实时数据分发系统软件的设计与实现

实时数据分发系统指使用实时数据分发服务中间件的分布式系统。实时数据分发服务中间件采用实时发布-订阅协议,通过在数据发布方和订阅方之间配置的服务质量参数,可以实现不同的数据需求和传输方式。该中间件能够跨平台操作,屏蔽底层操作系统的差异,这有利于系统灵活动态地扩展和升级。文中阐述了数据分发服务的思想和模型,以RTI公司的数据分发服务中间件DDS为例,具体研究了该中间件的软件设计和实现。     

DDS中间件技术在作战系统网络中的应用

通过对数据分发服务DDS(Data Distribution Service)规范的研究,建立一套以数据为中心的发布/订阅模型,完成一套与平台无关、具备在分布式操作系统中实现的数据分发、传递和接收功能的演示系统,建立实时的、可靠的、安全的、跨语言和平台的信息分发的中间件平台,实现数据空间共享的目的,提高通讯设备数据传输的通信性能。     

基于DDS和WPF技术的试飞实时监控系统设计

针对以服务为中心的客户端服务器(C/S)架构监控模式存在着数据融合困难、传输协议单一、扩展灵活性差等不足,将数据分发服务(DDS)技术引入到试飞实时监控系统中,结合WPF图形引擎技术形成了一整套解决方案。在完全兼容当前架构规范的前提下,采用DDS技术作为数据传输中间件,有效提高了试飞监控系统的实时性,加强了多源数据融合粒度,降低了试验资源的集成难度;采用WPF图形引擎技术构建实时监控可视化编辑平台,最终实现了空天地综合监控环境下多源数据接收、处理、分发以及可视化展示等关键技术。此方案已经在飞行试验地面实时监控中得到了成功应用。     

船舶信息系统的数据分发与存储设计

随着船舶各个分系统之间数据交互要求日益增加、历史数据爆炸性增加,实现数据高效的分发以及海量数据存储日益重要。在分析数据分发服务DDS(Data Distribution Service)规范的基础上,搭建船舶信息数据分发系统,同时提出基于RDB和NoSQL(Not Only SQL)的联合存储方案。实现船舶信息系统的数据高效、实时发布,以及海量历史数据的有效存储、高效查询。通过搭建船舶仿真系统测试船舶信息系统的数据分发系统及其存储方案,实验结果表明将DDS技术和数据联合存储方案应用于船舶信息系统是可行的。     

航行通告分发服务中间件的研究与设计

现有的航行通告处理系统采用C/S模式,客户端和服务器间耦合度很高,且基于广播的传送方式造成客户端大量冗余航行通告的产生。针对航行通告发生地明确、接收端可按需订阅的特点,结合数据分发服务DDS(Data Distribution Service)规范能够使通信双方在空间、时间和数据通信等方面实现松耦合的特征。提出基于DDS规范的发布订阅模型,设计了一个支持服务质量Qo S(Quality of Service)的航行通告分发服务中间件,定义其中的数据结构、工作流程以及全局数据空间的管理策略。根据航行通告发布场景,使用CPN Tools工具进行建模和仿真。案例仿真结果表明,该中间件能够提供准确的基于主题的航行通告分发服务,从而证明了中间件设计方案的可行性和有效性。     

面向CDN网络的高效海量数据分发机制研究

针对CDN网络中海量数据分发的要求,设计了一种基于CDN服务器P2P服务的高效数据分发机制,通过对分割后的海量数据分别执行P2P数据分发,克服了现有CDN服务器P2P服务不能根据Internet网络带宽和CDN服务器负载动态变化自适应地调整数据分发过程的缺点。仿真结果表明,提出的海量数据分发机制提高了网络带宽波动对数据分发的性能,能够较好地满足实际CDN网络中海量数据分发的需求。     

面向服务的数据分发机制的研究与实现

在分布式环境中,分布式节点间存在多种形式的数据交换,为了实现数据的灵活可靠交换,需要一种通用的通讯机制作为数据交换应用的基础设施。同时,对象管理组织提出的数据分发服务(DDS)框架,其核心是以数据为中心的发布/订阅模式,能很好地解决分布式环境中的数据交换和分发问题。本文首先介绍数据分发服务的相关理论及其优点;然后介绍一种支持多数据包及文件传输的通讯机制作为上层应用的基础设施和该通讯机制的服务调度机制;最后依据DDS框架,结合以服务为中心、以交易码驱动的架构,设计并实现一种以数据为中心的发布/订阅模式。     

分布式仿真系统中的数据传输研究

为提高分布式仿真系统内部有效数据传输效率,满足系统实时性要求,以车辆定位监控仿真系统为问题原型,提出一种基于运行时间支撑系统数据分发管理(RTI-DDM)和套接字(Socket)的双层数据传输模型.该模型一方面利用RTI-DDM来限定传输数据的范围,有效降低系统内部冗余数据的传输;另一方面,利用Socket技术在仿真实体之间建立点对点的直接传输,从而提高系统的运行效率.对比实验结果表明,在相同仿真交互数据量下,该模型相对于传统RTI数据传输模型,数据传输延时平均缩短50%.     

DDS在SCA系统中的应用

针对基于软件通信体系结构(SCA)的通信系统存在着实时性不高、冗余度较大、无法故障恢复等不足,将数据分发服务(DDS)技术引入到SCA架构中,形成了一种扩展方案.在完全保持SCA规范兼容的前提下,用DDS作为波形组件间的传输手段,有效地提高了基于SCA的通信系统的实时性,降低了系统的冗余度,实现了单个软件模块的动态重构.此方案已经在某仿真通信系统中得到了成功的应用.     

飞行器测控系统数据分发服务研究

针对飞行器测控系统多任务和高实时性的要求,提出了一种基于DDS(数据分发服务)规范的数据分发服务模型.它以发布/订阅模型为基础,支持通过设置和调整服务参数,实现不同的数据需求和传输方式;同时在模型中引入了一种基于兴趣过滤的数据订阅方法,支持订阅者更细粒度地表达订阅兴趣,以提升通信效率.试验结果表明,该模型在任务和负载数量增加时仍具有较好的时延控制能力,可满足测控系统多任务、高实时性等任务需求,并具有良好的扩展性.