基于谓词式覆盖技术的发布/订购机制及算法研究

基于内容路由的发布/订购(Pub/Sub)技术具有异步、松散耦合和多对多通信等特点,使得能更好地应用于大规模分布式交互系统.而高效率的匹配算法、路由算法及较低的订购维护成本(规模)是实现基于内容路由的大规模Pub/Sub系统所要解决的关键问题.提出了谓词式关系(二叉树)的概念,在此基础上提出并实现了基于谓词式覆盖技术的订购算法、退订算法及启发式匹配算法(合称PRBT-*算法).通过将谓词式覆盖技术同选择性订购转发策略相结合,在提高事件匹配效率及路由效率的同时,显著降低了各级内容路由器订购规模.理论分析及大量实验对比表明,谓词式覆盖技术的引入,在降低各级内容路由器订购规模及提高算法效率和系统整体性能方面获得了良好的效果.     

基于无标度网络的Pub/Sub免疫路由

为避免Pub/Sub系统遍历路由带来的广播风暴,在基于无标度网络的Pub/Sub系统遍历路由过程中,引入病毒传播动力学的免疫思想,提出基于度的免疫遍历路由。通过设置节点度阈值δ,选择免疫节点控制消息的流向,避免全网遍历,降低广播开销。仿真实验结果表明,与洪泛法和Epidemic算法相比,该算法能更好地降低网络的遍历负载,增强网络的可扩展性。     

Pub/Sub系统中基于免疫的新型路由算法

为减少Pub/Sub系统中因遍历节点而产生的广播负载,在无标度网络的Pub/Sub系统遍历路由的基础上,提出了基于免疫思想的新型路由算法。第一阶段,通过设置阈值δ,选择初始免疫节点;第二阶段,通过投票机制进一步甄选核心代理节点和免疫节点。仿真实验表明所提出的方法与Pub/Sub系统中传统的Gossip算法及洪泛算法相比较,能够限制消息在确定的范围内传播并且降低消息遍历的时间和广播开销的负载。基于免疫的新型路由算法可加快消息的传播速度、降低网络开销。     

内容发布订阅系统的组播路由

基于内容的发布订阅系统多数采用泛洪和匹配优先的路由算法。本文提出了基于事件空间划分的发布订阅系统的实现方法,采用组播的方式实现了目标代理到多个订阅者之间的通知路由算法。与采用贪婪路由思想的单播路由算法相比较,该算法提高了在通知路由阶段的发布订阅系统的路由效率。算法对解决基于内容的发布订阅系统中相关的路由问题具有重要的作用和意义。最后给出了算法的仿真实验。     

面向大规模数据集成消息中间件系统设计实现

在分布式网络环境中,构造基于消息通信中间件的数据传输系统,能有效地满足数据传输的可靠性、安全性和异步性等企业级需求.然而,随着企业经营规模的扩大,对数据传输系统提出了参与方多、交互数据量大等新的需求,现有的基于点对点(PTP)和发布/订阅(pub/Sub)通信模式的消息中间件难以很好的支持这些新的需求.根据大规模数据传输系统的新特点,结合 PTP 和 Pub/Sub 通信模式,提出了一种基于点对点的发布/订阅消息中间件通信模型(PBPS),并在消息中间件ISMQ基础上提供了实现.实际应用表明,该方法能够有效满足大规模数据传输的要求.     

发布/订阅系统中的原子订阅管理和匹配

如何有效地管理原子订阅并将事件与原子订阅高效地匹配,是发布/订阅系统需要关注的关键问题.首先将原子订阅组织成为一个覆盖森林,然后在这个结构上执行原子订阅的匹配,同时使用谓词的多级索引结构为原子订阅匹配提供支持.此方法已在基于内容的发布/订阅系统OncePubSub上实现.给出了用于验证算法性能和开销的实验.实验结果表明,上述方法具有良好的匹配性能和可伸缩性.     

基于P2P和XML内容的发布订阅系统

介绍了一种面向大规模分布式应用的发布订阅中间件系统,系统采用一种结合了下推树和自下而上树自动机的XPath订阅快速匹配算法,支持XPath多谓词和分支特性。系统事件代理P2P网络节点之间的事件或订阅消息路由采用了扩展的Chord路由协议和订阅聚合、覆盖等多种优化措施。实验结果表明,系统具有较好的效率和性能,能满足面向大规模分布式应用的要求。     

基于内容的Pub/Sub系统中分发器网络自重构的研究*

提出了提高基于内容的Pub/Sub系统健壮性和交互效率的系统自重构方法。该方法包括系统的恢复策略和系统的自组织策略。系统的恢复策略,预防了节点的意外崩溃造成的系统瘫痪;系统自组织策略, 有效地降低了系统的事件交互成本,提高了基于内容的Pub/Sub系统的效率。自重构方法在基于内容的Pub/Sub系统SOES中得到了体现。     

一种基于社会学行为的Pub/Sub系统路由*

为减少Pub/Sub系统中遍历广播的负载,基于社会学行为的小世界架构,提出了一种基于朋友圈的路由,给出了朋友圈划分算法以及基于朋友圈的Pub/Sub系统遍历算法,以限制消息在确定范围内传播,降低消息遍历的时间和广播开销。仿真实验表明,所提出的方法与Pub/Sub系统中传统的Gossip及洪泛法相比较,可加快消息的传播速度,降低网络开销。     

面向大规模分布式计算发布订阅系统核心技术

发布/订阅系统技术具有异步、松散耦合和多对多通信的特点,适应了目前动态多变的大规模分布式计算环境的需求,有着广阔的应用前景.分析了国内外发布/订阅系统的研究现状,并从拓扑结构、事件模型和订阅模型等不同角度进行了系统的分类,然后分别就其关键问题从匹配算法、基于内容的路由算法、形式化建模和服务质量等方面进行了阐述,并对已有的典型系统进行了分析比较,指出了当前该领域研究存在的问题和不足.同时,分析了在支持语义和近似匹配来增强系统智能性所面临的挑战,展望了发布/订阅系统在支持移动计算、P2P等新型计算环境下的研究趋势.     

发布订阅系统在移动Ad Hoc网络中的三种路由算法

介绍了分布式发布/订阅系统的原型，为Ad Hoc网络中的发布/订阅系统设计了三种基于内容的路由算法，分别说明了它们的运行方式，并进行了仿真与比较。结果表明：基于内容的可靠容错路由算法能够100%保证信息的传输，有容错机制，可靠性较强，但出现了传输延迟；基于内容的路由算法的可靠性不强，适合有线网络中分布式发布订阅系统的信息传输，传输延迟小；基于内容的容错路由算法有容错机制，传输延迟小     

基于发布/订阅系统的事件服务体系结构

网格环境下软硬设施的异构性、通信的异步性以及协同工作的特点使得基于事件的交互成为虚拟组织成员交互的自然抽象。适用于网格环境下的事件服务是发布/订阅系统。该文结合科学数据网格的特点,采用基于内容的发布/订阅系统实现事件服务。并且提出科学数据网格的事件服务体系结构,给出了系统框架及实现中的核心算法———路由算法和匹配算法。该方案已经应用于科学数据网格项目中,结果表明它能够很好地适用于数据网格环境中。     

基于P/S模型的分布对象中间件匹配算法研究

高效的匹配算法是大规模基于内容的发布订阅系统所要研究的关键问题之一。建立了订阅语言和事件模型,提出了一个高效、实用的基于内容的匹配算法,它主要研究匹配操作符为＂=＂,充分利用了多维索引技术和AVL搜索树加速查询,这种算法比其它常用算法具有较大提高,并且扩展性好,适合应用于大规模分布式基于内容的发布订阅系统中。     

内容发布订阅系统路由算法和自配置策略研究

路由算法和动态自配置特性是实现大规模基于内容的发布订阅系统的两个关键问题.尽管已经有多种路由算法被提了出来,但是它们没有充分利用组播技术提高系统性能和节省网络带宽;此外,已有系统的网络都是静态的,不能够进行网络的自动配置.首先,提出了具有组播集群的层次性系统模型,设计了混合式路由算法,充分利用物理网络组播的特性,节省网络带宽.然后,提出了组播集群复制协议和基于内容的组播树协议CMTP,分别处理节点或者链路失效导致的网络分割以及路由的重建.实验结果表明,这些算法和协议的引入节省了网络带宽,显著提高了系统的性能,保证了系统的自配置特性.     

基于内容的发布订阅系统中快速匹配算法的研究

高效的匹配算法是大规模基于内容的发布订阅系统所要研究的关键问题之一．建立了订阅语言和事件模型，提出了一个高效、实用的基于内容的匹配算法，它充分利用了多维索引技术加速查询，利用约束间的覆盖关系减少重复匹配．实验表明其效率比其它常用算法具有较大提高，并且扩展性好，适合应用于大规模分布式基于内容的发布订阅系统中．     

CAER:一种基于内容的自适应事件路由算法

基于内容的发布/订阅模式正受到日益广泛的重视,为构建大规模分布式系统提供了一个很好的选择。在基于内容的事件分发中,事件发布结点无需指定分发的目标地址,事件在转发的过程中根据其内容逐步路由到对事件感兴趣的目标结点。针对已有的基于内容的路由算法不能适应订阅动态变化、网络通讯开销较大的问题,提出了一种基于内容的自适应事件路由算法CAER。通过在基于内容的路由表中将订阅与订阅源结点相绑定的方式,来实现路由表的构建和维护,使得路由算法适应订阅的动态变化。实验结果表明,该算法不仅提高了事件分发的准确率,而且降低了网络的通讯开销。     

一种基于速率的发布/订阅系统的准入控制机制

提出了基于内容发布/订阅系统的一种准入控制机制RacsCBPS来保障客户端的服务质量.首先分析了基于内容发布/订阅系统中实现准入控制机制的难点,给出了RacsCBPS的基本模型,在此基础上,提出了基于覆盖关系的资源需求计算方法和以订阅分发路径为基础的准入控制算法.RacsCBPS在不影响发布/订阅系统松散耦合性的情况下,能够有效地解决因系统资源不足而导致的事件过载问题,同时为系统提供了不同的准入准则,以便在系统资源利用率和服务质量保证程度之间作出不同的权衡.最后通过实验验证了准入控制机制的有效性和相应的系统资源利用率.     

结构化P2P网络上可靠的基于内容路由协议

在结构化P2P网络上构建基于内容的发布/订阅系统,可以很好地支持大规模、高度动态的分布式应用.然而,现有的基于内容的路由协议在P2P网络上只能提供弱的可靠性保证.根据结构化P2P网络的路由协议的特点,设计了一种新型的基于内容的路由协议--基于编码区间的路由(identifier range based routing,简称IRBR)协议.IRBR协议具有良好的容错性,只要事件的发布者与订阅者之间在P2P网络中是可达的,则订阅者一定能够收到它所订阅的事件,且只收到一次.同时,该协议也比现有的协议具有更高的事件路由效率.在Pastry上开发了一个原型系统,模拟实验表明了该协议的效率和容错性.