建拜占庭容错共识优化模型；

6、根据处于不同阶段的拜占庭容错共识优化模型，构建拜占庭动态自适应共识协议框架，以根据物联网环境变化动态调整所述终端设备的配置参数，并对所述终端设备当前采用的通信协议进行动态适配。

7、在以上技术方案的基础上，优选的，所述状态空间和所述动作空间的表达式分别为：

8、st＝[bm,tm,li,g]t

9、其中

10、其中，st表示所述拜占庭容错共识优化模型处于第t个纪元时的状态空间，bm表示区块大小的最大值，tm表示区块间隔时间的最大值，li表示智能共识节点的候选节点列表，g表示拜占庭容错率，a表示所述拜占庭容错共识优化模型的动作空间，c表示共识委员矩阵，icnk表示所述拜占庭容错共识优化模型中的第k个智能共识节点。

11、在以上技术方案的基础上，优选的，所述奖励函数包括：

12、

13、其中，rt(st，a)表示所述奖励函数，xi表示第i个智能共识节点的位置坐标，xj表示第j个智能共识节点的位置坐标，表示所有智能共识节点的坐标均值，β表示智能共识节点节点的分散程度指标，ttr表示共识过程中单个区块的验证时间传输时间，tvt表示共识过程中单个区块的验证时间，tm表示区块间隔时间的最大值，μ表示区块验证时间与区块间隔时间的预设比例参数，n表示候选节点的总数，p表示候选节点存在拜占庭故障的概率，n表示最终被选为所述拜占庭容错共识优化模型中智能共识节点的数量。

14、更进一步优选的，所述共识过程中单个区块的区块传输时间和验证时间的表达式为：

15、

16、其中，y表示所述拜占庭容错共识优化模型中的区块总数，p表示所述拜占庭容错共识优化模型中第p个智能共识节点，γ表示用于验证数字签名的cpu周期，η表示用于生成和验证报文验证码的cpu周期，crcp表示主节点拥有的计算资源，crci表示复制节点拥有的计算资源，pt表示所述拜占庭容错共识优化模型的可容忍的最大延迟，rcp，ci表示智能共识节点cp至智能共识节点ci之间的数据传输速率，rcj，ci表示智能共识节点cj至智能共识节点ci之间的数据传输速率，rci，cj表示智能共识节点ci至智能共识节点cj之间的数据传输速率。

17、更进一步优选的，所述拜占庭容错共识优化模型包括依次连接的集中训练层和分散决策层，所述集中训练层包括主节点，所述分散决策层包括多个复制节点和多个智能共识节点，其中，

18、所述主节点用于根据双决斗深度q网络构训练获取拜占庭容错共识优化模型，并将所述拜占庭容错共识优化模型发送至所述复制节点；

19、所述复制节点用于判断接收到的所述拜占庭容错共识优化模型结构是否相同，并将结构相同的拜占庭容错共识优化模型发送至所述智能共识节点；

20、所述智能共识节点用于根据接收到的拜占庭容错共识优化模型生成对应的优化方案，并根据优化福利函数对所述拜占庭容错共识优化模型的参数进行动态调整，以输出与其余智能共识节点相同的优化方案。

21、更进一步优选的，所述优化福利函数的表达式为：

22、

23、其中，w表示所述优化福利函数，ω1表示与智能共识节点评分对应的权重系数，表示处于第t+1个纪元时智能共识节点的评分函数，fij表示第i个智能共识节点分配给处于第t+1个纪元时且位于第j个位置坐标的智能共识节点的评分，ω2表示与区块大小评分函数对应的权重系数，表示处于第t+1个纪元时区块大小的评分函数，ω3表示与区块间隔时间评分函数对应的权重系数，表示第i个智能共识节点分配给区块间隔时间的评分函数。

24、更进一步优选的，所述方法还包括：

25、获取所述拜占庭容错共识优化模型中每个智能共识节点输出的效用函数；

26、判断各个智能共识节点中的效用函数是否满足纳什均衡条件；

27、若各个智能共识节点中的效用函数满足纳什均衡条件，则输出当前拜占庭容错共识优化模型生成对应的优化方案。

28、更进一步优选的，所述方法还包括：

29、获取所述拜占庭容错共识优化模型中每个智能共识节点输出的效用函数；

30、判断各个智能共识节点中的效用函数是否满足纳什均衡条件；

31、若各个智能共识节点中的效用函数满足纳什均衡条件，则输出当前拜占庭容错共识优化模型生成对应的优化方案。

32、在本技术的第二方面提供了一种基于物联网的通信协议动态适配装置，所述通信协议动态适配装置包括依次连接的数据采集模块、模型构建模块以及协议匹配模块，其中，

33、所述数据采集模块用于获取终端设备中代理信息数据，其中，所述代理信息数据包括多个智能共识节点、网络环境状态以及各个智能共识节点的执行动作信息；

34、所述模型构建模块用于基于所述代理信息数据构建马尔科夫决策过程模型，所述马尔科夫决策过程模型包括由所述网络环境状态与多个所述智能共识节点整合形成的状态空间、由所述网络环境状态与所有执行动作信息整合形成的动作空间以及奖励函数，基于双决斗深度q网络模型、所述状态空间、所述动作空间以及所述奖励函数，构建拜占庭容错共识优化模型；

35、所述协议匹配模块用于根据处于不同阶段的拜占庭容错共识优化模型，构建拜占庭动态自适应共识协议框架，以根据物联网环境变化动态调整所述终端设备的配置参数，并对所述终端设备当前采用的通信协议进行动态适配。

36、在本技术的第三方面提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令。

37、本发明提供的一种通信协议动态适配方法及装置相对于现有技术具有以下

38、有益效果：

39、(1)通过构建马尔科夫决策过程模型和拜占庭容错共识优化模型，能够动态地评估网络环境状态和各节点行为，并根据变化调整终端的配置参数和通信协议，提高了拜占庭动态自适应共识协议框架的自适应能力，同时采用拜占庭容错共识优化模型对物联网环境中存在的恶意节点或故障节点进行排除和优化，提高了系统的鲁棒性和安全性，并且动态调整通信协议参数以根据终端的资源状态和环境变化，优化了终端设备的能耗和性能，从而提升拜占庭动态自适应共识协议框架整体效率，以确保终端间通信的及时性、稳定性及安全性；

40、(2)通过在拜占庭容错共识优化模型中引入主节点、复制节点以及智能共识节点的分层设计，可以有效应对拜占庭式故障和恶意节点的干扰，提高了拜占庭容错共识优化模型的容错能力，同时智能共识节点可以根据接收的优化模型动态调整参数，以适应不同的物联网环境变化，增强了模型的自适应性，而且多个智能共识节点并行运行拜占庭容错共识优化模型，通过相互验证和达成共识生成统一的优化方案，实现了分布式协同优化，并且拜占庭容错共识优化模型可以方便地增加或减少智能共识节点数量，适应不同规模的物联网应用需求，满足系统动态演进的需求。