基于DDS发布订阅中间件的设计

电子技术学术委员会２００６年学术年会

电子技术学术论文集

基于ＤＤＳ发布／订阅中间件的设计

曹万华谢蓓吴海昕程雄

（武汉数字工程研究所武祝４３００７４）

摘要基于ＯＭＧ组织颁布的实时系统中数据分发服务（ＤａｔａＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，％ｒｖｉｏｅ．简称ＤＤＳ）最新标准设计一个新的发布／订阅中问件，实现分布式环境中以数据为中心的数据实时传辖，解决分布式实时系统中服务质量约束和单点失效等问题。提出一种全局数据空间管理策略，解决通信节点动态增删问题。该模型与ＣＯＲＢＡ规范和其它发布订阅模型相比，具有较好的灵活性、实时性、可扩展性和可靠性。

关键词发布／订阅；中间件；ＤＤＳ；服务质量

全隐患。

１

引言

消息中闯件包括点到点、消息队列和发布订阅

ＤＤＳ¨’是ＯＭＧ继推出ＣＯＲＢＡ”’规范后，又专

门针对分布式实时系统中数据发布订阅模型颁布的一个最新规范，它纯粹以数据为中心来进行数据分发，并将资源状况、对资源的期待程度、网络状况等都用ＱｏＳ参数来描述，大大增强了通信的实时性

和灵活性。

三种工作模式。点到点模式实现简单，但具有很强

的时间和空间耦合性，使得通信灵活性受到很大限制。消息队列模式通过一个消息队列来传递消息。解决了通信双方时间和空间松耦合的问题，但是不能实现消息消费者通信的异步…，并且往往还存在服务器瓶颈和单点失效的问题，可靠性得不到保障。发布订阅模型中发布者在中间件上发布主题，

订阅者订阅感兴趣的主题，双方不必知道对方在何

本文基于ＤＤＳ规范设计了一种新的发布／订

阅中问件（以下简称ＤＤＳ中间件），通过发布订阅

双方的ＱｏＳ约束和灵活多样的传输方式，实现了分布式异构环境中数据的实时传输。提出了一种有

效的全局数据空间管理策略，解决了节点动态增删问题。并且该模型采取全分布式体系结构，不存在服务器瓶颈和单点失效问题。该模型与ＣＯＲＢＡ和其它发布／订阅模型相比具有良好的灵活性、可扩展性和实时性。更适用于分布式系统的数据实时传输。

处，也不必同时在线，实现了通信双方时间、空问和数据通信的多维松耦合。表１是这三种通信模式

松耦合的比较。

表１几种通信模式的松耦台性

２基于ＤＤＳ的发布／订阅中间件模型

已有的发布／订阅中间件产品很多，如１１Ｂ／

Ｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓ【２Ｊ．Ｇｒｙｐｈｏｎ【，ｊ，Ｓｃｒｉｂｅ【４’等，但是始终

缺乏一个统一的标准，各企业之间的接口各异，采

２．１模型定义

ＰＳ（Ｐ，５）表示一个发布一订阅模型，其中Ｐ为

发布者集合，ｓ为订阅者集合。

用的通信协议也不统一，导致了应用的局限性。随后，ＳＵＮ公司发布了Ｊａｖａ消息服务（ＪａｖａＭｅｓｓａｇｅＳｅｒｖｉｃｅ。简称ＪＭＳ）规范。基本解决了各厂商产品之间的互连问题，但是该规范用在分布式实时环境中

还存在很多问题。首先，它采用ＪＡＶＡ实现就影响

发布者集合由若干发布者构成，Ｐ＝ｉＰ。，Ｐ２…，Ｐｌｌ。发布者负责发布数据，通过创建不同的数

据写入者来发布不同数据类型的数据，每个数据类

型用一个主题来标识。发布者并不实际传送数据，只创建和管理数据写入者，由数据写入者实际传送

数据给订阅方。

．

了系统的实时性；其次ＪＭＳ中并没有提出服务质量（ＱｏＳ）约束，用户不能根据自身需要指定通信方式，使得通信灵活性受到很大限制；并且在ＪＭＳ中

采用固定的节点服务器保存主题或队列，不能均衡

Ｐ。＝｛Ｄ％，Ｄ％，…，Ｄ既｝，Ｄ睨，ＤＷｉｊ表示

一个数据写人者，数据写人者由发布者创建，用来

负载或失败转移节点服务器，存在服务器瓶颈和安发布主题，接收该主题的订阅消息，并传送该主题

曹万华等：基于ＤＤＳ发布／订阅中间件的设计

电子技术学术论文集２００６年８月

下的数据给订阅方。数据写入者由创建它的发布者来管理，一个发布者可以创建不同的数据写入者，每个数据写人者发送指定数据类型的数据。

Ｔ＝｛Ｌ，疋，…，Ｌ｝，ｒ为主题集，ｔ为一个主

死。多个数据读人者可以同时订阅同一主题。

当，（Ｄ职）＝ｇ（舰，）＝ｒ，且Ｑ（Ｄ盯，ｒ）＝口

（ＤＲｓ，Ｔ）时，即数据写入者发布的主题与数据读人

者订阅的主题相同，且Ｑｏｓ匹配时就形成发布一订

题，Ｑ＝（＃，，，）为＃对ｙ的Ｑｏｓ约束，具体包括时延

（Ｄｅａｄｌｉｎｅ）、持久性（Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ）、可靠性（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉ－ｖｊ）和优先级（Ｐｒｏｒｌｔｉｔｙ）。

阕关系，记为Ｒ＿ＰＳ（ＤＶ，，Ｄ嚣，，Ｔ）。数据读入者只能

订阅数据写人者已发布的主题，ｇ（Ｓ）ｃＡＰ）。

对于一个待订阅的主题，同一时刻可能有多个满足条件的数据写人者存在，数据读人者可以按照一定策略选择一个数据写人者进行订阅，当该数据

写人者失效时，可以用其它的数据写入者替换，这

—个数据写人者与一个主题对应＾Ｄ既一瓦，当

然，可能存在多个数据写入者发布同一主题。

订阅者集合由若干订阅者构成，Ｓ＝｛Ｓ，丐：，…，ｓ。｝。订阅者负责订阅并接收数据，通过创建不同的数据读入者来订阅不同的数据类型，每个数据

读人者负责处理一个数据类型的数据，每个数据类

样可以有效的避免单点失效的问题。

可见。ＤＤＳ发布／订阅模型中发布者和订阅者是通过主题相关联。当订阅主题和发布主题相同

及相应ＱｏＳ匹配时，全局数据空间（Ｇｌｏｂａｌ

Ｄａｔａ

型同样也用一个主题来标识。

Ｓ．＝ｌＤＲｄ，ＤＲ４，…，ＤＲｈ｝，舰口表示一个数据

读人者。Ｓｐａｃｅ，简称ＧＤＳ）”１通知发布者和订阅者做好准备，进行数据传输。图１是该模型逻辑示意图。

一个数据读人者与一个主题对应，ｇ：Ｄ码一

中间件

刊五卜制玉＞＿

制互）－

图１ＤＤｓ发；ｍ／订阅模型逻辑示意图

表２舰载指控系统ＰＴ＿Ｔａｂｌｅ

２．２全局数据空间结构

ＤＤＳ发布／订阅中间件中主题的管理与匹配、

发布者和订阅者连接事件的通知都由ＧＤＳ来完

成，它是本模型最核心的部分。ＧＤＳ由一张全局一致的发布主题表、一张订阅登记表、发布数据缓

冲区和订阅失败队列四部分构成。

发布主题表

ＰＴ一死ｂｌｅ（ＩＤ，Ｐ—ＩＰ，Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ，Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，

订阅登记袁肼ＬＴａｂｌｅ（ＩＤ，Ｓ

ＩＰ，Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ＤｅａｄｌｉｎｅＰｒｉｏｒｉ－

Ｄｅａｄｉｎｅ）反映了所有发布主题的状态信息，其中皿为发布的主题；Ｐ－。泸为发布者地址；Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ为数据持久性，其中０表示非持久性数据，不需保存，ｌ表示持久性数据，需要保存；Ｒｅｌｌａｂｉｌ睁为传输方式

的可靠性，Ｂｅｓｔ—ｅｆｆｏｎ表示采用尽力方式传输，Ｒｅ－

ｔｙ，ＰＩＤ）反映了当前订阅该节点的订阅信息，其中上Ｄ为订阅主题；Ｓ一１１９为订阅者地址；Ｒｅｌｉａｂｎｈｙ为

订阅方要求的传输可靠性，Ｄｅａｄｌｉｎｅ为订阅者的传

输最大时延；Ｐｒｉｏｒｉｔｙ表 …… 此处隐藏：7201字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……