分布式虚拟环境体系结构研究

论文摘要

分布式虚拟环境（Distributed Virtual Environment, DVE）技术在军事和国民生产各领域的广泛应用对这类系统提出了新需求,其中最重要的是动态可扩展性。这需要来自两个方面的支持:虚拟环境应用系统和应用间的通信协议。NPSNET-V 是前者的较好解决方案,XRTI 则满足后者的要求。虚拟环境体系结构的研究是为了从根本上解决这些需求问题,寻求和设计一种支持大规模分布式共享虚拟环境应用开发的平台。将NPSNET-V 和XRTI 接合起来可以实现这个目标。NPSNET-V 综合运用了多种成熟的软件技术,具有面向构件、动态扩展、动态规模缩放、开放式开发、配置部署灵活方便等特点。HLA 是成熟、先进的分布交互仿真技术框架,有诸多优点,也有一些不足。XRTI 针对这些不足提出了对HLA 协议标准的扩充建议,并给出了原型实现以展示其建议的合理性与必要性。NPSNET-V 和XRTI 都还处于原型研究阶段,运用它们构建分布式虚拟环境应用开发平台需要首先了解其运作原理,扩展完善其功能,然后把它们结合起来。本文以对这些尚处于原型研究阶段的系统源代码的分析为基础,给出它们清晰的体系结构和功能视图。对于NPSNET-V,从其依赖技术入手,研究如何从体系结构的设计上提供对动态可扩展性的支持。在此基础上,给出功能扩展的方案设计和实现,为其增加导航和冲突检测功能。之后,将研究重点转移到其网络通信子系统上,详细研究了XRTI 的体系结构,成功将其与NPSNET-V结合起来,为NPSNET-V 开发实现了XRTI 网络通信控制器,成功进行应用间通信。最后,由于原XRTI 只实现了部分HLA 管理服务,对其进行扩展以实现HLA 协议标准的其他管理服务就是必然的了。本文扩充了XRTI 对HLA 协议标准所有权管理服务的支持。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 分布式虚拟环境系统需求分析
• 1.3 研究目的与内容
• 1.4 论文组织
• 第二章 分布式虚拟环境概述
• 2.1 分布式虚拟环境技术的发展
• 2.2 分布式虚拟环境系统的模型
• 2.3 高层体系结构HLA
• 2.4 几个典型的分布式虚拟环境系统
• 2.5 小结
• 第三章 NPSNET-V 体系结构研究
• 3.1 微内核技术与包容层次结构
• 3.2 NPSNET-V 的实体模型
• 3.3 资源管理与利用
• 3.4 属性接口、服务接口与事件模型
• 3.5 网络通信问题
• 3.6 NPSNET-V 功能扩展
• 3.6.1 实体导航功能设计实现
• 3.6.2 冲突检测功能设计实现
• 3.7 小结
• 第四章 HLA 标准的扩展实现XRTI
• 4.1 XRTI 对HLA 标准的扩展
• 4.2 XRTI 体系结构研究
• 4.2.1 XRTI 工作原理
• 4.2.2 XRTI 执行程序
• 4.2.3 代理编译器、对象代理与代理大使
• 4.2.4 XRTI 大使
• 4.2.5 执行客户大使
• 4.2.6 联邦执行大使
• 4.2.7 典型信息流分析
• 4.3 XRTI 所有权管理服务实现研究
• 4.3.1 管理对象模型MOM 的扩展
• 4.3.2 辅助类和关键数据结构设计
• 4.3.3 方案设计与实现
• 4.3.4 测试
• 4.4 NPSNET-V 中XRTI 网络控制器实现研究
• 4.4.1 联邦对象模型文档设计
• 4.4.2 接口与类设计
• 4.4.3 工作原理
• 4.4.4 测试
• 4.5 小结
• 第五章 进一步研究工作
• 5.1 NPSNET-V 的功能扩展与完善
• 5.2 XRTI 的扩展与完善
• 5.3 扩展的建模与仿真框架XMSF
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 个人简历