基于P2P结构的软件系统总线设计与实现

论文摘要

在现实中,许多企业需要可靠的可持续运行的系统,这些系统无论正在升级,维护,重新配置或受到攻击时多可以持续对客户的请求提供反应。这样的系统被定义为持久性的计算机系统(PCS)。PCS可以由组件或应用连接在SSB(提供异步通信的中间件)的系统来实现。执行异步消息中间件可以称为软件系统总线系统(SSB)。其主要特点是它必须能够保存数据,具有连续的可用性,必须支持运行时的可升级性,可维护性和重新配置性。虽然SSB的一般要求已经确定但是SSB的设计和评价还没用完全实现。无论是中小企业还是大型企业都需要PCS系统。现存的一些异步通信中间件在中小企业中可以扮演SSB的角色但在大型企业的应用中这些异步通信的中间件就不是很合适了。大型的PCS系统的主要目标是即使在中间件节点(即broker)或一个或多个站点的应用程序／组件由于灾难而失败时或在它们正在进行升级或维护或重配置时,用户还可以得到系统的服务。本文主要探讨的就是在大型企业的SSB系统设计与实现。在这些传统中间件中发现的主要问题是网络的节(broker)的实质是静态的。本文通过使网络节点变成动态的而且应用程序不依赖于一个节点或一个单一的站点来解决这个问题,这意味着应用程序能够连接到任意节点。因此,如果节点出现故障,或者它在升级或断开维护,连接到它的应用程序将还可以连接到另外一个节点。本文通过建立一个基于P2P结构的SSB来实现这一点。由于P2P网络具有良好的动态的性,如果一个节点(broker)失败,它的邻居节点(broker)将接管它的服务。因此,应用程序可以在任何时间上获取服务。这样设计的SSB也可以在一个消息不能立即传递到目标应用程序时,提供为消息保存功能。SSB被设计成为基于P2P网络上的节点,它就具有自我管理的功能这样它就需要最小的管理开销。此外,由于在部署P2P结构的网络时不需要每个站点安装节点(broker),部署的成本相比其他中间件就非常小。本文使用P2P网络的方法不同与传统的使用并不相同。在SSB中,P2P网络是为应用间提供可靠的点到点的通信通道,而不是用于共享存储或提供一个对多投的通信通道。此外,不同于传统的P2P网络是互联网规模的,我们在企业内建立P2P网络,这样P2P节点/broker就会很安全和很少出现故障。为了评估本文的设计,一个PCS系统在模拟环境被建立。这个模拟PCS系统有一个实现了我们所提出的协议的中间件(SSB)。通过使用模拟器表明,即使在节点或应用程序失败的情况下,PCS也不会具有任何长期的不可服务性(它是持续的不间断的运行)。在与Microsoft消息队列中间件(MSMQ)的比较研究中表明,这种方法可以减少通信开销,而且我们的中间件在拥有很多节点且节点分布于很大的地理范围的网络上部署时部署成本很低。例如在一个全球性企业上部署。本文还表明,在部署成本和管理开销方面,我们的中间件优于其他消息中间件。因此,这种中间件相对于其他中间件是更适合作为大规模PCS系统的SSB。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 介绍
• 1.1 背景和现状
• 1.2 目的和目标
• 1.3 方法和解决方案
• 1.4 论文结构
• 第二章 分析需求和调查传统中间件
• 2.1 概述
• 2.2 需求分析
• 2.3 传统中间件的调查
• 第三章 设计新的中间件
• 3.1 概述
• 3.2 基于P2P结构的SSB
• 3.3 总结
• 第四章 测试与评估
• 4.1 概述
• 4.2 可用性
• 4.3 总结
• 第五章 展望
• 参考文献
• 致谢