（系统分析与集成专业论文）面向异构目录服务簇的hvvds系统体系结构研究与实现.pdf

华东师范大学硕 一学位论文 图表目录 图2 1 目录服务 匿2 - 2 目录服务模型一 图3 1 目录推荐 图表目录 图3 2 单客户多服务器客户追寻协作模式 图3 - 3 单客户多服务器客户链式协作模式 图4 1 面向异构目录服务簇的层次型虚拟目录视图系统结构图， 图4 - 2 面向异构目录服务簇的层次型虚拟目录视图系统示意图 图4 - 3 全局目录树结构 图4 4l o c a l s - - g l o b a l 目录映射简单示例例 图4 5 同步和映射实现流图 图4 - 6 目录搜索实现流圈 图4 7 树型l d a p 服务器构成 图4 - 8 l d a p a 的目录树推荐结构 图4 - 9l d a p b 的目录树推荐结构 图5 1h v v d s 实现模型 图5 2 查询过程系统通信 图5 3 同化映射过程系统通信 图5 4 删除过程系统通信， 图5 5 应用程序通信过程 图5 - 6 本地查询窗口 蚓5 7 全局端查淘窗口 图5 8s c h e m a 配置窗口 v i i i 1 8 1 9 1 9 一2 2 2 4 2 6 一3 1 3 5 _ 3 6 3 8 3 8 3 8 4 2 ，4 5 ，4 6 4 6 4 7 一4 8 5 0 5 0 华东师范大学颁= l 学位论文 声明 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 身塑亟。日期：趔匕 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定 学位论文作者签名 日期：触5 ，l v i i 赫圜 日期：朋牟，f 摘要 摘要 随着i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅猛发展，目录系统作为一种有效的资源管理工具，应 用越来越广泛。目前，大型的现代企事业、政府机关和研究机构纷纷在局域网构建本地 目录服务系统，管理内部的数据资源，实现高效的信息检索和共享。与此同时，l d a p 协议作为目录规范的标准心运而生了，随即也产生了许多遵守l d a p 协议规范的目录服 务产品，这也为各个公司维护自己的目录服务带来了方便。但是，目录系统可能来自不 同的厂商，各个系统遵循不同的目录格式和命名空间，这样就在i n t e r n e t 上形成了大 量的异构目录服务器，这些异构的平台之间无法通信，形成了目录信息“孤岛”效应， 无法满足新的应用需求。 随着心用的发展，目录服务不仅仅限十公司或者企业内部，为了实现信息的共享和 信息的整体价倩，迫切需要将“孤岛”采取一定策略整合起来，进行统一查询和管理。 在分布式目录服务策略上，现在也有一些研究和实现。例如，在l d a pv 3 中就支持推荐策 略实现目录服务器之间的互连。这种策略主要是通过服务器推荐，在本地查找不到就根 据知识推荐连接到另一台目录服务器上查询。但是，在目录服务器较多的情况下，效率 低下，并且造成网络流量大幅度增加。因此，将这些独立或部分独立的服务器形成可统一 访问，统一管理，统一资源调度的具有可伸缩性的系统，管理好这些目录服务群体，使得这 些目录服务能够充分高效地被受众访问到，这都已经成为亟待解决的问题。本文就是在这样 的背景下研究的。 在研究方法上，首先分析了l d a p 协议族，因为大部分目录服务都提供l d a pa p i 的 接口，于是将研究模型建立在l d a p 协议基础上；然后探究分布式系统结构原理：确定研 究实现的目标为：为用户提供统一的访问接口，屏蔽r 层异构的目录服务环境，系统漏检率 低查询效率高。经过实践和分析比较，提出采用虚拟视图目录的策略，构造了h v v d s 系 统模型。 本文提出h v v d s 系统模型的基础是上海市科学技术发展基金项目的网络多媒体平台项 目中的分布式目录平台。 h v v d s 创新之处在 二，构造了层次型目录服务系统，底层为异构目录服务簇，中间层为 同化映射层，最上层为全局目录服务器层。中间层实现同化映射功能，将下层的目录服务簇 的目录经过抽取、加工、映射到上层的全局目录服务器。全局目录服务器的内容为所有异构 目录服务簇的目录信息的映射。因此，用户可以通过全局目录服务器导航来访问目标信息所 在的异构目录服务器。首先，这种策略使异构目录服务器具有。j 访问性；其次，相比于目前 采用的l d a p 推荐策略来说，h v v d s 采用的查询机制使得查询效率大幅度提高，而且查向效 率与异构目录服务簇的规模无关。冈为要构造全局目录服务器，所以h v v d s 模型需要有硬件 i 摘要 上的开销，但是，i n v d s 的同化映射策略使得全局目录服务器无需将下层异构服务器的海量 信息大规模拷贝，而是形成一个规范的精选集合，自动映射到服务器端，数据量大大减少， 性能得到了优化。最后，为了提高系统的可扩展性，本文也提出了全局目录服务器的分布化 的策略。 作者研究的重点为构造h v v d s 系统模型，解决异构目录服务簇的目录同化映射问 题，在全局目录服务器端整合成规范的目录树，包括：转换它们的t 作模式、名字空间、 唯一标识，对象、属性、语法和数据结构；进而，提出了搜索和操作的算法，使其搜索 效率有较大提高；并且，为了实现系统的可扩展性，建议构造树状l d a p 服务器互连结 构，实现同构目录分布化；为了提高系统的性能，还分析了同步、复制和缓存等问题。 作者构造了h v v d s 实现模型来解决以上问题，模型主要分析三个层面：虚拟视图 层、异构同化层和异构目录访问层，每一层又由不同的模块组成，分析了模块功能和模 块之间的通信过程，这为实现异构目录系统资源共享提供了参考模型。 为了证明f i v v d s 模犁的可行性，作者设计了一个原型系统，为用户和管理员提供了日 录访问和管理的平台；构造了面向宽带网络多媒体信息的全局目录管理服务器，实现了异构 目录服务器的有效互连：并且系统实现了与应用程序通信的功能。系统运行结果证明h v v d g 是一种普遍适用的模型，文章在最后比较了h v v d s 模型和目前分布式l d a p 服务器互连采 用的推荐策略查询的时间复杂度，得出如果在大量l d a p 服务器之间进行互操作，搜索效 率会大大提高的结论，但是同时也会带来硬件上的开销。 本文的主要贡献是： 分析目前采用的目录服务器互连策略的局限性，指出构造虚拟视图目录系统的可能性和 必要性：在研究分布式系统原理基础上，指出这种模型的具体需求要素。 提出了 t v v d s 的系统模型，分析其系统结构和关键技术，重点研究了异构目录同化映射 的策略和其相关的搜索同步算法；提出了构造树型全局l d a p j j 务群，实现全局服务器端 的目录分布化。并且按照该系统模型，设计了实现模型，分析了各模块功能和通信过程。 在此基础上开发实现了网络多媒体平台的分布式目录管理系统的原型应用。 最后对h v v d s 性能在时间复杂度和空间开销上进行计算、分析和比较，证明采用 h v v d s 模型，搜索效率明显提高：在硬件支持的情况f ，具有很好的可扩展性；在空 间开销上有了较人的优化。确定全局服务器和异构服务器在数量上的对应关系，并且推 导出了计算时间平i 空间开销的公式。 关键词：l d a p 、 t v v d s 、目录服务、虚拟视图、分布式、异构 i i 华东师范大学2 0 0 4 届硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f t h ei n t e r n e t i n t r a n e t ，t h ed i r e c t o r ys y s t e m ，a sak i n do f e f f e c t i v e t o o lo f t h er e s o u r c em a n a g e m e n t ，i su s e dm o r ea n dm o r ew i d e l y n o w ，f o rt h em a n a g e m e n to f t h e i n n e rd a t ar e s o u r c e ，m a n yl a r g ee n t e r p r i s e s ，g o v e m m e n ga c a d e m i ci n s t i t u t i o n sh a v es e tu pl o c a l d i r e c t o r ys e r v i c es y s t e mb a s e do ni n t r a n e ts oa st or e a l i z et h ee f f i c i e n ti n f o r m a t i o nq u e r ya n ds h a r e ， a t t h es a m e t i m e l d a p ( l i g h t d i r e c t o r y a c c e s sp r o t o c 0 1 ) a s t h en o r mo f d i r e c t o r yc r i t e r i o n i s e s t a b l i s h e d l o t so fd i r e c t o r yp r o d u c t sa r ee m e r g e d ，a n dt h e ym a k ei te a s yf o rt h ec o m p a n yt o m a n a g er e s o u r c e sb yr u n n n i n gt h e i ro w nd i r e c t o r ys e r v i c e b u te v e r yd i r e c t o r ys y s t e mm a yc o m e f r o mt h ed i f f e r e n tf a c t o r y ，f o l l o wt h ed i f f e r e n td i r e c t o r yi n f o r m a t i o nt r e ef o r m a ta n db ea s s i g n e d d i f f e r e n tn a m e s p a c es ot h e r ea r el o t s 。f h e t e r o g e n e o u sd i r e c t o r ys e r v e r s ，w h i c hc a n tc o m m u n i c a t e w i t he a c ho t h e r ，a n dc a n tl i v eu pw i t ht h en e w a p p l i c a t i o nn e e d a st h ed e v e l o p m e n to f a p p l i c a t i o n ，t h e r ea r em o r ea n dm o r ed e m a n d so ni n t e r c o n n e c t i o na c r o s s t h eh e t e r o g e n o u sl d a ps e r v e r s ，a n ds y s t e mi sn e e d e dt oa c h i e v et h ew h o l ev a l u eo f i n f o r m a t i o n i s l a n d si nt h ed i s t r i b u t e dd i r e c t o r ys e r v i c ef i e l d ，t h e r ea r ea l s os o m er e s e a r c h e s f o re x a m p l e ，l d a p v 3s u p p o r t sr e f e r r a ls t r a t e g yt or e a l i z ei n t e r c o n n e c t i o na c r o s sd i r e c t o r ys e r v e r s b yt h er e f e r r a l s t r a t e g y ，i f t h el o c a ls e r v e rc a n tf i n dt h ee n t r y ，u s e rw i l lf o r w a r dt oa n o t h e rs e r v e ra c c o r d i n gt ot h e k n o w l e d g e b u t ，s e a r c h i n ga c c r o s sl o t so fd i r e c t o r ys e r v e r sf r o mo n eb yo n e ，i t se f f i c i e n c yi sl o w l y a n dr e s u l t si nal a r g ew a s t eo f b a n d w i d t h t h e r e f o r e ，ag l o b a ld i r e c t o r ys y s t e mv i e wi sn e e d e di no r d e rt ob ea c c e s se f f i c i e n t l y ，w h i c hi s p r o v i d e db yag l o b a ls y s t e mt h a ti n t e g r a t e sh e t e r o g e n o u si n f o r m a t i o no fl d a ps e r v e r sa b o v e m e n t i o n e di so u ri n v e s t i g a t i v eb a c k g r o u n d o nt h er e s e a r c hm e t h o d ，f i r s t l y ，t h el d a pp r o t o c o l si s a n a l y z e da n db es e ta sf o u n d a t i o n s e c o n d l y ，d i s t r i b u t e ds y s t e mc o n s t r u c t i o np r i n c i p l ei s i n v e s t i g a t e da n dt h em a i ng o a lo f r e s e a r c hi st om a k ei te a s yf o ru s e rt oa c c e s sr e m o t er e s o u r c e ，a n d t os h a r et h e mw i t ho t h e ru s e r si nac o n t r o l l e dw a ya n dt ol o w e rm i s sr a t ea n dh i g h e rs e a r c h e f f i c i e n c yi nae c o n o m i cw a y t h ep a p e rp u t sf o r w a r dan e wa p p r o c ht os o l v et h ep r o b l e m ，w h i c hi s h i e r a r c h i c a lv i r t u a lv i e wd i r e c t o r ys e r v i c e ，a n dc o n s t r u c tt h eh v v d ss y s t e mm o d e l h v v d ss y s t e mm o d e li np a p e ri sb a s e do nt h en e t w o r km u l t i - m e d i ap l a t f o r mp r o j e c t s u p p o r t e db ys h a n g h a is c i e n c ea n dt e c h n i q u ed e v e l o p m e n tf u n d t h ei n n o v a t i o no f t h et t v v d s s y s t e ml i e si nc o n s t r u c t i n gah i e r a r c h i c a ld i r e c t o r ys y s t e mt om a n a g ed i r e c t o r ys e r v e r s t h el o w e s t l a y e ri sh e t e r o g e n e o u sd i r e c t o r ys e r v e rg r o u p t h em i dl a y e ri sa s s i m i l a t i n ga n dm a p p i n gl a y e r ，a n d t h et o pl a y e ri sg l o b a ll d a pd i r e c t o r ys e r v e rt r e e t h em i dl a y e rf o r m st h el o c a ld i tb yg l o b a ld i t r u l e ，a n dm a p si ti n t og l o b a ld i t ，s og l o b a ld i r e c t o r ys e r v e rc a ng u i d eu s e rt og a i nt h ee n t r yq u e r i e d i i i 华东师范人学2 0 0 4 届硕f 一学位论文 w i t h o u tc o n s i d e r i n gt h es c a l eo f l o c a ld i r e c t o r ys e r v e rg r o u p t h eh v v d sm o d e ld e m a n d sc o n t a i ne x p e n s eo nt h eh a r d w a r e ，b u ti t sm a p p i n gl a y e ro p t i m i z e s s y s t e mc a p a b i l i t ya n dr e d u c e sc o s t ，w h i c hd o e s n tn e e dt oc o p yi n f o r m a t i o nt og l o b a ld i r e c t o r y s e r v e ro nl a r g e - s c a l ef r o ml o c a ld i r e c t o r ys e r v e r sf i n a l l y ，t h ep a p e ra l s op r o p o s e dd i s t r i b u t e d s t r a t e g yo f g l o b a ld i r e c t o r yi n f o r m a t i o n t h ei n v e s t i g a t i v ep o i n to fa u t h o ri sa s s i m i l a t i n ga n dm a p p i n g ，w h i c hi n c l u d ef o r m i n gan o r m d i ti ng l o b a ls e r v e ra n dc o n v e n i n gi t sw o r km o d e ，n a m es p a c e ，d i s t i n g u i s hn a m e ，o b j e c tc l a s s e s ， a t t r i b u t e sa n dd a t as t r u c t u r et h e ns e a r c h i n ga r i t h m e t i ci sp r o p o s e ds y n c h r o n i z a t i o n ，r e p l i c aa n d c a c h ea r ea n a l y z e di no r d e rt oi m p r o v et h es y s t e mp e r f o r m a n c e h ：v v l ) si m p l e m e n t a t i o nm o d e li sp r o p o s e dt or e s o l v et h ea b o v ep r o b l e m s ，a n dm o d e li s d i v i d e di n t ot h r e el a y e r s ，w h i c hi n c l u d e sv i r t u a lv i e wl a y e r ，m a p p i n gl a y e ra n dl o c a ll d a pa c c e s s l a y e re v e r yl a y e ri sc o m p o s e do fs e v e r a lm o d u l e s ，a n dt h ep a p e ra n a l y z e st h em o d u l ef o u n c t i o na n d c o m m u n i c a t i o n sa c r o s sm o d u l e sa p r o t o t y p es y s t e mi sd e s i g n e dt op r o o f t h ef e a s i b i l i t yo f t h e h v v d sm o d e l ，w h i c hp r o v i d e sam a n a g e m e n tp l a t f o r mo f n e t w o r km u l t i m e d i ai n f o r m a t i o nf o ru s e r a n da d m i n i s t r a t o rt h es y s t e mi m p l e m e n t st h ec o m m u n i c a t i o nw i t ha p p l i c a t i o nf i n a l l y ，p a p e r c o m p a r e st h er e f e r r a lm e c h a n i s ma n dh v v d ss y s t e m ，t h e nt h ec o n c l u s i o ni sr e a c h e dt h a ts e a r c h e f f i c i e n c yi si m p r o v e d ，b u ta l s ob r i n gs o m eh a r d w a r ec o s t t h em a i nc o n t r i b u t t o no f a u t h o rj nt h ed i s s e r t a t j o nc o u l db es u m m a r i z e da s ： 1 p o i n t i n go u tt h en e c e s s i t ya n df e a s i b i l i t yo f b u i l d i n gah v v d ss y s t e m b a s e do nt h e r e s e a r c ho f d i s t r i b u t e ds y s t e mp r i n c i p l e ，r e q u i r e m e n t so f h v v d ss y s t e mi sp u tf o r w a r d 2 ，p r o p o s i n gh v v d ss y s t e mm o d e lt h ec o n s t r u c t i o na n dk e yt e c h n i q u e so f t h es y s t e ma r e a n a l y z e dt h em a p p i n gs t r a t e g ya n ds e a r c h i n ga r i t h m e t i ca r ep r o p o s e da tt h es a m et i m e ， g l o b a ll d a p s e r v e rt r e ei sd e s i g n e dt od i s t r i b u t et h eg l o b a ll d a ps e r v e r sg r o u p 3 d e s i g n i n gap r o t o t y p es y s t e mi st oi m p l e m e n tt h em o d e la c c o r d i n gt ot h es y s t e m sm o d e l a n dr e s o l v i n gt h ep r o b l e mo fc o m m u n i c a t i o nw i t ha p p l i c a t i o n 4 c o m p u t i n gt h es p a c ea n dt i m ec o m p l e x i t y ，d e d u c i n gt h ef o r m u l ao f t h ec o m p l e x i t y f i n a l l y ，r e a c h i n gac o n c l u s i o nt h a th v v d ss y s t e mh a sh i g h e rs e a r c he f f i c i e n c y ，m o r e f l e x i b i l i t ya n dr e d u c e ds p a c ec o m p l e x i t y k e y w o r d s l d a p , h v v d s ，d i r e c t o r ys e r v i c e ，v i r t u a lv i e w , d i s t r i b u t e d ，h e t e r o g e n e o u s 华东师范大学2 0 0 4 屑硕l j 学位论文第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 在以互联网( i n t e m e t ) 为主要代表的信息技术迅猛发展的今天，网络中流动的信息呈 现出前所未有的丰富性和多样性。网络资源以它的非线性的组织特点，突破了传统的顺序获 取信息的弊端，然而也使得信息以无序的状态散落在这个巨大的网络信息空间中。信息只有 被利用才有价值，然而信息量越大，人们就越难找到并共享所需要的信息。信息难于达到和 准确定位，已经成为互联网发展到今天的一个主要瓶颈。 目录是将目录信息源与针对这些信息源的服务结合起来，使得这些信息可被用户使用。 目录服务是按照树状信息组织模式，实现信息管理和服务接口的一种方法。因此，目录系 统作为一种有效的资源管理工具应用越来越广泛，目前，大型的现代企业和研究机构纷 纷在局域网构建本地目录服务系统来管理内部的数据资源，实现高效的信息检索和共 享。与此同时，l d a p 协议作为目录规范的标准应运而生，随即也产生了许多遵守l d a p 协泌规范的目录服务产品，这也为各个公司维护自己的目录服务带来了方便。目前日录 服务主要应用在白页系统，月：= | 户身份认证，网络设备和计费管理，电子邮件管理等方面， 采用c l i e n t s e r v e r 体系结构，自治维护，自定义规范和名字空间，因而这些日录服务器 形成异构的目录服务簇，各个系统的目录服务器之间形成“孤岛”效应，无法应对新的 应用需求。 随着庸用的发展，需要将“孤岛”采取一定策略整合起来进行统一查询和管理。 尤其是将目录应用在i n t e m e t 上内容管理上，这样的要求就更为迫切。例如，在多媒体 信息内容提供行业，各个公司维护自己的多媒体内容目录服务，目录系统来自不同的厂 商，各个系统遵循不同的目录格式和目录构造方式以及命名规则，异构平台之间无法通 信。对用户而言，如果在所登陆的目录服务器查不到所找的信息，就只能通过追寻的方 式再连接到其他服务器，重新查找。所以这样具有很大的盲日性，从而效率低下，造成 网络流量大幅度增加和浪费。 1 2 研究目的和研究内容 1 2 1 研究目的 综上所述，我们知道对 二日录用户来说，理想的状态是：能够看到有一张分类明晰的全 局的目录列表，这张列表从内容上中包含多个异构目录服务器的目录条目，并且提供奇找机 制，用户只要在统一友好的虚拟界面上查找想要的目录，通过目录直接获取内容。不需要知 华东师范大学2 0 0 4 届坝十学位论文第一章绪论 道这条目详细信息至i 底在哪个目录提供商的目录里，甚至可以不需要知道所查询的信息的确 切位置，直接查看，系统就可以以适合的应用程序争现给用户。 从系统的角度来说，不是要将海量异构目录信息大规模拷贝到全局目录服务器端，显示 给用户，而是需要一种策略，使得用尽可能少的开销，在尽可能大的异构环境中提供更加高 效的搜索服务。 国内外的研究趋势表明，提供统一的目录视图，规范目录服务将变得愈来愈重要。目前 在市政府实行的政务信息公开中就为政府服务定义规范目录，在全市范围内实现目录整合， 为市民提供统一友好的访问视图。因此研究目录同化规范对目录服务的发展具有重要意义。 目前是采用服务器推荐方式实现目录服务器之间的信息共享，l d a p v 3 支持推荐功能， 这种策略主要是通过服务器推荐，如果在本地查找不到就根据知识推荐连接到另一台目 录服务器上查询。但是，推荐机制不透明，一般适用于目录须是同构的情况f ，如果是异 构的，必须事先了解到引用服务器的名字空间以及目录结构，而目录服务器大都属于自治 规划管理，因为没有全局的多媒体信息分类编目标准和类似d n s 服务那样全局的分布 式目录服务构架设计，所以很难确定引用服务器。推荐也是一种静态策略，无法满足动 态变化的需求。当推荐服务器的目录结构不可知的情况f ，这种策略就失效了。因此，要在 异构目录服务器之间实现信息的高效率检索，需要新的系统来实现异构l d a p 系统互连。 新的系统需要具有透明性、跨平台、有序性、可扩展性、开放性、性能优化等特点。 本文的研究目的就是探究如何为异构目录服务簇提供层次型虚拟目录视图，研究相关理 论以及目前存在的有关解决方案和标准( 主要是l d a p 和分布化推荐策略) ，并在此基础上 研究平f i 设计系统模型、实现模型。用尽量小的开销实现高效的搜索和访问异构目录资源的 功能，系统功能完备，性能优化。 1 2 2 研究内容 本文具体的研究内容可以归纳为以下几个部分： ( 1 ) 研究有关目录服务理论，分析l d a p 的关键技术和指出现有分布式推荐l d a p 策略的不 足之处。 ( 2 ) 提出如何构造面向异构目录服务器的虚拟视图目录系统来满足目录用户需求，解决系 统模型中的关键技术，设计实现模型和方案。构造实现原型，证明模型的可行性。 c 3 ) 通过分析系统性能，说明其优越性。 着重研究了提出了敬计面向异构目录服务簇的虚拟视图目录的系统模型，讨论了其中儿 个关键技术分别为：构造全局目录服务器、异构目录的同化映射和服务器之间的搜索及同步 华东师范大学2 0 0 4 届硕士学位论文第一章绪论 策略。 本文主要围绕异构目录簇的特征要求展开，提出了虚拟视图目录系统的一般系统模型 然后在此基础上设计了它的实现模型，作为系统开发的参考模型，最后通过实例开发评价 了该系统的可操作性和性能的优化。 1 3 论文的组织结构 论文共有七章，包括本章的绪论，整个论文内容结构安排如下 第l 章绪论说明了论文背景和研究的目的。 第2 章目录服务及其协议分析了目录服务的概念范畴和实现关键技术，重点研究了 l d a p 协议模型，并提出了以l d a p 模型作为研究实现的基础。 第3 章分布j = ；l = 目录服务详细分析了_ 分布式推荐目录服务的工作原理和局限性，讨论 了面向异构目录服务簇采用统一虚拟视图目录的可能性和必要性。 第4 章异构目录服务簇的h v v d s 系统模型分析其系统结构和功能，讨论了关键技术， 研究提出了构造全局目录树及其模式的规范、异构目录同化映射的策略和其相关的搜索同 步算法。并且建议通过构造树犁l d a p 服务器群，优化推荐机制，实现同构目录分布化。 第5 章h v v d s 实现模型按照系统模型设计了h v v d s 实现模型，分析了各模块功能和 通信过程。在此基础上实现网络多媒体平台的分布式目录管理系统的原型应用，证明了 h v v d s 系统的可行性。 第6 章对h v v d s 模型性能分析计算了模型的空间开销，确定了系统的适用范围，并 且分析比较了搜索的时间复杂度，推导出相关开销的计算公式。 第7 章对论文的研究和实践工作进行总结和回顾，包括作者在本文的研究过程中所做 的一些相关 j 作，并指出了进一步的研究方向。 最后是参考文献、附录和致谢。 华东师范大学2 0 0 4 届硕士学位论文第二章目录服务及其协议 第二章目录服务及其协议 本章首先讨论目录服务的有关概念及其协议，然后分析l d a p 的四种模型和通用目录的 框架定义，这些都是本文提出的异构目录服务集成系统的基础。 2 1 目录服务 2 1 1 目录服务概念 在以互联网( i n t e r n e t ) 为主要代表的信息技术迅猛发展的今天，网络中流动的信息 鞋现出前所未有的丰富性和多样性。网络资源以它的非线性的组织特点，突破了传统的顺序 获取信息的弊端，然而也使得信息以无序的状态散落在这个巨大的网络信息空间中。信息只 有被利用才有价值，然而信息量越火，人们就越难找到并共享所需要的信息。信息难于达到 和准确定位，已经成为互联网发展到今天的一个主要瓶颈。 目录与关系数据库相似，是指以一定的规则组织的具有描述性的基于属性的记录集合。 生活中最常见的目录莫过于城市电话黄页和图书馆的分类目录卡片了。电话黄页的信息对象 是人，以人名字母序排列，属性信息是电话号码和地址信息：而图书馆分类目录卡片是根据 作者或者标题排序，属性信息有二日的序列号i s b n 和其他一些出版信息。在计算机术语中， 目录属于一个专用的数据库，也可以称为是数据仓库，一个特定晌目录可能列出来的是打印 机作为对象的信息，描述的信息可以包括位置信息( 格式化字符串类型) ，打印速度( 数字 类型) ，支持的打印流( 例如p o s t s c r i p t 或者a s c i i 类型) 等等。 目录服务就是按照树状信息绢织模式，实现信息管理和服务接口的一种方法。目录服 务所表达的含义与目录紧密相关，它是指目录信息源与针对这些信息源的服务结合起来使得 这些信息可被用户使用。目录服务使用户和应用能找到特定需求的信息( 如图2 - i ) ，例如， 一个用户目录可以去查找e - r e a l l 地址或传真号码，应用服务器目录能够查找到客户账单信 息。自页和黄页特指目录服务。如果知道目录对象的名称就可以查到它的属性( 电话号码， 打印速度) 。如果不知道某个特定的属性名，目录将会给出商找到的满足条件的对象列表。 一个典型的目录服务具有以下几个特性： 安全特性：管理员可以对目录强制使用安全特性，以便保护目录信息不被非法获取。 分布特性：一个目录可以跨越物理边界，即目录信息可以在网络上的不同主机上。 复制特性：目录系统创建多个镜像服务器，尽量让更打范围的j = j 户所利用。 目录服务系统一般由两部分组成：第一部分是数据库，它是分布式的，且拥有一个描述数 4 华东师范大学2 0 0 4 屉硕士学位论文 第二章目录服务及其协议 据的模式；第二部分是访问和处理数据库有关的访问协议，目前的目录服务技术的国际标准 有两个，即较早的x5 0 0 标准和近年迅速发展的e d a p ( l i g h td i r e c t o r ya c c e s sp r o t o c o l ， 轻型目录访问协议) 标准。 2 1 2 目录服务的重要性 图2 - l 耳录服务 目录服务既是一个信息管理l ：具，同时也是一个面向最终用户的丁具。目录服务是为 了方便用户查找大量的信息而建立起来的。现在的目录能够存储和处理几百万条信息，包括： 用户信息，应用，文件，打印机和其他网络上可访问到的资源，这些信息被指定存储到一个 称为目录的数据库中。在网络上各种各样的对象数量迅速增长的今天，目录服务非常有意义。 图书馆为提高读者的检索效率对馆藏编制索引是一种目录服务，电话公司设立1 1 4 查 词台并不停的翻新电话号码也是一种目录服务。体现目录服务的简单的例子是著名的域名服 务服务( d n s ) 。当我们在浏览器的地址栏键入一个u r l ，例如，h t t p ：m c s e c n u e d u c n ， 首先必须通过域名服务器( d n s ) 将其解析成i p 地址，d n s 就是一个目录服务器，网络上其 他计算资源都可以看成是d n s 服务的客户，这些客户通过更易于记忆和方便使用的主机名来 检索i p 地址。当然一个真正的目录服务存储的信息远不【l 是主机名和i p 地址这两种信息， 它可以存储包括物理设备信息、企业员一信息、电子政务信息等等数字信息资源。 目录服务技术已经成为许多新型技术实现信息存储、管理和查询的首选方案，特别是 在网络资源查找、用户访问控制与认证信息的查询、新型网络服务、网络安全、商务网的通 用数据库服务和安全服务等方面，都需要应用目录服务技术来实现一个通用、完善、应用简 单平f 旧以扩展的系统。 近几年，随着l d a p 技术的兴起和应用领域的不断扩展，目录服务技术作为一种管理网 华东师范犬学2 0 0 4 届硕上学位论文第二章目录服务及其协议 络资源的重要手段目益为人们所重视。l d a p 是基于x5 0 0 标准的，但是简单多了并且可以 根据需要定制。与x 5 0 0 不同，l d a p 支持t c p i p ，这对访问i n t e r n e t 是必须的。现在l d a p 技术不仅发展得很快而且也是激动人心的，已经得到了业界的广泛认可，在企、l k 范嗣内实现 l d a p 可以让运行在几乎所有计算机平台上的所有的应用程序从l d a p 目录中获取信息。l d a p 目录中可咀存储各种类型的数据：电子邮件地址、邮件路由信息、人力资源数据、公用密匙、 联系人列表，等等。把l d a p 目录集成在应用系统中，可以简化员工在企业内部查询信息的 步骤，目录数据源可以放在任何地方。l d a p 最大的优势是：可以在任何计算机平台上，用 l d a p 的客户端程序访问l d a p 目录。而且也根容易定制应j = j 程序为它加上l d a p 的支持。“ 2 1 2 目录模型 基本的目录服务模型遵循i n t e r n e t 上标准的客户机n 务器模型。一个应用如果要读 写某个目录中的信息，通常不是直接访问日录，而是通过调用一个函数或a p i 来产生一条信 息到服务器端。服务器接收到服务请求后，经协议分析和访问目录数据库，然后向客厂1 端返 同相应的读写结果。其基本的模型和协议交互如图2 2 所示”1 。 图2 2 目录服务模型 请求通过目录客户端执行，然后目录服务器调用处理过程来执行信息的保持和查询。 一般来说，服务器提供给客户端一个指定的服务。有时，为了搜集必须的信息来处理请求， 某个服务器可能会成为其他服务器的客户端：一些目录服务不会提供给客户端推荐服务，但 有一些目录服务则可以提供，如l d a p v 3 中允许目录服务器返回给客户端到其他服务器的推 荐，这样就可以提高执行效率和均衡目录服务器的负载。 值得注意的是，目录服务模式中并不要求客户端和服务器的动作同步。对于多重操作 的请求和响应可以在客户端和服务器间无序交换，客户端最终会收到对应每个请求的响应。 6 华东师范大学2 0 0 4 属硕士学位论文第二章目录服务及其协议 2 1 3 目录服务与数据库的比较 目录常常被描述为一个数据阵，但目录有着区别于一般关系数据库的特征： 目录服务主要面向数据的查询服务，它的目标是快速响应和大容量查询并且提供多目 录服务器的信息复制功能。由于对目录中的信息读的频率比写的频率要高得多，一般的查询 更新比为1 0 ：1 冈此目录必须能够支持大容量的读请求，所咀目录的虽大特征是具有最优 化的读取功能。然而，一。般的数据库需要支持较高的更新容量。 信息访问方式不同。大多数数据库支持s q l 。s q