基于订阅发布机制的中间件系统设计与实现

在分布式中间件系统中,分布式对象间需要频繁的进行信息交互,如何高效并且可靠的传输消息成为分布式中间件系统研究的关键之一;针对这些需求,提出了基于TAO的实时事件服务,利用订阅/发布机制搭建分布式中间件系统平台,建立适用于状态分布式对象订阅/发布的支撑环境;详细介绍了中间件系统中状态分布式对象的订阅/发布流程;最后针对该中间件系统平台进行了性能测试,在千兆以太网环境下,中间件系统传输时延随着事件大小的增加而增加,而且传输时延在网络传输中基本符合要求。     

基于发布/订阅机制的Web服务QoS信息分发模型

QoS感知的Web服务管理和组合的基本问题是如何及时有效地获取Web服务的QOS信息.当前的研究包括基于查询或监视的方法.然而在动态的服务计算环境下,这些方法或多或少存在时效慢、代价高和可扩展性差等问题.提出一个基于发布/订阅机制的Web服务QoS信息分发模型,目标是提供一个在大规模的服务计算环境下可靠、及时地获得Web服务QOS信息的方法.提出一个基于P2P的内容发布/订阅网络,利用专用的集合点和副本机制减少订阅丢失,改善可靠性.利用RP链加快订阅和QoS信息发布.通过支持组合服务的组合QoS订阅,减少通知消息数量,减轻网络负载.仿真实验验证了系统的低成本、有效性和可扩展性.     

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。     

实时发布订阅系统及其相关技术的研究

发布／订阅系统具有异步、松耦合和多对多通信的特点,有着广阔的应用前景。本文概述了国内外实时发布／订阅系统的研究现状,然后分别就其关键技术从拓扑结构、事件模型、订阅模型、匹配算法、实时调度算法、路由算法等方面进行了阐述,并对（实时）发布订阅系统中间件标准”数据分发服务”进行简单的介绍。最后提出进一步的研究方向。     

基于QoS和多级索引的Web服务发布订阅

发布订阅机制有利于实现对大规模Web服务的主动管理,提出了基于QoS的Web服务发布订阅模型和系统架构,设计了基于QoS和多级索引的Web服务匹配算法。Web服务的QoS属性和订阅的属性约束所形成相应的匹配关系构成模型的关键;将发布的Web服务及其QoS和服务订阅一起生成过滤矩阵,通过属性约束覆盖可以减少重复匹配;按QoS属性类型对发布的Web服务建立多级索引,生成属性到服务的映射,可以实现服务订阅的快速匹配。实验结果表明,该Web服务发布订阅系统比传统方法有较大提升,能够适应于大规模分布式Web服务管理。     

基于DDS模型的数据分发中间件的设计与实现

对OMG颁布的以数据为中心的数据分发服务规范模型进行了深入的研究,根据该规范提出的数据分发服务模型,设计并实现了一个高效,实时的数据分发中间件系统,以发布/订阅模式降低数据分发各节点之间的时空耦合,提供灵活的数据传输Qos控制策略,并提出数据质量和优先级的概念,提高分发系统的实时能力.     

QISM：一种基于中间件和服务的无线传感器网络主动QoS体系

提出了一种基于中间件、面向服务的无线传感器网络主动QoS体系QISM,对其设计思想、体系结构、关键模块和工作过程进行了论述.基于应用和网络反馈协商的动态调节机制,基于中间件和服务发布与订阅的体系结构,以及基于Topic和功能域的表达方式,是QISM的重要特点.QISM通过对应用和网络的动态调节,使网络最大限度的支持应用,应用最大程度的适应网络,从而更好地保证了应用的完成,延长了网络生命期.针对典型场景的仿真结果表明,QISM机制具有良好的QoS控制能力和灵活性,支持复杂应用,且同网络结构形式无关.     

构造服务质量感知的发布/订阅系统

发布/订阅系统,作为提供分布式事件检测的中间件,可支持多种应用的开发.考虑到应用提供的服务质量常常取决于发布/订阅系统的服务质量保障能力,构建了一个服务质量感知的发布/订阅系统Phoenix,并从架构、可靠性保障机制、及时性保障机制等多方面来提升系统的服务质量.因此, Phoenix能成功应对通信链路故障、代理故障和集群抖动,从而保障了应用的正常运行,同时,它能尽力而为地满足用户指定的及时性需求.实验结果表明Phoenix的可靠性好,能较好地支持用户的及时性需求.     

支持QoS约束的语义Web服务发现模型

分析了现有Web服务发现的不足,在系统研究Web服务发现框架的基础上,将QoS模块引入,提出一个支持QoS约束的语义Web服务发现模型SWSDM-QoS.在该模型中,支持QoS的服务发布,查找和反馈,并在此基础上提出一个基于QoS约束的服务选择算法.已经基于Microsoft.NET平台实现了一个原型系统.     

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。     

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．     

机群并行数据库的动态监控关键技术

分析了大规模机群并行数据库的监控层次,在中间件层实现了机群并行数据库动态监控模块,该模块采用集中监控技术来获取监控信息,运用ICE Storm中的消息订阅和发布机制实现了监控信息的发布和处理,并利用Ajax技术使用户可以通过Web方式实时地获取监控信息,保证了数据库系统的高效服务,方便了复杂数据库系统的管理工作。     

基于DDS的发布/订阅中间件设计

基于OMG组织颁布的实时系统中数据分发服务最新标准设计了一个新的发布/订阅中间件,实现了分布式环境中以数据为中心的数据实时传输,解决了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,解决了通信节点动态增删问题。该模型与CORBA规范和其他发布/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。     

移动Ad hoc中发布/订阅路由协议的网络仿真*

通过在Ad hoc多播路由协议(ADMR)中加入发布/订阅匹配算法,将发布/订阅中间件与移动Ad hoc网络相结合,设计出适应发布/订阅分布式网络的多播路由协议(PSMR),中间件使用该协议将发布者的数据分发到相匹配的订阅者。使用NS2网络仿真平台实现了该协议,将其与ADMR进行性能比较,大大减少了网络中分组转发次数,提高了网络效率。     

Supporting SIP-based end-to-end Data Distribution Service QoS in WANs

Assuring end-to-end QoS in enterprise distributed real-time and embedded (DRE) systems is hard due to the heterogeneity and transient behavior of communication networks, the lack of integrated mechanisms that schedule communication and computing resources holistically, and the scalability limits of IP multicast in wide-area networks (WANs). This paper makes three contributions to research on overcoming these problems in the context of enterprise DRE systems that use the OMG Data Distribution Service (DDS) quality-of-service (QoS)-enabled publish/subscribe (pub/sub) middleware over WANs. First, it codifies the limitations of conventional DDS implementations deployed over WANs. Second, it describes a middleware component called Proxy DDS that bridges multiple, isolated DDS domains deployed over WANs. Third, it describes the NetQSIP framework that combines multi-layer, standards-based technologies including the OMG-DDS, Session Initiation Protocol (SIP), and IP DiffServ to support end-to-end QoS in a WAN and shield pub/sub applications from tedious and error-prone details of network QoS mechanisms. The results of experiments using Proxy DDS and NetQSIP show how combining DDS with SIP in DiffServ networks significantly improves dynamic resource reservation in WANs and provides effective end-to-end QoS management.     

A secure and quality-aware prototypical architecture for the Internet of Things

The increasing diffusion of services enabled by Internet of Things (IoT) technologies raises several risks associated to security and data quality. Together with the high number of heterogeneous interconnected devices, this creates scalability issues, thereby calling for a flexible middleware platform able to deal with both security threats and data quality issues in a dynamic IoT environment. In this paper a lightweight and cross-domain prototype of a distributed architecture for IoT is presented, providing minimum data caching functionality and in-memory data processing. A number of supporting algorithms for the assessment of data quality and security are presented and discussed. In the presented system, users can request services on the basis of a publish/subscribe mechanism, data from IoT devices being filtered according to users requirements in terms of security and quality. The prototype is validated in an experimental setting characterized by the usage of real-time open data feeds presenting different levels of reliability, quality and security.     

On reliability in publish/subscribe services

Modern large-scale mission-critical systems demand efficient and robust multi-point data dissemination infrastructures. Since such infrastructures have to exhibit good performance when scaling up the number of interacting entities and managing large amounts of data, publish/subscribe services represent a suitable middleware solution due to their decoupling properties. However, since data are conveyed by networks where failures may occur, and since nodes may present a faulty behavior, such services also have to adopt proper mechanisms to deal with several kinds of failures and to guarantee event dissemination despite their occurrence. Although significant efforts have been made on this topic, many issues are still open.This article covers an introduction to the principles of assuring event notification even in the presence of faults, and an analysis of relevant state-of-the-art by both surveying the academic literature over the period 2000–2011 on reliable publish/subscribe services and overviewing current marketed products. Then, it presents the main challenges that are still unresolved and are worth being addressed in future research efforts.     

基于AMQP消息中间件的主动状态证书撤销机制实现

主动状态证书撤销机制是一种新的证书撤销验证机制,如何实现该机制还未见具体的案例。在分析高级消息队列协议(AMQP)的基础上,结合主动状态证书的订阅/发布要求,设计了一种基于AMQP消息中间件的主动状态证书发布与订阅模型。通过实验分析表明,该消息中间件系统应用灵活,系统性能高效、稳定。     

基于发布/订阅模型的中间件实时拓展

基于发布/订阅模型的卫星数据模型中间件不具备实时性。为此,给出一种对其进行实时拓展的服务软件总体框架。提出将任务的中间件优先级映射到本地节点优先级的线性均匀分布动态映射算法。引入超周期思想,在静态优先级可抢占调度算法下,对优先级任意的硬实时周期和非周期混合任务进行可调度性分析。采用恢复块技术对其进行冗余备份以解决服务软件单点故障。分析结果表明,该框架基本可以满足实时系统的要求。     

Toward Open-World Software: Issue and Challenges

Traditional software development is based on the closed-world assumption that the boundary between system and environment is known and unchanging. However, this assumption no longer works within today's unpredictable open-world settings, especially in ubiquitous and pervasive computing settings, which demand techniques that let software react to changes by self-organizing its structure and self-adapting its behavior. The more we move toward dynamic and heterogeneous systems, and the more we stress their self-healing and self-adapting capabilities, the more we need new approaches to develop these applications and new ways to structure and program them. Programming open systems requires new programming language features. Two features that bear investigation are introspection mechanisms to get runtime information about newly encountered services and reflective mechanisms to adapt client applications dynamically. Some existing standards, industrial products, and research prototypes that support, to a certain extent, the open-world assumptions are service-oriented technologies, publish/subscribe middleware systems, grid infrastructures, autonomic frameworks