（计算机应用技术专业论文）面向服务的分布式路由平台体系架构研究.pdf

、 i 百” - i 乏。 媳 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 11111例rrlillll j l lr l llll册lll y 1 7 9 3 0 5 。3 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：密g 量 日期：型垒：坐篁 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：一导师签名夕相；j b 之日 q ， 媳 山东大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t ，i 第1 章绪论：1 1 1 研究背景1 1 2 主要研究工作3 1 3 论文组织结构3 第二章分布式路由及面向服务架构相关技术5 2 1 分布式路由相关研究5 2 1 1 分布式路由研究现状5 2 1 2 分布式路由系统的实现技术7 2 2 面向服务架构及相关技术8 2 2 1 面向服务架构8 2 2 2 企业服务总线技术1 3 2 2 3 服务的封装技术，1 6 2 2 4 服务间通信技术1 8 2 3 本章小结2 0 第三章面向服务的分布式路由平台架构2 1 3 1 分布式路由平台总体需求2 l 3 2 分布式路由平台逻辑架构2 2 3 3 面向服务的分布式路由平台体系架构2 6 3 4 本章小结3 0 第四章面向服务分布式路由平台的关键技术实现3 l 4 1 路由服务封装3 1 4 1 1 服务功能描述3 1 4 1 2 服务接口描述3 2 4 1 3 服务发布3 6 4 2 服务间通信机制4 0 4 2 1 服务发现4 1 山东大学硕士学位论文 4 2 2 消息格式定义4 2 4 2 3 服务调用4 4 4 3 实验测试4 8 4 4 本章小结4 9 第五章总结与展望5 0 5 1 研究工作总结5 0 5 2 后续研究工作展望5 0 参考文献5 1 致谢5 4 攻读学位期间发表的学术论文5 5 攻读学位期间参与科研项目5 6 h | ， ， 媳 山东大学硕士学位论文 t a b l eo fc o n t e n t s a b s t r a c ti nc h i n e s e i a b s t r a c ti ne n g l i s h h i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1c u r e n tr e s e a r c hb a c k g r o u n d 1 1 2m a i nr e s e a r c hw o r k ：3 1 3t h es t r u c t u r eo f p a p e r 3 c h a p t e r2d i s t r i b u t e dr o u t i n ga n ds e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r er e l a t e d t e c h n o l o g i e s ：5 2 1d i s t r i b u t e dr o u t i n gr e l a t e dr e s e a r c h 5 2 1 1d i s t r i b u t e dr o u t i n gr e s e a r c h 5 2 1 2t h ei m p l e m e n t a t i o nt e c h n o l o g yo f d i s t r i b u t e dr o u t i n g 7 2 2t h es e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r ea n dr e l a t e dt e c h n o l o g y 8 2 2 1s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e 8 2 2 2e n t e r p r i s es e r v i c eb u s t e c h n o l o g y 1 3 2 2 3s e r v i c ep a c k a g i n gt e c h n o l o g y 1 6 2 2 4c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yo fs e r v i c e s 1 8 2 3c h a p t e rs u m m a r y 2 0 c h a p t e r3 t h ed i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r mb a s e do ns e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r ed e s i g n 2 1 3 1t h ed e m a n do f d i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r m 2 1 3 2t h el o g i c a lf r a m e w o r ko f d i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r m 2 2 3 3t h ed i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r mb a s e ds e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r ed e s i g n 2 6 3 4c h a p t e rs u m m a r y 3 0 c h a p t e r4 t h ek e yt e c h n o l o g yt oa c h i e v eas e r v i c e o r i e n t e dd i s t r i b u t e d r o u t i n gp l a t f o r m 3 1 4 1s e r v i c ep a c k a g e 3 1 4 1 1s e r v i c ef u n c t i o nd e s c r i p t i o n 3 1 4 1 2s e r v i c ei n t e r f a c ed e s c r i p t i o n 3 2 _-_-i_-_一 山东大学硕士学位论文 4 1 3s e r v i c er e l e a s 3 6 4 2i n t e r - s e r v i c ec o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s m 4 0 4 2 1s e r v i c ed i s c o v e r y 4 1 4 2 2m e s s a g ef o r m a td e f i n i t i o n 4 2 4 2 3s e r v i c ei n v o c a t i o n 4 4 4 3e x p e r i m e n t a lt e s t i n g 4 8 4 4c h a p t e r s u m m a r y 4 9 c h a p t e r5s u m m a r ya n do u t l o o k 5 0 5 1r e s e a r c hs u m m a r y 5 0 5 2f u t u r er e s e a r c hw 6 r k 5 0 r e f e r e n c e s ! ；1 a c k n o w l e d g e m e n t s 5 z l p u b l i c a t i o no f t h ed e g r e e 5 5 s c i e n t i f i cr e s e a r c hp r o j e c t 5 6 0 一 i 娥 k 么 山东大学硕士学位论文 摘要 随着i n t e r n e t 的飞速发展，网络上承载的业务也越来越丰富，特别是 网络宽带视频、p 2 p 之类的网络流媒体软件日益盛行，造成了网络数据流 量飞速增长，大流量使得路由器耗费大量的时间和资源进行处理，这就对 核心级路由器的处理能力、交换容量、吞吐速率等性能提出了越来越高的 要求。另一方面，新的网络应用模式和网络协议不断涌现。如何在路由器 上部署新的功能而对原系统造成的改变代价最小，使得可扩展性成为路由 器需要解决的主要问题。 为满足路由器的性能需求，当前高速网络中的核心路由器多采用分布 式结构。分布式的架构可以很好的解决单节点路由器上性能瓶颈问题，然 而使用传统的如c o r b a 和c o m 等组件化技术进行分布式系统的开发， 缺乏必要的灵活性和适应性，可扩展性差。s o a 作为一种构造分布式系 统的方法，将业务应用功能以服务的形式提供给其他服务组件，构造出灵 活的以服务为中心的架构，最大程度地减少系统间的耦合，提高可重用 性，并便捷地共享系统之间的数据。 因此，本文提出了将s o a 的思想和技术应用于分布式路由平台的设 计，可以有效地满足灵活性和可扩展性的需要。在对分布式路由结构和面 向服务的技术进行深入研究的基础上，给出了面向服务的分布式路由平台 体系架构的设计，以及实现面向服务的分布式路由平台所涉及的关键技 术，包括路由服务的封装、服务的发布、服务的发现与调用、服务之间的 通信等。并特别针对服务之间的通信机制、流量统计与访问控制服务做了 深入研究，给出了相应的设计模型和测试结果。研究和测试表明，基于 j s r 2 0 8 技术规范的j b i 技术框架，采用规格化消息路由、服务引擎和服 务绑定技术组件，可以很好的解决分布式路由平台的灵活性和可扩展性， 探索出了一种实现面向服务的分布式路由平台的技术路线和方法。 本文只是在分布式路由平台的面向服务架构设计方面做了一些有益尝 试，还需要对架构中路由协议的服务封装、路由转发引擎服务的整合等方 面做进一步的研究。 山东大学硕士学位论文 关键词：分布式路由；面向服务架构；企业服务总线 i i 山东大学硕士学位论文 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 ft h ei n t e m e t ，t h en e t w o r kc a r r y i n gb u s i n e s s h a sb e c o m ei n c r e a s i n g l y ，e s p e c i a l l yn e t w o r ks t r e a m i n gm e d i as o f t w a r ei s p o p u l a rd a yb yd a y ，s u c ha sb r o a d b a n dv i d e on e t w o r k ，p 2 pa n ds oo n ，w h i c h r e s u l t si nt h er a p i dg r o w t ho ft h en e t w o r kt r a f f i ca n dm a k et h er o u t e rt os p e n d s om u c hp r o c e s s i n gt i m ea n dr e s o u r c e sa n dr e q u i r eh i 曲l e v e l r o u t e r p r o c e s s i n gc a p a c i t y ，e x c h a n g ec a p a c i t y ，t h r o u g h p u tr a t ea n do t h e rp r o p e r t i e s i nt h eo t h e rh a n d ，t h en e wm o d eo fn e t w o r ka p p l i c a t i o n sa n dp r o t o c o l sa r e e m e r g i n g h o wt od e p l o yn e w f e a t u r eo nt h er o u t e r sa n dt h es m a l l e s tc o s to f t h eo r i g i n a ls y s t e mi st h em a i ni s s u e st ob er e s o l v e s i no r d e rt om e e tt h ep e r f o r m a n c en e e do ft h er o u t e r ，t h ec u r r e n th i g h - s p e e dn e t w o r kr o u t e r su s et h ed is t r i b u t e da r c h i t e c t u r ew h i c hc a ns o l v e st h e b o t t l e n e c ko nt h es i n g l e n o d er o u t e r b u tt h eu s eo ft r a d i t i o n a lc o m p o n e n t s s u c ha sc o r b aa n dc o mt e c h n o l o g i e sf o rd i s t r i b u t e ds y s t e md e v e l o p m e n t l a c k st h en e c e s s a r yf l e x i b i l i t y ，a d a p t a b i l i t y ，a n de x p a n s i b i l i t y s o ai saw a yt o c o n s t r u c tad i s t r i b u t e ds y s t e mw h i c hm a k e st h eb u s i n e s sa p p l i c a t i o n s a s s e r v i c e st oo t h e rs e r v i c ec o m p o n e n t s ，t oc o n s t r u c taf l e x i b l es e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r ew h i c he n h a n c e st h er e u s a b i l i t ya n de a s i l ys h a r ed a t ab e t w e e n s y s t e m st om i n i m i z et h ec o u p l i n gb e t w e e ns y s t e m s t h e r e f o r e ，t h i sp a p e rp r e s e n t st h ei d e aa n dt e c h n o l o g yo fs o a i n t ot h e d i s t r i b u t e d r o u t e r ，w h i c h i s e f f e c t i v e l y m e e tt h en e e d so ff l e x i b i l i t ya n d e x p a n s i b i l i t y b a s e do nt h et h o r o u g hs t u d ya n dr e s e a r c h o ft h ed i s t r i b u t e d r o u t i n ga r c h i t e c t u r ea n ds e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r et e c h n o l o g y ，g i v e nt h e d e s i g no fd i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r m ，i m p l e m e n tt h ek e yt e c h n o l o g i e si nt h e s e r v i c e - o r i e n t e dd i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r mw h i c hi n c l u d er o u t i n gs e r v i c e p a c k a g e ，s e r v i c er e l e a s e s ，s e r v i c ed i s c o v e r ya n dt h ec o m m u n i c a t i o n sb e t w e e n s e r v i c e s e s p e c i a l l yi n d e p t hs t u d yt h ec o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s mb e t w e e n s e r v i c e s ，t h ea c c e s sc o n t r o ls e r v i c ea n dt r a f f i cs t a t i s t i c ss e r v i c e ，g i v e n t h e 州l r 山东大学硕士学位论文 c o r r e s p o n d i n gd e s i g nm o d e l sa n dt e s tr e s u l t s r e s e a r c ha n dt e s t i n gs h o wt h a t j - b lt e c h n o l o g yb a s e so nj s r 2 0 8 s p e c i f i c a t i o nu s et h es t a n d a r d i z e d t h e m e s s a g er o u t i n g ，s e r v i c ee n g i n e sa n db i n d i n gs e r v i c e sw h i c hc a ns o l v et h e f l e x i b i l i t ya n de x p a n s i b i l i t yo ft h ed i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r ma n de x p l o r ea s e r v i c e - o r i e n t e dd i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r mt e c h n o l o g yr o u t e sa n dm e t h o d s t h i s p a p e r m a d es o m e a v a i l a b i l i t ya t t e m p t s i ns e r v i c e o r i e n t e d d i s t r i b u t e dr o u t i n gp l a t f o r m ，b u tt h er o u t i n gp r o t o c o l ss e r v i c ep a c k a g ea n dt h e i n t e g r a t i o no fr o u t i n gf o r w a r d i n ge n g i n e ss e r v i c e si nt h ea r c h i t e c t u r en e e d f u r t h e rr e s e a r c h k e yw o r d ：d is t rib u t e dr o u t e r ：s e r vic o o ri e n t e da r g hit e c t u r e ： e n t e r p r i s os e r v i o eb u s i v i 一- 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 本章首先介绍了课题的研究背景和意义，然后阐明了课题研究的主要 工作，最后列出了论文的章节安排。 1 1 研究背景 从1 9 6 9 年1 2 月包含4 个节点的a r p a n e t 实验网络开始运行至今，网 络技术经历了历史上任何一种技术都未曾经历的飞速发展，各种通信网 络，如用于数据传输的分组交换网络( p s d n ) 、用于话音通信的公共业务电 信网络( p s t n ) 、综合数字业务网( 工s d n ) 、陆地和卫星移动通信网络等， 使我们的生活方式和工作方式发生了巨大的变化，并对人类社会的各个领 域产生了深远的影响。 随着i n t e r n e t 的飞速发展，网络带宽快速增长，网络上承载的业务 也越来越丰富，i n t e r n e t 提供的传输服务也已由以前单一的数据业务变 成了向综合业务服务发展，特别是网络宽带视频、p 2 p 之类的网络流媒体 软件日益盛行，这就造成了网络数据流量飞速增长；另一方面，超高速光 通信技术、无线通信技术以及其他革命性技术的研究进展使得网络接入和 传输方式日新月异，新的网络应用模式和网络协议不断涌现。在此情况 下，为互联网的网络传输性能提出了更高的要求。 路由器是互联网的核心设备，是诸多网络技术的承载体，其基本功能 是路径选择和分组转发。它连接多个逻辑上分开的网络，按照特定的路由 协议和算法为经过路由器的每一个数据包寻找一条最佳传输路径。路由器 是支撑整个网络的基石。 i n t e r n e t 的飞速发展对路由器性能要求越来越高，特别是在骨干网 络的出入节点上，所有数据包都必须首先经过路由器的处理，这容易造成 网络瓶颈在此处形成。大流量使得路由器耗费大量的时间和资源进行处理 操作，这就对核心级路由器的处理能力、交换容量、吞吐速率等性能提出 了越来越高的要求。 随着流量需求不断增大，路由器功能以及结构越来越复杂，传统的单 山东大学硕士学位论文 结点上配置的路由器已经不能提供足够的数据吞吐量和高速端口，性能越 来越难以满足大流量高速网络的需求。路由器的体系结构也正在经历从简 单到复杂、从单节点到分布式的变化。因此，高速网路中出入节点上的路 由器多采用分布式的架构进行设计，分布式架构的路由器可以部署在多个 结点上，由管理进程进行统一配置。从而可以分担网络流量，提高路由器 的整体性能。 同时，路由器作为计算机网络的核心设备，可扩展性n 1 同样至关重 要。当前互联网的快速发展使新的网络与通信技术不断融入到互联网中， 在新的网络应用模式和网络协议不断涌现的情况下，如何在路由器上部署 新的功能而对原系统造成的改变代价最小，成为分布式路由器需要解决的 主要问题。使用传统的如c o r b a 和c o m 等组件化技术进行分布式系统的开 发，使得系统整体拓扑结构较为复杂，并且组件的连接协议非标准化，集 成方案缺乏必要的灵活性和适应性，可扩展性差瞳3 。 面向服务架构( s e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) ，带来了一种 新的集成思想。作为一种构造分布式系统的方法，它可以根据需求通过网 络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署，组合和使用服务层是 s o a 的基础，可以直接被应用调用，从而有效控制系统中与软件代理交互 的人为依赖性s o a 的关键是“服务”的概念，服务提供者完成一组工 作，为服务使用者交付所需的最终结果，服务具有服务自治，互操作，在 时间和空间上的松耦合的特点。面向服务体系结构采用服务请求( s e r v i c e r e q u e s t ) 的方式，通过将业务应用功能以服务的形式提供给最终用户应用 或其他服务，使软件系统向“柔性化”迈进了一大步。s o a 将业务应用功 能以服务的形式提供给最终用户应用或其他服务，构造出灵活的以服务为 中心的架构，最大程度地减少系统间的耦合，提高了可扩展性口3 。 因此，本文提出了面向服务的分布式路由平台体系架构的研究课题， 旨在研究一种松耦合的可扩展性分布式路由体系架构，解决路由平台的性 能和可扩展性的问题。 ，1 “ 1 山东大学硕士学位论文 1 2 主要研究工作 课题“面向服务的分布式路由平台体系架构的研究”是针对高速网络 中大流量数据需要路由器有更高- 的性能需求而提出的，目的在于设计出一 种分布式的路由平台体系结构，从而满足高转发性能及具有可扩展性的需 求。 因此，课题的研究工作主要包括以下几个方面的内容。 l 、研究了面向服务架构的基本理论，包括企业服务总线技术，服务 封装技术，服务通信技术等。同时，了解了当前分布式路由平台的发展现 状，研究将面向服务架构思想引入到分布式路由平台设计中的必要性和可 能性。 2 、研究了j a v a 业务集成规范中j b i 构件框架、j b i 构件模型和j b i 构件部署模型。对分布式路由平台进一步研究，分析分布式路由平台中的 功能需求，从而提出该路由平台中各个功能模块的划分。然后分析研究如 何将分布式平台中的各个功能组件整合到j b i 构建框架之中。 3 、研究了采用符合j b i 标准的企业服务总线s e r v i c e m i x 开源软件的 应用开发方法，给出了在s e r v i c e m i x 环境中进行服务封装、服务组件之 间通信的具体实现方法，并以分布式路由平台中的访问控制功能组件为例 实现路由服务的部署。 4 、提出了课题研究中下一步要解决的路由协议服务的封装和路由转 发引擎服务的整合等研究方向。 1 3 论文组织结构 全文共分为五章，其中： 第一章绪论。介绍了课题研究的背景，并简述了本文课题研究的主 要内容和组织结构； 第二章课题相关技术研究。论述了当前分布式路由平台的研究现状 及主要实现方法，概述了项目中应用到的一些关键技术，如面向服务架构 思想、企业服务总线技术、服务封装技术及服务间通信技术，并通过与传 统技术的比较，给出了其优势特点； 山东大学硕士学位论文 第三章分布式路由平台设计概述。从总体上概述了分布式路由平台 的功能需求，给出了基于面向服务架构思想的分布式路由平台的基本架构 模型，并对框架的划分和具体实现规范做出了讨论； 第四章实现面向服务的分布式路由平台的关键技术。基于第三章中 提出的设计方案，以该平台中的访问控制引擎为例实现服务的封装和服务 间的通信等关键技术。最后给出了该服务引擎试运行后的实验结果； 第五章总结与展望。对研究工作进行总结，并提出未来关于本课题 的展望。 4 、 山东大学硕士学位论文 第二章分布式路由及面向服务架构相关技术 2 1 分布式路由相关研究 2 1 1 分布式路由研究现状 路由器作为i n t e r n e t 的核心设备，对于i n t e r n e t 的性能有着重要影 响。历史上，路由器体系结构的变迁体现了由串行处理向并行处理，从集 中式到分布式的趋势依此可将路由器体系结构划分为四代h 1 ：第一代集 中式路由器，第二代分散式路由器，第三代交换路由器，第四代分布式交 换路由器。第一代路由器体系结构是从p c 系统派生而来的集中式体系结 构，是由共享的中央处理机、共享的存储器、共享的外设系统总线以及作 为输入输出用的线路卡等构成。在第二代分散式路由器体系结构中增加 了线路卡的智能，将路由器功能更加合理地分配到路由器各个部件中去。 线路卡上增加了处理机、分组缓冲区和路由表高速缓存等模块。这样线路 卡就可以独立完成路由器数据通路功能，中央处理机只需要执行路由器控 制功能，大大提高了路由器的性能。第三代路由器为交换路由器，它最大 的改进是使用快速大容量的交换矩阵代替了原来的系统总线，这样各个线 路卡以及中央处理机之间的交互通过交换矩阵独占各自的通信链路，消除 了共享系统总线瓶颈，极大地提高了路由器的性能。第四代路由器是一种 分布式交换路由器体系结构，它是一种多机架分布式体系结构，分布式交 换路由器的交换网络由多个机架互连构成，在每个机架内包含多块交换网 络卡，各机架内部的交换网络卡互连构成分布于各个机架之间的庞大的分 布式交换网络，用来交换分组和管理及路由信息。这种分布式交换网络的 可靠性、鲁棒性和可扩展性都有很大提高：整个路由器的路由和控制在分 布于各个机架的控制卡上完成，这些控制卡独立的计算并共享路由信息， 并完成分布式的控制和管理。所以，分布式交换路由器并不是第三代交换 路由器的简单叠加，而是一个有机的统一体。 目前的高性能路由器多采用分布式体系结构。采用这种结构可以实现 报文的线速转发，大大提高了路由器的性能。 山东大学硕士学位论文 分布式交换路由器具有如下特点晦1 。 1 、分布式的交换网络 分布式交换路由器的交换网络由多个机架互连构成，在每个机架内包 含多块交换网络卡，各机架内部的交换网络卡互连构成分布于各个机架之 间的庞大的分布式交换网络，用来交换分组和管理及路由信息。这种分布 式交换网络的可靠性、鲁棒性和可扩展性都有很大提高。 2 、分布式路由和控制 整个路由器的路由和控制在分布于各个机架的控制卡上完成，这些控 制卡独立的计算并共享路由信息，并完成分布式的控制和管理。所以，分 布式交换路由器并不是第三代交换路由器的简单叠加，而是一个有机的统 体。 分布式交换路由器体系结构具有原来体系结构无法比拟的优点，主要 包括下面几个方面。 1 、超高速超大容量高密度端口支持。由于庞大的分布式交换网络的 支持，分布式交换路由器线路卡功能得到大大增强，能够支持0 c - 1 9 2 甚 至0 c - 7 6 8 速率端口，端口数量也非常多。 2 、路由器系统平滑升级有极强的可扩展性。分布式交换路由器单机 架的处理能力就已经非常强大，能够支持数百g b p s 到t b p s 交换容量。 随着业务发展，当单机架满足不了要求时可以通过配置更多的机架，平滑 升级而不是堆砌路由器系统，构成一个功能更强、容量更大的路由器。 3 、机架之间长距离配置。路由器板卡之间内部采用高速光链路互 连，机架之间允许数百米距离。可以将不同机架配置在通信大楼不同的楼 层，进行统一维护和管理。 4 、支持o o s 和m p l s 目前，很多研究机构及厂商都在分布式路由器研究方面得出了有价值 的成果比如c l i c k 阳1 路由系统，它是由m i t 的e d d i ek o h l e r 博士提出，并 由m i t 计算机技术系并行与分布式操作系统实验室开发完成。此外，加州 大学伯克利分校为解决当前的网络研究中路由器的源代码不开放矛a a p i 不 开放的问题，提出了x o r p ( e x t e n s i b l eo p e nr o u t e rp l a t f o r m ) n 1 开放平 6 、 艟 伽 氐 山东大学硕士学位论文 台。其目标是提供功能全面、可扩展、有性能保证、稳定的科研工具和配 置平台，使新的创意从实验转化为应用变得更加容易。总的来说，x o r p 的 可扩展性主要体现在路由器的上层协议和转发功能细节上。这两种分布式 路由技术将在下一节详细介绍。 2 1 2 分布式路由系统的实现技术 1 、c 1 i e k 路由系统哺1 c l i c k 路由系统由美国m i t 大学e d d i ek o h l e r 博士提出并由m i t 计 算机技术系并行与分布式操作系统实验室开发完成。 c l i c k 的设计主要针对一般软件路由器的不灵活性，提出了灵活而且 完整的结构抽象。c l i c k 根据数据报在路由器中受路由器各功能模块作用 而引起的包内容或传输方向变化对路由器功能实施抽象，将各功能抽象成 独立的组件，各个组件对数据报做单一且不冲突的处理。c 1 i c k 以数据的 流动和修改为线索抽象出模块，属于数据流分析法的结构化设计方式，又 因为每个模块功能独立，数据的传输结构完整，各个模块的设计应用了良 好的抽象和封装，而且实现语言的选择更体现了面向对象的思想，这使得 修改和扩展c 1 i c k 简单方便，很好的达到了c 1 i e k 对灵活性的设计目标。 使用c l i c k 构造路由器时，用户根据自己的需求结合c 1 i c k 的抽象方 法确定路由器工作时的功能模块，接着从c 1 i c k 提供的组件库中选取能够 实现所需功能的组件将各组件连接成图，当c l i c k 没有相应的组件支持 时，用户可以自行开发新的组件并结合到系统中去进行配置。提交配置到 c l i c k 系统自动完成程序链接从而构造出符合需求的软件路由器。 2 、x o r p 可扩展路由平台凹3 x o r p 分为两个子系统。高层子系统包含路由协议本身，以及路由信 息库和支持流程。底层子系统，它最初运行在操作系统的内核，管理转发 路径，并为高层的访问提供a p i 。目标是对于所有的高层代码，关于转发 路径的各种细节都是不可知的。 对于x o r p 的上层是一种多进程架构，每一个路由协议对应着一种进 程。同时，还有其他的相关进程进行管理，配置和协调。x o r p 采用自己独 7 山东大学硕士学位论文 特的跨进程通信机制实现各个模块之间的通信，这个机制就是所谓的x o r p 资源定位符( x r l s ) n 引。 x r l 分为“问题型 x r l 和“答案型x r l 。在x o r p 的上层多进程架 构中，存在着负责通信的进程。该进程的主要作用，就是将“问题型” x r l 转换为“答案型”x r l 。每一个进程在最初都会以x r l 的形式向该进 程进行注册，表明他们所能提供的功能。而对于每一个第一次发送x r l 的 进程来说，他们首先是将“问题型”x r l 发送到该进程，既是提出问题。 该进程发送答案，“答案型”x r l 就包含着与目标进程进行沟通的方法。 这样，两个进程就可以直接进行通信了，从而就实现了进程间的通信。 所以，对于一种新增的路由协议或者其他进程模块，只要编写了对应 与此的进程模块，并通过向负责通信的进程注册，从而使其他路由进程可 以与之通信，这样，这个路由平台便增加了对这种路由协议的支持。并且 对于已经存在的路由协议，产生的影响非常小。 2 2 面向服务架构及相关技术 2 2 1 面向服务架构 当前主流的分布式平台的实现包括：s u nj a v ar m i ( r e m o t em e t h o d i n v o c a t i o n ，远程方法调用) 、o m gc o r b a ( c o m m o no b je c t r e q u e s t b r o k e ra r c h i t e c t u r e ，通用对象代理体系结构) 、m i c r o s o f t d c o m ( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，分布式组件对象模型) 和 m o r n ( m e s s a g eo r i e n t e d ，面向消息的中间件) 。这些分布式平台的实现方 式各有自己的优势，然而由于它们的专有特性而难以被广泛接受。比如 说：d c o m 局限于微软平台，因此不能深入的应用于企业；r m - i 虽然可以 跨平台，但是j a v a 结束标准却是被s u n 所控制着；c o r b a 虽然被0 m g 这 样的标准化组织控制，但是由于其软件可用性确实一个问题，真正基于 c o r b a 的应用程序则很少n 。 面向服务架构( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) 的出现，是分 布式领域和软件集成领域的一个新里程碑。它是一种系统架构层次的概 念，它将应用程序的不同功能单元抽象为服务，并将这些服务使用描述语 k - 山东大学硕士学位论文 暑! ! 暑詈詈皇暑= 詈詈詈= 詈詈詈詈詈詈詈詈暑詈詈葛詈詈! 皇暑詈詈詈詈詈詈詈詈詈詈詈= 皇詈詈詈= = 詈詈詈毫詈詈詈暑詈詈詈詈= = = 詈詈皇= = 詈詈曼= = = = 詈鲁皇皇詈皇詈= 詈詈詈詈詈詈! ! 皇詈皇暑= 詈皇 言加以定义，并且各自的接口都可以通过网络进行发现。这类接口采用独 加 k 立方式定义，不受服务实现所在的硬件平台、操作系统和编程语言的影 响。服务作为一种自治、开放以及与具体实现平台无关的网络化构件，可 以使分布式应用具有更好的复用性、灵活性和可增长性。 关于s o a 还没有一个明确的定义，不同的组织对它有着不同的理 解。 顾能公司( g a r t n e r )