基于混合式P2P模型的消息中间件的设计与实现

论文摘要

如同硬件系统需要一条系统总线连接各个部件一样,分布式系统也需要一条软件总线连接各个节点,为分布式系统提供可靠的通信服务。消息中间件就是分布式系统中的软件总线,为分布式应用提供可靠的消息传递服务。本论文介绍了一个基于混合式.P2P模型的消息中间件的设计与实现过程,此消息中间件分为两部分：节点端消息中间件和服务器端消息中间件。节点端消息中间件分三层：消息管理层、消息处理层、消息收发层。消息管理层是整个消息中间件的核心,它主要负责消息队列管理、消息订阅管理、系统管理和消息处理,本系统采用了基于混合式P2P模型的发布/订阅系统,同时使用动态线程池技术实现消息并发处理功能；消息处理层负责消息加密/解密、消息格式转换和消息封装/提取等处理过程；消息收发层负责建立连接、网络管理、消息接收/发送等功能。服务器端消息中间件主要提供名字服务和消息广播服务。论文还介绍了消息中间件的服务质量(QoS)特性,并论述了各种QoS特性的控制。本论文首先对消息中间件的概念、相关技术做了一个简单的介绍,如X/Open DTP模型、混合式P2P模型、发布/订阅、线程池等；然后详细介绍了基于混合式P2P模型的消息中间件的设计与实现,给出了消息结构、消息队列模型,以及消息中间件体系结构,重点介绍了使用混合式P2P模型实现节点间消息传递和使用线程池实现消息并发处‘理,以及消息中间件的QoS控制；最后对系统并发效率和传输效率的测试数据进行了详细分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 消息中间件发展现状
• 1.3 消息中间件发展趋势
• 1.4 论文结构
• 第2章 相关技术
• 2.1 DTP模型与三层C/S结构
• 2.1.1 X/Open DTP模型
• 2.1.2 三层C/S结构
• 2.2 消息中间件简介
• 2.2.1 消息中间件定义
• 2.2.2 消息中间件特点
• 2.3 消息中间件通信方式
• 2.3.1 同步通信方式
• 2.3.2 发布与订阅
• 2.3.3 点对点方式
• 2.3.4 广播方式
• 2.3.5 集中方式
• 2.3.6 异步通信方式比较
• 2.4 并发服务
• 2.4.1 即时创建子进程/线程
• 2.4.2 预先派生子进程/线程
• 2.4.3 两种并发服务性能比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 消息中间件设计
• 3.1 设计目标
• 3.2 消息中间件总体结构
• 3.3 节点端消息中间件结构
• 3.3.1 消息中间件API
• 3.3.2 消息管理层
• 3.3.3 消息处理层
• 3.3.4 消息收发层
• 3.4 服务器端消息中间件结构
• 3.4.1 名字服务
• 3.4.2 消息广播服务
• 3.5 本章小结
• 第4章 消息中间件实现
• 4.1 消息队列与消息结构
• 4.1.1 消息队列
• 4.1.2 消息类型
• 4.1.3 消息结构
• 4.2 消息中间件API
• 4.3 消息管理层实现
• 4.3.1 队列管理模块
• 4.3.2 消息响应处理模块
• 4.3.3 消息订阅模块
• 4.3.4 节点管理模块
• 4.3.5 日志管理模块
• 4.4 消息处理层实现
• 4.4.1 消息加密/解密
• 4.4.2 消息格式转换
• 4.4.3 消息封装/提取
• 4.5 消息收发层实现
• 4.5.1 消息发送
• 4.5.2 消息接收
• 4.5.3 网络管理
• 4.5.4 网络监听
• 4.6 服务器端消息中间件实现
• 4.6.1 名字服务
• 4.6.2 消息广播服务
• 4.7 消息中间件QoS控制
• 4.7.1 消息中间件QoS特性
• 4.7.2 可靠性控制
• 4.7.3 优先级控制
• 4.7.4 拥塞控制
• 4.7.5 时间特性控制
• 4.7.6 空间特性控制
• 4.7.7 并发性控制
• 4.8 本章小结
• 第5章 消息中间件测试
• 5.1 测试环境
• 5.1.1 测试平台
• 5.1.2 测试程序
• 5.2 测试数据分析
• 5.2.1 并发效率测试
• 5.2.2 传输块测试
• 5.2.3 消息处理时延测试
• 5.3 测试结论
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 致谢