摘要: 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時(shí)高效通信,是分布式系統(tǒng)開發(fā)必需面對的問題。OMG(Object-Manage-Group)針對分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng),推出了以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布/訂閱模型—DDS 服務(wù)規(guī)范。本文研究了DDS 規(guī)范的通信機(jī)制,分析了其通信特點(diǎn)以及在分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)了在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的實(shí)時(shí)通信。

　　關(guān)鍵詞: 分布式; 實(shí)時(shí); 發(fā)布/訂閱; 網(wǎng)絡(luò)性能

　　引言

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的異構(gòu)體系,Windows 桌面系統(tǒng)、UNIX 工作站、Linux 系統(tǒng)、嵌入式終端,不同的應(yīng)用環(huán)境要求不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的動(dòng)態(tài)變化等等,這些構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性和復(fù)雜性。而在多數(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,信息的實(shí)時(shí)獲取是非常關(guān)鍵的問題。不同的源地址將信息發(fā)布出去,相應(yīng)地,網(wǎng)絡(luò)中對此感興趣的節(jié)點(diǎn)獲取該信息,同時(shí)還要考慮到QoS(不同的信息制造者和信息消費(fèi)者對QoS 有不同的要求)。尤其是在實(shí)時(shí)性要求高和任務(wù)緊急的系統(tǒng)中,要能做到“在正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)獲得正確的數(shù)據(jù)(3R)”,對系統(tǒng)的要求是非常高的。因此,異構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是不可避免的, 在復(fù)雜的網(wǎng)路環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)通信,是分布式系統(tǒng)開發(fā)必須面對的問題。DDS 數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(data distribution service, DDS),是一種分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱模型,純粹以數(shù)據(jù)為中心來進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā),大大增強(qiáng)通信的實(shí)時(shí)性和靈活性。它的目標(biāo)在于促進(jìn)分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)高效、可靠地分發(fā)。

　　1 DDS 通信及應(yīng)用模型

　　1.1 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議DDS

　　DDS 是OMG 提供的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一種軟件技術(shù)規(guī)范(Data Distribution Service for Real-time Systems),DDS 服務(wù)以數(shù)據(jù)為中心,分布式節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)上以發(fā)布或訂閱的方式傳輸數(shù)據(jù),節(jié)點(diǎn)可以是發(fā)布者或訂閱者,或者既是發(fā)布者又是訂閱者。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)對象用主題(Topic)做標(biāo)識(shí),分布式節(jié)點(diǎn)在全局?jǐn)?shù)據(jù)空間中發(fā)布或訂閱感興趣的主題信息。各個(gè)節(jié)點(diǎn)在邏輯上無主從關(guān)系,點(diǎn)與點(diǎn)之間都是對等關(guān)系,通信方式可以是點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多、多對多等,在QoS 的控制下建立連接,自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)(如圖1)。這種發(fā)布/訂閱的數(shù)據(jù)傳輸模型,比之傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器的傳輸模型,可以更高效的傳播數(shù)據(jù),而且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以方便的添加或刪除,適于高效的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。

　　DDS 規(guī)范定義了豐富的服務(wù)質(zhì)量策略(Quality of Service Policies)。QoS 是一種網(wǎng)絡(luò)傳輸策略,應(yīng)用程序指定所需要的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量行為,QoS 服務(wù)實(shí)現(xiàn)這種行為要求,盡可能的滿足客戶對通信質(zhì)量的需求。DDS 定義的QoS 策略,使其對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)性和魯棒性大大增強(qiáng),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。

　　1.2 DDS 應(yīng)用模型

　　DDS 具有平臺(tái)獨(dú)立的特性,是一種網(wǎng)絡(luò)通信中間件,屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。應(yīng)用程序只需要關(guān)注應(yīng)用的實(shí)現(xiàn),而不需要考慮具體網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　總之,DDS 具有優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能, 其發(fā)布/訂閱的數(shù)據(jù)模型,允許任意數(shù)量的邏輯上的分布式節(jié)點(diǎn);點(diǎn)對點(diǎn)的邏輯通信模式和QoS 的策略保證,使得網(wǎng)絡(luò)具有良好的實(shí)時(shí)性和冗余性;平臺(tái)無關(guān)的模型特性, 使得其具有良好的跨平臺(tái)性和對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性;其對等的分布式特點(diǎn),靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式,也決定了DDS 適合高度動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　……

　　新產(chǎn)品推薦：

　　AppDDS(Appsoft Data Distribution Service)是北京神州普惠科技股份有限公司根據(jù)對象管理組織(OMG)制定的DDS數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過多年研發(fā)而成的分布式實(shí)時(shí)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，AppDDS具備高帶寬、低延遲、低抖動(dòng)、跨平臺(tái)等諸多優(yōu)異性能，包含底層通信協(xié)議、模型開發(fā)工具、網(wǎng)絡(luò)分析工具、性能測試工具等一系列工具集，可以方便用戶快速開發(fā)、測試、優(yōu)化及部署各種分布式實(shí)時(shí)應(yīng)用，AppDDS具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擁有國內(nèi)最強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)和技術(shù)服務(wù)專業(yè)團(tuán)隊(duì)，成功案例眾多，客戶遍布航空、航天、電子、船舶、兵器等國防軍工行業(yè)》》更多詳情