面向航天地面系统的消息中间件设计与实现

论文摘要

随着我国航天事业的不断发展,对地面系统的要求越来越高,要求缩短地面系统的研制建设周期,提高地面系统的可靠性。为了更快更好地研制地面系统,需要消息中间件的支撑,以此保证消息可靠、有效的传输,并缩短地面系统软件的开发周期。消息中间件是中间件软件家族中的一种,它为分布式系统中的应用提供高效、可靠的信息交互服务。本文首先通过分析航天地面系统对消息传输的各种需求,发现地面系统内各种消息对传输质量要求存在很大差异,然后在消息中间件的技术理论指导下,提出一种基于主题质量的发布订阅式消息中间件――TQMOM。TQMOM有两大特性:第一,发布订阅式。第二,基于主题质量。其中,可靠多播主题质量提供实时性的、具有一定可靠性的消息传输服务;重叠TCP主题质量服务于大数据文件或高速数据流的高速传输;消息队列主题质量保证消息能够可靠、完整的提交给接收方。TQMOM采用集中管理式的系统架构,主要分为三部分,分别是注册中心、服务器、客户端。注册中心集中管理系统内的所有节点的登记注册信息以及关于主题的发布订阅信息。服务器由队列服务器和转发管理器组成,队列服务器实现基于消息队列的消息传输,集中管理系统中的消息队列;转发管理器实现面向文件的存储转发。客户端以组件的形式,为架构于消息中间件之上的应用提供消息传输服务。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 国外航天地面系统使用消息中间件的情况
• 1.4 本文结构
• 第2章 基本理论及相关研究工作
• 2.1 消息中间件简介及分类
• 2.1.1 异步式消息中间件
• 2.1.2 同步式消息中间件
• 2.2 通信模式介绍
• 2.2.1 点对点模式
• 2.2.2 发布订阅模式
• 2.3 消息传输质量研究
• 2.3.1 可靠性要求
• 2.3.2 传输速度要求
• 2.3.3 实时性要求
• 第3章 基于主题质量的发布订阅式消息中间件设计
• 3.1 设计思想及功能概述
• 3.1.1 本设计的基本思想
• 3.1.2 主题的分类
• 3.1.3 TQMOM 功能概述
• 3.2 整体架构设计
• 3.2.1 注册中心设计
• 3.2.2 服务器设计
• 3.2.3 客户端
• 第4章 TQMOM 具体实现
• 4.1 主题质量实现
• 4.2 网络通信层的实现
• 4.2.1 CommonUDP.DLL
• 4.2.2 CommonMulticast.DLL
• 4.2.3 CommonTCP.DLL
• 4.2.4 ReliableMulticast.DLL
• 4.2.5 OverLappedTCPForFile.DLL
• 4.3 TQMOM 消息结构
• 4.4 注册中心具体实现
• 4.4.1 开发语言及运行平台
• 4.4.2 信息表管理
• 4.4.3 注册中心监视界面
• 4.5 服务器具体实现
• 4.5.1 队列服务器实现
• 4.5.2 转发管理器具体实现
• 4.6 客户端具体实现
• 4.6.1 支持语言及平台
• 4.6.2 API 函数
• 第5章 航天地面系统应用举例
• 5.1 遥测数据处理及显示
• 5.1.1 应用流程
• 5.1.2 测试结果分析
• 5.2 大数据量数据高速传输
• 5.2.1 应用流程
• 5.2.2 测试结果分析
• 第6章 总结和展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 阶段成果及创新点
• 6.2.1 说明
• 6.2.2 阶段成果
• 6.2.3 本文创新点
• 6.3 工作展望
• 参考文献
• 发表论文
• 缩略语
• 致谢