摘  要： 介紹了對象管理組織發(fā)布的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)新規(guī)范，描述了DDS規(guī)范兩個層次的接口DCPS和DLRL,，闡述了DDS數(shù)據(jù)分發(fā)的基本思想，分析了QoS策略及其特征,，探討了DDS適用的場合和未來的發(fā)展,。
關(guān)鍵詞： 中間件；數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù),；發(fā)布/訂閱,；服務(wù)質(zhì)量

　網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時代的來臨使企業(yè)面臨信息化的挑戰(zhàn)，如何利用信息技術(shù),，將不同的應(yīng)用系統(tǒng)集成為一個高效的整體,，采納現(xiàn)代的管理理念和方法，消除信息孤島現(xiàn)象，及時將關(guān)鍵信息服務(wù)送到一線工作人員的手中,，成為企業(yè)提高市場競爭力的關(guān)鍵,。在傳統(tǒng)的以平臺為中心的系統(tǒng)中，各個應(yīng)用之間直接通信,，形成了復(fù)雜的連接關(guān)系,，而這種系統(tǒng)往往要求以有限的資源滿足通信的確定性、多種QoS[1]特性,、系統(tǒng)可伸縮性和靈活性,。實踐證明，傳統(tǒng)的分布式共享內(nèi)存模型完成了以數(shù)據(jù)為中心的交換功能,，但是效率較低,，無法滿足可伸縮性、靈活性的要求,。此外,，目前較為成熟的中間件產(chǎn)品并不能很好地解決通信的實時性、快捷性和靈活性問題,。因此,，在數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)(DDS)[2]中建立了另外一種模型，即以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布/訂閱(DCPS)模型,。DCPS層是DDS規(guī)范的核心,，它提供了數(shù)據(jù)發(fā)布的基礎(chǔ)架構(gòu)，確保正確有效地將信息傳輸給適當(dāng)?shù)慕邮照?。本文將對DDS進(jìn)行較為詳細(xì)的分析和研究,。
1 DDS體系結(jié)構(gòu)
　通常使用的網(wǎng)絡(luò)模型有三種：點到點模型、服務(wù)器-客戶端模型和出版/訂閱模型,。而DDS數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)采用的是以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布/訂閱模型,。通過圖1可以直觀的看出三者的差別。

1.1 點到點模型
　點到點模型模型一般適用在電話和TCP串行連接,，是面向連接的通信,，缺點是裁剪性差。
1.2 服務(wù)器-客戶端(C/S)模型
　服務(wù)器-客戶端(C/S)模型適用于文件系統(tǒng),、數(shù)據(jù)庫及遠(yuǎn)端請求,，它以服務(wù)為中心，服務(wù)器提供服務(wù),，而客戶接收這些服務(wù),；通行是由客戶端主動發(fā)起的，它必須綁定到服務(wù)器上,，并通過調(diào)用特定的操作來更改或獲取信息,。另外其是面向連接的通信,，存在單點失敗的可能，并且存在性能瓶頸,。CORBA,、DCOM及RPC就使用這一模型。
1.3 出版/訂閱模型
　DDS規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化了分布式實時系統(tǒng)[4]中的數(shù)據(jù)分布,，DDS規(guī)范的目的是簡化分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的有效發(fā)布,，它主要應(yīng)用在要求高性能、可預(yù)見性和對資源有效使用的關(guān)鍵任務(wù)領(lǐng)域,。
　DDS規(guī)范分為DCPS和DLRL兩層,，其中，DCPS處于底層,，提供通信的基本服務(wù),，DLRL封裝DCPS的服務(wù)并提供給應(yīng)用層。DCPS如同總線,，各個應(yīng)用掛接在總線(全局?jǐn)?shù)據(jù)空間和主題)上互相通信。DCPS層是DDS規(guī)范的核心,，它提供了數(shù)據(jù)發(fā)布的基礎(chǔ)架構(gòu),。DLRL層建立在DCPS基礎(chǔ)之上，主要是規(guī)定了應(yīng)用層和DCPS層之間的接口,，該接口將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合并傳遞給應(yīng)用層,，通過底層的DCPS提供服務(wù)，簡化了編程工作,。
分布式共享內(nèi)存[3](Distributed Shared Memory)是一種以數(shù)據(jù)為中心的經(jīng)典模型,。該模型基于全局?jǐn)?shù)據(jù)空間的概念，所有對該空間中的數(shù)據(jù)感興趣的應(yīng)用程序都可以接入,。想要向這個數(shù)據(jù)空間提供信息的應(yīng)用程序聲明意圖并成為“Publisher”,；同樣，想從數(shù)據(jù)空間中獲取數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序成為“Subscriber”,。每當(dāng)Publisher將新數(shù)據(jù)發(fā)送到這個全局?jǐn)?shù)據(jù)空間時,，中間件就會把信息傳播給所有感興趣的Subscriber。Publisher/Subscriber模型如圖2所示,。

2 DDS的QoS策略
　應(yīng)用程序可以使用服務(wù)質(zhì)量(QoS)策略來控制,、管理和優(yōu)化在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。DDS標(biāo)準(zhǔn)提供的QoS參數(shù)可以對數(shù)據(jù)流(如數(shù)據(jù)的持久度,、數(shù)據(jù)的傳輸方式,、容錯性)進(jìn)行常規(guī)控制。DDS提供商可以提供擴(kuò)展的QoS策略以實現(xiàn)更深層次的控制,，例如對發(fā)現(xiàn)過程控制,，對系統(tǒng)使用的資源控制(如限制使用資源的大小,，對傳輸途徑配置等)[4-5]。QoS的策略的特征有可靠性,、數(shù)據(jù)的持久度,、數(shù)據(jù)的歷史記錄、周期數(shù)據(jù)的超時,、基于時間的過濾,、數(shù)據(jù)的有效期、數(shù)據(jù)的所有權(quán),、分區(qū)以及資源限制等,。
開發(fā)人員可以基于DDS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定多種QoS參數(shù)，如發(fā)布,、訂閱速率以及合法通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)長度等,。數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備成為發(fā)布者并且僅與規(guī)定的通信數(shù)據(jù)類型相關(guān)；需要特定信息的設(shè)備成為訂閱者并且僅需知道所希望接收數(shù)據(jù)的內(nèi)容,。
　較好的QoS控制策略可能是DDS標(biāo)準(zhǔn)最重要的特征,。QoS在DDS規(guī)范中得到了普遍而深入的使用，用于配置系統(tǒng)以及在每對Publisher/Subscriber之間建立獨立的QoS協(xié)議,，而QoS協(xié)議能夠?qū)崟r提供系統(tǒng)所要求的性能可預(yù)測性和資源可控性,，并且能夠保證發(fā)布/訂閱模型的模塊性、可量測性和魯棒性[6],。因此,，DDS能夠滿足非常復(fù)雜、非常靈活的數(shù)據(jù)流要求,。QoS可以理解為數(shù)據(jù)提供者和接收者之間的合約,，設(shè)計的中間件必須確保收發(fā)雙方的QoS策略相互兼容。圖3為在發(fā)布者之間建立QoS協(xié)議,。

　通過分析可以看出,，DDS信息分發(fā)中間件是一種輕便的、能夠提供實時信息傳送的中間件技術(shù),。全球80%以上的網(wǎng)絡(luò)中間件都采用DDS方案,，包括航空、航天,、船舶,、國防、金融,、通信,、汽車等領(lǐng)域。此外,，在作戰(zhàn)系統(tǒng),、船舶導(dǎo)航和控制系統(tǒng),、船舶防御系統(tǒng)、無人機(jī)駕駛系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng),、裝甲車輛控制系統(tǒng),、仿真和培訓(xùn)系統(tǒng)、雷達(dá)處理和空中交通管理系統(tǒng),、金融系統(tǒng),，也由DDS中間件提供底層的信息通信服務(wù)，實現(xiàn)各個作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的互通和相互操作,。
　DDS利用DCPS模型的功能為實時與嵌入式系統(tǒng)提供高質(zhì)量的運(yùn)行保障,，盡可能降低了數(shù)據(jù)復(fù)制的需要，從而提高了系統(tǒng)性能,。同時DDS還允許應(yīng)用預(yù)分配資源,，提高了可靠性和實時確定性。
QoS策略是DDS的最大亮點,。它將資源的可用情況,、提供方對資源的占有程度及請求方對資源的期待程度分別程序化為主題QoS、發(fā)布者QoS和訂閱者QoS,。通過QoS策略大大增加了通信的靈活性,。
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