作者：maerli，华为软件架构师
HarmonyOS 分布式操作系统定位为万物互联时代的操作系统，笼罩手机、平板、智慧屏、智能穿戴、智慧车机以及智能家居等内存从 KB 到 GB 级的多种终端，并在零碎层让多终端融为一体，造成超级终端，为消费者带来全场景智慧生存新体验。
如何让各种不同的设施交融为一体，造成超级终端呢？这就须要分布式软总线来实现。
分布式软总线为设施间的无缝互联提供了对立的分布式通信能力，可能疾速发现并连贯设施，高效地传输工作和数据。
一、全场景面临的挑战
全场景利用波及工作、生存、出行和学习的方方面面，旨在更好地服务人们，提供便捷、高质量、丰富多彩的超级终端的体验。无论是静止、出行、办公还是家庭生存都是全场景超级终端所波及的范畴。
为了让大家更好地理解全场景超级终端，以及分布式软总线面临的各种挑战，上面咱们以家庭场景为例具体解说。
图 1 家庭场景
设施类型：波及的设施数量泛滥，比方手机、PAD、便携 PC、智慧屏、电视盒子、智能家电、健身器材等。既有集体终端设备，又有影音娱乐设施，还有大量的各种智能家居终端。
连贯形式：波及 Wi-Fi、以太网、蓝牙、Zigbee、PLC
典型业务：在家庭中，各类智能设施为人们带来丰富多彩的智慧体验，其场景多不胜举。为不便大家了解，这里给出几个例子。
来访客人按下智能门锁门铃按钮，智能音箱播放铃声，同时在电视屏幕上以画中画的形式展现出客人的影像。
用户在电视上看到一档美食节目，将烹饪办法和领导从电视转移到厨房的电冰箱屏幕上，而后在节目领导下一步步实现美食制作。
用户通过手机下发烹饪命令给烤箱、电饭煲等烹饪电器，由烹饪电器主动实现美食的加工。
用户静止后，运动器材将采集的静止衰弱数据主动同步给冰箱。冰箱举荐出一系列最合适膂力复原和养分补充的衰弱菜谱，用户能够通过冰箱主动下单洽购补充不足的食材。
挑战：家庭场景下波及的设施数量泛滥，在丰盛人们生存的同时，也为设施互联互通带来了微小的挑战。同时，设施间的连贯形式简单，并且因为房屋结构的关系，无线信号烦扰、衰减、遮掩的问题也较多。另外，因为家庭场景下业务的多样性，如何通过网络构建使得设施之间的互联互通更加牢靠、平安，并可能基于业务和网络状态进行品质优化和正当调度，是家庭环境下最大的挑战。
二、分布式软总线介绍
全场景下，HarmonyOS 通过分布式软总线技术连贯不同设施构建超级终端的过程中，波及到多种多样通信形式的抉择和应用，而每一种技术、协定在实现和利用上都有很多差别。对于 HarmonyOS 利用开发者或设施开发者，要全副把握所有在全场景智慧生存中所波及的各类通信技术，其难度和老本可想而知。因而如何让这些基于 HarmonyOS 构建的设施便捷、高效地相互通信；并且实现下层利用无需思考设施差别，就如同应用“一个设施”一样，流畅地应用多个设施的能力，是 HarmonyOS 分布式设计中最重要的价值思考。HarmonyOS 分布式软总线为此应运而生，为 HarmonyOS 分布式通信提供了牢靠的解决方案，并通过一系列简略的 API 接口服务于整个 HarmonyOS 零碎。
分布式软总线，向上对开发者屏蔽了技术的复杂性；向下则通过优良的算法和实现为 HarmonyOS 构建出一套高性能的分布式通信。
如图 2 所示，HarmonyOS 分布式软总线从逻辑架构上将分布式通信形象为由四个局部组成的业务模型：发现、连贯、组网和传输。这四个局部在整个软总线业务逻辑中分工合作，通过构筑分布式通信框架，达成分布式软总线通信的指标。
图 2 分布式软总线业务模型
- 发现
通过分布式软总线的发现技术，发现周边的分布式设施的存在。一个设施能够是被发现方，能够是被动发现方，也能够二者兼而有之。
反对通过 Wi-Fi、蓝牙、以太网等不同的媒介发现设施。
反对依据不同设施的能力，抉择适合的发现媒介。
反对依据设施特点和业务需要提供适合的发现频次、扫描周期等发现策略。
- 连贯
通过分布式软总线的连贯技术，连贯周边的分布式设施。分布式软总线依据分布式设施的能力和业务需要，抉择适合的通信媒介和最失当的连贯技术，建设通信链路，为后续的组网和传输提供根底能力。
- 组网
通过分布式软总线的组网技术，能够将不同能力、不同特色的分布式设施组成一张网络，使得设施分布式网络不限于繁多的或者一对一的连贯关系，而是将整个全场景下波及的设施组成了有一张动静网络。在这张网络中，每个设施的通信能力、业务能力都能够失去无效的治理。从而当业务须要时，通过分布式软总线的网络，能够随时提供业务须要的设施能力信息，也能够为业务通道的建设提供撑持。
- 传输
通过分布式软总线的传输技术，为分布式业务提供业务数据的传输能力。对业务数据和 QoS（Quality of Service，服务质量）要求进行形象，并依据网络负载和设施能力为业务提供适合的传输技术。既保证单业务的通信诉求，又保障整个分布式网络内多业务的传输品质。
图 3 分布式软总线数据模型
如图 3 所示，HarmonyOS 分布式软总线将传输的数据抽象为四种数据模型：音讯、字节、文件和流。基于不同的数据模型，能够针对性地构建适合的传输计划和 QoS 策略。
音讯：用于实时性和可靠性要求极高短数据（比方管制类指令）的传输。
字节：用于时延要求不高的根本业务数据传输。
文件：次要用于设施间文件的传输和同步。通常要求较大的传输带宽，但实时性要求不高。
流：个别用于音视频流的传输。既要求高带宽，又要求低时延。
音讯和字节数据模型，次要服务于设施间工作流转能力的构建，是分布式软总线中工作总线能力的根底。文件和流数据模型，次要服务于设施间分布式数据传输，是分布式软总线中数据总线能力的根底。
分布式软总线通过简化设计、优化传输、被动抗干扰、智能调度等技术的有机联合，为 HarmonyOS 提供了高带宽、低时延、低功耗、安全可靠的设施间通信能力。分布式软总线也为接入超级终端的设施间无缝互联提供了对立的、与物理连贯无关的极简 API，其业务模型和四种数据模型笼罩了全场景下分布式业务跨终端近场通信的诉求。
三、分布式软总线的利用
为了让大家更直观地了解分布式软总线，上面咱们联合家庭场景的一个典型业务来讲一讲业务是如何应用分布式软总线能力的。
以门锁门铃和电视屏幕上的画中画为例，当门铃按下的时刻，门锁产品通过分布式软总线就能够发现反对画中画性能的电视。门铃上的散布式调度通过软总线唤起电视上的画中画；同时也就能够建设起智能门锁上摄像头画面传递到电视屏幕画中画的高速传输通道。
次要流程步骤如图 4 所示：
图 4 家庭场景下分布式软总线的利用
步骤 1：智能门锁上电后，分布式软总线启动发现流程。
步骤 2、3：分布式软总线发现智慧屏设施后，启动组网流程，实现智能门锁与智慧屏之间的可信认证。
步骤 4.1、4.2、4.3：分布式软总线别离向智能门锁和智慧屏上报对方设施上线。
步骤 5、6：当客人按下门铃时，智能门锁的门锁业务申请散布式调度启动智慧屏画中画。
步骤 7：智能门锁的散布式调度将“启动画中画”的指令封装为音讯，申请分布式软总线将该音讯发送至智慧屏的散布式调度。
步骤 8、9：分布式软总线通过音讯传输性能将“启动画中画”指令发送到智慧屏的散布式调度。
步骤 10：智慧屏的散布式调度收到“启动画中画”指令后，启动画中画 FA。
步骤 11：智慧门锁的门锁业务申请分布式软总线将捕捉的摄像头画面传输至智慧屏画中画。
步骤 12、13：分布式软总线通过流传输性能，将门锁侧摄像头画面发送至智慧屏，智慧屏的画中画收到门锁摄像头画面后，在画中画 FA 中播放。
阐明：为了不便了解，图 4 略去了设施管理子系统和分布式硬件子系统的解决流程。业务理论是通过分布式设施治理收到的设施上线的告诉；门锁捕捉摄像头视频和摄像头视频画中画播放，波及到业务通过分布式硬件子系统提供的摄像头虚拟化能力。
四、结束语
分布式软总线技术是基于华为多年的通信技术积攒，参考计算机硬件总线，在 1 +8+ N 设施间搭建一条“有形”的总线，具备自发现、自组网、高带宽低时延的特点。通过分布式软总线，全场景设施间实现设施虚拟化、跨设施服务调用、多屏协同、文件分享等分布式业务。
分布式软总线致力于实现近场设施间对立的分布式通信能力，提供不辨别链路的设施发现和传输接口，具备疾速发现并连贯设施，高效散发工作和传输数据。分布式软总线是 HarmonyOS 架构中的底层技术，是 HarmonyOS 的大动脉，其总的指标是实现设施间无感发现，零期待传输。对开发者而言，无需关注组网形式与底层协定。
通过下面的介绍，置信大家对全场景和分布式软总线有了更深的理解。欢送更多的开发者退出进来，丰盛全场景，共筑鸿蒙生态！