EScribe:一种动态路由的Topic发布订阅系统

Scribe是一种经典的基于Topic的发布订阅系统,它通过分布式组播树将Event分发给订阅者.Scribe需要定期维护组播树,因此造成了大量冗余的Event传递和高昂的维护代价.提出一种基于Scribe的增强型Topic发布订阅系统,简称EScribe.EScribe利用布隆过滤器存储Pastry叶子节点的订阅信息,动态地调整下一跳路由.节点维护子树的间隔时间随着节点在组播树中的层次增大而加长.实验结果表明,EScribe大幅减小了冗余Event传递的数量和组播树规模,也明显减小了Event分发和组播树维护的代价.

面向航天器大数据安全传输的发布/订阅系统设计

针对航天器试验任务过程监控的在轨故障诊断状态检测、健康状态评估与航天器寿命预测等多个环节中,海量试验数据在传输、共享、处理、分析、存储等过程中面临的巨大压力,构建面向航天器多源异构数据管理的分布式大数据发布/订阅系统(big-data publish/subscribe system,BPSS)框架。借助大数据与云平台技术,设计了一套航天器海量在轨试验数据传输、管理与缓存方案,对云节点实现主从调控与弹性扩容,并通过基于消息一致性的动态选举算法完成大规模发布/订阅任务,保证数据传输的安全性、一致性与计算效率,具备大数据订阅响应迅速、多源异构数据高吞吐稳定性、分布式组件部署灵活等优点。实地航天器数管实验结果表明,BPSS数据订阅的平均响应时延为0.05 s/GB,同时在单日吞吐量达到85 GB量级时,数据丢帧率控制在0.025%、数据破损率控制在0.018%,与其他开源的发布/订阅系统相比具备一定竞争力。

基于发布订阅机制的实时消息系统设计与实现

基于ApacheKafka消息代理框架使用成本高和基于私有协议导致的兼容性不好等问题,提出了以WebSocket作为通信协议的发布订阅机制实时消息系统的设计方案。以聊天系统为例,使用Socket.IO实现后端服务,使用Redis的发布订阅机制来构建实时消息系统,同时提出了全局ID、消息令牌等模块的设计思路。首先进行了方案技术选型,具体包括消息传递模型与协议选型、后端框架选型,然后阐述了系统架构设计和主要模块实现,最后进行了系统测试。测试结果表明系统运行稳定,实时连接性能良好。

面向发布-订阅系统的多级安全访问控制方案

当前的访问控制方案难以满足发布-订阅系统的多级安全需求.一方面存在高安全级数据泄露给低安全级订阅者的风险;另一方面,由于密钥总数随着用户数的增长而迅速增加,密钥管理面临更大的挑战.为此,本文提出了一个面向发布-订阅系统的多级安全访问控制方案.首先,结合EMDK和HKAS设计了多级密钥分配机制,基于该机制实现了对发布数据的多级安全访问控制以及灵活且可扩展的密钥管理.其次,采用签密算法批量分发同一安全级的授权信息和加密密钥,保证安全性的同时提高分发效率.最后,对所提出的方案进行安全性和性能分析,结果表明所提方案能够实现静态敌手下的密钥不可区分性,并且有效降低了密钥分发的计算开销.

航电系统数据发布订阅服务软件设计

随着机载航电系统的集成度、复杂度的提高,为了在满足机载网络通信的实时性要求基础上提升航电系统分布式软件的可移植性和灵活性,以数据分发服务为基础,本文提出一种航电系统数据发布订阅服务软件设计方案,重点论述了软件的总体架构、用户配置数据、以数据为中心的发布/订阅通信模型、状态转换等技术点,最后通过航电系统地面仿真环境测试了软件的主要功能和性能,验证了软件设计方案的可行性,对航电系统通信中间件的设计和应用具有指导意义。

基于内容的发布订阅系统路由算法

本文综合评述了基于内容的P/S系统路由机制和算法.根据客户的移动性和网络结构的变化对路由算法进行了分类和归纳,分别论述了静态和变化拓扑环境下、支持客户移动情况下P/S系统各种路由算法的基本思想和优缺点等.在此基础上,针对P/S系统的动态、松耦合、多对多通信的特征,分析和提出了有待解决的问题以及进一步的研究方向.

基于订阅发布机制的中间件系统设计与实现

在分布式中间件系统中,分布式对象间需要频繁的进行信息交互,如何高效并且可靠的传输消息成为分布式中间件系统研究的关键之一;针对这些需求,提出了基于TAO的实时事件服务,利用订阅/发布机制搭建分布式中间件系统平台,建立适用于状态分布式对象订阅/发布的支撑环境;详细介绍了中间件系统中状态分布式对象的订阅/发布流程;最后针对该中间件系统平台进行了性能测试,在千兆以太网环境下,中间件系统传输时延随着事件大小的增加而增加,而且传输时延在网络传输中基本符合要求。

面向内容发布订阅系统的向量订阅与共享机制

在分析典型索引结构和树型结构匹配算法变更特性、匹配效率的基础上,以匹配效率高的匹配树算法为基础,扩展其订阅结构为向量结构,提出了向量变更算法。基于向量间的关联关系,提出了向量共享算法,从而有效降低订阅变更对匹配树重构的影响,提高了订阅处理效率。理论分析和实验表明,与已有订阅变更方式相比,该方法能够在满足频繁订阅变更的同时提供高效的事件匹配,满足相关应用的要求。

基于事件的发布-订阅系统模型

Internet 的广泛应用已经改变了分布式系统的规模,使得传统的基于请求/应答的点对点的同步通信已不能很好地满足大规模的动态分布式应用环境。为了加强大规模的分布式环境中实体之间的通信协作,系统要求更加灵活的通信模型,以反映应用的动态和非耦合特性。基于事件通信的中间件是建立大规模分布式系统的有效方式,发布者/订阅者(Publisher/Subscriber)是目前广泛使用的基于事件的通信模型,支持发布者和订阅者之间在时间、空间和同步方面的非耦合以及多对多的通信模式,提供大规模系统所要求的交互间的松散耦合。本文详细阐述了事件系统的组成以及基于事件系统的 PUB/SUB 模型,提出了基于 PUB/SUB 的事件系统中间件的核心及实现的关键,这些中间件为大规模的分布式应用提供更多和更有力的保障。

发布/订阅模式消息中间件在SCADA系统中的应用

针对SCADA系统与调度其他高级应用软件以及异构系统之间难于进行数据交互的问题,将基于发布/订阅模式的消息中间件引入SCADA系统中,设计了消息中间件的结构模型,阐述了消息中间件的工作机理,利用组件技术对其功能进行封装,形成组件对象模型(component object model,COM),对外提供5个标准接口供应用程序调用。SCADA系统作为消息的发布者,调度其他高级应用软件作为消息的订阅者,双方以消息形式进行数据交互,消除了SCADA系统与其他应用软件之间直接的依赖性,增强了系统的可扩展性。

面向内容发布订阅系统的混合事件匹配算法

当前的事件匹配算法不能在高效匹配的同时满足频繁订阅变更的要求.在结合已有谓词索引算法和覆盖网络算法的基础上,融合谓词索引结构的易变更和覆盖网络的高效匹配特点,提出一种混合的事件匹配算法.算法将部分订阅覆盖关系从覆盖网络中剥离,以同谓偏序的形式引入到谓词索引结构中去,达到高效匹配的同时保留了谓词索引的易变更结构.实验表明,与同类算法相比该算法能够在频繁订阅情况下提供高效的匹配,从而满足相关应用的需求.

面向广域网络的主动发布订阅系统的设计框架

事件空间划分技术改变了传统基于内容发布订阅系统的基本交互模式和相关实现策略,形成了主动发布订阅系统.为了建立主动发布订阅系统的完整解决方案,在分析系统基本交互模式的基础上,提出了一个主动发布订阅系统的设计框架ACTPS(Active Publish/subscribe System).分为6个设计模型:事件模型,订阅模型,划分模型,构件模型,路由模型和匹配模型.详细描述了各模型的关键特征及核心实现策略,以及各个模型之间的联系.ACTPS为一般的主动发布订阅系统设计和实现提供了参考模型,并为进一步深入的研究和分析建立了基础.

基于语义发布订阅系统的战场态势实时分发技术

随着战争形态的多样化和范围的越来越广,战场态势呈现信息量大、复杂性、无规则性、多变性。针对现有的发布/订阅系统不能支持复杂结构的态势来进行事件发布和订阅的语义匹配,提出了基于语义发布订阅系统的战场态势实时分发技术。采用本体描述战场态势的概念模型,采用RDF图表示需求方订阅条件,基于该战场态势本体设计高效的发布订阅匹配算法。实验结果表明,该技术能够支持复杂战场态势实时分发和具有较高的订阅匹配效率。

轨道交通维保数据的P2P发布订阅系统

为实现轨道交通的运营安全保障,提高出现事故后的应急响应和维保效率,提出一种将各条轨道交通的地铁控制中心组织成结构化的P2P网络,构建面向轨道交通电力系统数据的分布式发布订阅系统平台,提高数据异地的使用效率和共享,为电力系统故障的快速维保提供信息支持。发布订阅系统的地铁控制中心推送电力系统数据到网络节点,当电力系统出现故障时,维保人员可以订阅方式从网络系统中及时得到故障报警、设备信息和现场环境参数,实现故障期间各部门抢修程序的并行执行。应用结果表明,该系统平台能有效提高轨道交通故障响应速率和维修效率。

基于条件约束发布/订阅模式的航天测控数据交换系统

针对传统发布/订阅技术通常对主题进行固化设置,难以满足航天测控数据灵活订阅的问题,设计一种基于条件约束发布/订阅模式的航天测控数据交换系统。通过研究分级递进式主题描述方法和模糊订阅方法,分析了系统核心的数据交换软件架构和数据过滤算法设计,对主题描述和数据订阅模型对传统发布/订阅技术进行改进,并在相关技术在原型系统的开发和测试中得到了验证。分析结果表明,该系统能够满足航天测控地面系统多源、高码速率测控数据交换要求。

基于CPN的发布/订阅系统的建模及分析

提出了一种基于着色Petri网(CPN)的pub/sub系统协议分析方法。基于一种结构化P2P网络上的pub/sub系统协议,用着色Petri网对事件发布的消息处理进行建模和描述,并利用CPN tools对模型进行模拟仿真,通过对模型的可达图进行分析,表明了协议具有活性、可达性和有界性,验证了协议的可用性。

基于MQTT的物联网系统消息发布/订阅方法研究

针对MQTT协议在物联网系统发布/订阅方法中会造成很多无用消息的推送,增加服务器的负载和通信带宽的问题,结合基于内容的发布订阅中根据事件内容来指定订阅条件的思想,将基于内容进行发布的消息给予特定的主题,将基于内容的订阅作为约束条件,而订阅方去订阅约束条件所对应主题的消息。消息过滤器接收到发布方消息后通过约束条件进行消息过滤,过滤后的消息根据其对应的主题进行消息发布。订阅方可以根据自己的需求表达订阅信息,避免无用消息的推送,使通信更加灵活高效。

发布订阅系统中Carzaniga匹配算法优化

基于内容的发布订阅系统中应用广泛的Carzaniga算法只支持订阅覆盖,未考虑多个谓词间可能存在的覆盖关系,从而引发事件与订阅较严重重复匹配,降低系统匹配效率,导致系统性能低。针对该问题,该文提出一种改进算法,结合计数法和搜索树匹配策略,利用谓词间的覆盖关系减少重复匹配,划分并行谓词集匹配树加速匹配。实验表明,其进一步减少重复匹配,匹配效率得到一定提高,也提高系统性能和可扩展性,更适用于大规模的发布订阅系统。

一种基于主题的无中心节点订阅发布系统设计

针对航空/航天指挥控制系统对高可靠性及强实时性性能要求和传统订阅/发布技术的性能瓶颈缺陷,提出一种基于主题的无中心节点的新型数据交换系统。利用数据库方法和IP网络的多播技术,建立无中心服务节点的数据交换模型,设计主题订阅/发布的管理机制,实现数据的高效、实时发布。该系统高效可靠,且与操作系统平台无关,满足航空/航天指挥控制系统高实时性等任务需求,具有较好的参考价值。

内容发布订阅系统中的动态负载均衡

复杂广域网络应用带来了内容发布订阅系统动态负载失衡问题。提出了一种动态负载均衡框架解决该问题。采用周期性交换和计算负载的方法实现了负载探测,采用代理复制和区域重构的方法解决了负载迁移问题,设计了负载协商状态机用于协商代理之间的负载迁移,采用转移加入和动态自适应两种方法进行负载均衡决策。实验结果表明,该负载均衡框架能够有效解决内容发布订阅系统的动态负载失衡问题,将负载均衡效率提高了50%。