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.     

基于内容的发布/订阅模型中消息匹配问题的研究

近年来基于内容的发布／订阅模型逐渐兴起并得到广泛的应用。如何高效地实现消息与订阅的匹配是该模型实现中的一个关键问题。文中通过研究两种典型的消息匹配算法对这一问题进行了讨论和分析。     

基于发布订阅模型的代理间信任机制研究

发布／订阅范型具有异步、松散耦合和多对多通信的特点,在大规模分布式计算环境中有着广阔的应用前景。针对发布／订阅系统网络代理之间存在可信任问题与发布者、订阅者的访问权限问题,提出了一种分布式网络层次模型,并提出了基于RSA加密的代理身份认证算法解决代理之间信任问题,并保证代理之间路由消息的安全性,该算法在发生事故时能区分事故责任。并改进Kerberos认证算法解决发布者、订阅者的访问权限。并对该模型与算法进行了分析。     

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。     

高性能发布／订阅系统接口服务的设计与应用

发布／订阅模型因其异步、多点通信,松耦合和易扩展的特点,被广泛应用于分布式环境中。本文在详细研究国内外发布／订阅系统现状的基础上,结合物联网应用环境,分析其中存在的问题和不足,针对主题组织形式、对复杂网络环境的适应以及系统整体性能提升等方面提出了改进措施,并对改进前后的系统性能进行了分析比较,旨在解决发布／订阅系统实用化过程中遇到的一系列问题,提供一种可应用在复杂网络环境中的高性能发布／订阅系统接口服务。     

基于内容的发布订阅系统综述

随着信息技术的不断发展,针对如何能够实现发布/订阅系统(Pubish/Subscribe系统)最大限度的应用,是我们当前应对的一个重要挑战。结合发布/订阅自身(异步、多点通信等)的特点,首先概述了发布/订阅系统的概念及分类,提出了当前的研究热点即基于内容的发布/订阅系统,并总结了发布/订阅系统当前国内外的研究现状,最后指出要想提高发布订阅系统的匹配速度必须完善现有的匹配算法。     

基于内容的发布/订阅系统安全框架设计

发布/订阅作为分布式系统中一种松耦合、多对多的异步通信机制,有着广泛的应用前景.目前,人们主要对匹配算法、路由算法的性能、可表达性进行了深入的研究,其安全方面研究不足.因此,分析了发布/订阅系统的安全需求,设计了发布/订阅系统安全框架,并结合SRP协议,对框架中的身份认证机制、密钥管理机制、以及订阅成员的动态管理机制进行了详细的设计与分析,论证了该框架能满足发布/订阅系统的基本安全需求,具有实际应用价值.     

基于发布订阅模式的装备保障体系路由算法研究

随着各国对装备保障领域重视程度的日益提高,装备保障系统包含的环节数量、决策单元与自决策程度不断增加,导致其通信模式需要更好、更适合的路由算法。针对装备保障系统自决策程度高、发布订阅模式多的特点,笔者选取坦克维修系统为例进行建模,提出多动态层级扩散这一新的路由算法,同时,利用JADE平台设计并开发了基于发布订阅模式的装备保障系统仿真软件,验证了新算法与传统算法、相近算法相比具有的优势,并测试了新算法的稳定性。     

用PTA模型形式化分析基于Gossip 协议的发布/订阅系统

在研究传统的发布／订阅消息中间件系统的基础之上,结合Gossip协议的特点来研究发布／订阅消息中间件,最后运用形式化方法,通过PRISM仿真工具,对仿真的模型进行形式化分析．实验结果表明,发布／订阅消息中间件系统的实时性受消息产生速度的影响,在各个订阅者订阅相同消息和不同消息两种情况之下网络特性展现不同的变化,但最终都是随着消息产生速度的增加而减小．可靠性随着消息产生速度的增加而减小,并且订阅者的接收缓存越大可靠性越高,但增幅率会越来越小．该实验模型和实验方法对于发布／订阅消息中间件系统的研究,以及在现实环境中配置系统的相关参数有一定的帮助．     

基于XML的发布／订阅型系统中过滤算法的改进

基于XML的发布／订阅型系统已成为主动服务系统研究的重点,其中,设计一种高效的消息过滤算法是一个关键的问题。在基于共享前缀的NFA算法YFilter基础上,通过对XML文档引入索引结构,提出了一种改进算法DTFilter。与YFilter的对比实验表明,改进算法DTFilter可有效减少执行过程中的冗余匹配,提高过滤性能。     

有环图下基于内容发布/订阅系统路由算法改进

针对最小路径权值路由算法在有环拓扑结构下不能适用于大规模发布/订阅系统的问题,本文提出了颜色属性的概念。通过对代理设置颜色属性,对原有算法进行了改进,不仅确保订阅者收到匹配事件、避免转发环路的形成,并且降低了消息处理代价。该算法可以适用于大规模发布/订阅系统。     

基于收益机制发布/订阅系统时间约束保障技术

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,有着广阔的应用前景.但是,已有的发布/订阅系统技术不能满足动态环境下有延迟需求的应用要求.针对时间约束问题,扩展了发布/订阅系统的语法,建立了延迟模型,提出了一种基于收益机制的分布式发布/订阅系统时间约束保障技术和使系统获益最大化的调度算法MTEP(maximum total earning priority),其特点是能够满足订阅者和发布者指定延迟约束的需求,通过与订阅者商定的价格和违约成本信息来有效地利用网络带宽,适应网络环境的动态变化.实验结果表明,该调度策略和FCFS(first come first service)、最短时间优先和固定优先级等传统策略相比,可使订阅者接收到的有效事件明显增多,并使系统收益显著改善.     

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。     

双头镜橡磁盘的实时调度算法及性能评价

本文对双头镜像磁盘系统模型进行实时扩展,并提出了三种实时调度算法：最早截止期优先算法（ＥＤＦ）,可满足的最早截止期优先算法（Ｆ－ＥＤＦ）和忽视超时限请求算法（ＩＧＭ－ＥＤＦ）。这三种算法充分考虑了Ｉ／Ｏ请求的截止期限,使双头镜像磁盘系统能更好地满足实时需求,在进行了性能模拟后,发现实时调度算法比非实时算法能更好地满足时Ｉ／Ｏ请求的时限要求。三种实时调度算法中,适用于硬实时应用的ＩＧＭ－ＥＤＦ的性能     

发布／订阅系统中的新型组播树构造算法研究

为减轻发布／订阅系统中由于遍历代理网络带来的负载压力,基于小世界网络和邻居集关系,本文提出了一种新型的组播树构造算法,CCBMTRC算法。该算法通过在重叠网（Overlay Network）上构造组播树来进行订阅和事件的传播,抑制遍历代理网络所带来的广播风暴。并给出了详细的理论分析与仿真实验。     

发布/订阅通信模式的实时性能分析与评估

运用成熟的队列理论知识,通过PRISM模型验证工具,对发布/订阅模式的实时性能进行形式化分析。实验结果表明,发布/订阅模式在消息响应时间及消息传输可靠性两方面比传统的通信模式表现出更良好的性能,该实验模型和实验方法对于优化发布/订阅模式及调整实际发布/订阅系统中的参数配置都有一定的帮助。     

支持语义等价的自动化订阅分解方法

传统的发布/订阅系统不能自动完成原子订阅到语义等价的复合订阅转换,降低了系统的可用性和订阅匹配能力。针对该问题,提出支持语义等价的自动化订阅分解模型,给出相应的基于XChangeEQ的订阅分解算法,将原子订阅分解成语义上等价的复合订阅。应用案例表明,该算法可为订阅者提供基于复合事件的订阅结果,提高了原发布/订阅系统的可用性和表达能力。     

使用Gossip算法实现可靠的基于内容的发布订阅系统

分布式基于内容的发布订阅系统正受到日益广泛的重视，然而大多数研究都忽略了可靠性保证，这限制了该系统在动态和不可靠场合下的应用．本文首先介绍了基于内容的发布订阅系统和gossip算法，然后提出了一个轻量级的称为PReliability的协议，它通过引入gossip算法保证事件传输的可靠性．仿真实验表明该协议适合于大规模、可靠性低的环境，具有很强的扩展性和健壮性，并且具有简单、易于实现的优势．     

基于属性加密的DDS访问控制方案

数据分发服务（Data distribution service,DDS）是一种可靠的实时数据通信中间件标准,它是面向基于发布/订阅模型的分布式环境,在各个领域得到了广泛应用,但现有研究涉及DDS安全技术的成果较少,而在实际应用中发布订阅系统存在多种安全威胁。为了建立灵活可靠的安全机制来确保发布订阅信息的安全性,提出一种以数据为中心的访问控制方案。在属性加密的基础上,对访问树结构进行优化处理,结合发布订阅环境增加属性信任机制。之后采用制定属性连接式与授权策略的方式对发布订阅信息进行加密匹配,并建立DDS访问控制模型来控制发布订阅系统内信息的交互,实现数据的安全分发。经过实验验证,该方案既能够应对DDS存在的几种安全威胁,保障发布订阅信息的机密性,也能够实现系统对特定信息的访问控制,并且发布者订阅者不需要共享密钥,减少了密钥管理的开销。     

基于JMS体系结构的消息服务技术的应用研究

根据企业应用程序间进行消息服务的实际需要，深入研究Java消息服务(Java Message Service，JMS)技术，结合其中的“发布／订阅式”和“点对点式”两种消息收发模式，提出了一个基于JMS体系结构的全新的消息服务模型，并针对股票交易系统中的报价“发布／订阅”服务功能的具体实现进行了详细的论述。