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北京邮 乜大学硕士研究生毕业论文 2 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：歪坠硷 本人承担一切相关责任。 日期：型里! 垒：竺 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：垒监睑日期： 导师签名： 立碡 日期： 3 如f o | 多。- 北京邮电人学硕j j 研究生毕业论文 4 1 一 jli。 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 业务协同运行平台中协同规则引擎的设计与实现 摘要 下一代网络中网元的多样性、业务的多样性、信息的多样性导致 网络复杂性的增加，也就对网络中网元、业务、信息的协同提出了要 求。规则引擎可以通过设置规则的方式来完成行为控制，使系统达到 自动化、动态化、智能化的管理目标。将规则引擎技术应用于下一代 网络的运行环境中，可以对业务管理、网络资源管理和控制的灵活性 和个性化提供必要的支持。本文是围绕下一代网络中协同运行平台中 协同规则引擎的设计与实现展开的。 论文首先介绍了研究背景以及国内外关于规则引擎的研究现状。 在相关技术章节首先介绍了协同的概念，而后分析了传统规则引擎及 其工作原理，并阐述了几种流行的规则描述语言，最后重点介绍了规 则引擎中的一个重要算法r e t e 算法。 然后论文结合协同规则引擎在协同运行平台中的位置提出了协 同规则引擎的功能性需求，列举了事件监听收集功能、上下文存储功 能、推理功能、任务派发功能。 在明确了协同规则引擎的功能性需求的基础上，论文给出了协同 规则引擎的总体设计，并对各个模块进行逐一分析，在每一模块中均 完成功能概述、设计方案、关键问题以及模块实现的阐述。监听收集 模块完成对协同运行平台中不同协议消息的协议适配、被动监听及主 l 北京邮电人学硕卜研究生毕业论文 动收集相应消息事件，在此提出了基于元件的协议适配方式；上下文 收集模块完成上下文储存以便推理时进行相应上下文的查询，并依据 元件的方式进行存储和查询；推理模块涵盖了推理和规则存储两项功 能，采用基于r e t e 算法的推理过程，提高了规则的匹配效率，采用 优先级调度方式提供所匹配任务的有效排队输出；最后任务分发模块 完成相应任务的协议适配并分发到协同运行平台中。 论文最后对协同规则引擎进行功能性测试，并指出下一阶段系统 需要改进和完善的地方。 关键词：协同规则引擎r e t e 算法 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 d e s i g na n di m p l e m e n to fc o o r d i n a t i o nr u l e e n g i n ei ns e r v i c ec o o r d i n a t i v ee x e c u t i o n s u b s y s t e m a b s t r a c t n e t w o r ke l e m e n t s d i v e r s i t y ，s e r v i c ed i v e r s i t y a n di n f o r m a t i o n d i v e r s i t yi nn e x tg e n e r a t i o nn e t w o r kl e a d t ot h en e t w o r kc o m p l e x i t y ， w h i c hh a sr e q u i r e dt h ec o o r d i n a t i o na m o n gn e t w o r ke l e m e n t s ，s e r v i c e a n di n f o r m a t i o n r u l ee n g i n ec o u l du s et h er u l e s e t t i n gw a yt oc o n t r o l b e h a v i o r ，w h i c hc o u l db e a tt h em a n a g e m e n tt a r g e to fm a k i n gt h es y s t e m t oa c h i e v ea u t o m a t i o n ，d y n a m i ca n di n t e l l i g e n t b yu s i n gr u l ee n g i n e t e c h n o l o g yi n t ot h ee x e c u t i o ne n v i r o n m e n to fn e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ， t h es u p p o r to ff l e x i b i l i t ya n di n d i v i d u a t i o no fs e r v i c em a n a g e m e n t ， n e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n ta n dc o n t r o l l i n gc o u l db ep r o v i d e d i nt h i s p a p e r ，a l lt h ec o n t e n ti sa r o u n dt h ed e s i g na n di m p l e m e n to fc o o r d i n a t i o n r u l ee n g i n ei nn g ns e r v i c ec o o r d i n a t i o ne x e c u t i o n p l a t f o r m i nt h i sp a p e r ，i td e s c r i b e st h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h i sa r t i c l ea n d t h es t u d ys t a t u so fr u l ee n g i n eb o t hi nd o m e s t i ca n do v e r s e a si nt h ef i r s t 北京邮电人学硕：l 研究生毕业论文 p l a c e i n t h e t e c h n o l o g y r e l a t e d c h a p t e r ，c o o r d i n a t i o nc o n c e p t i s d e s c r i b e df i r s t l y ，a n dt h e ni t a n a l y s e st r a d i t i o n a l r u l ee n g i n ea n di t s w o r k i n gp r i n c i p l e a f t e rt h a t ，s e v e r a lp o p u l a rd e s c r i p t i o nl a n g u a g e sh a v e b e e ne x p l a i n e d i nt h el a s t ，t h i sp a p e ri sf o c u so no n ei m p o r t a n ta l g o r i t h m i nr u l ee n g i n ec a l l e dr e t ea l g o r i t h m t h e nt h i sp a p e rp r o p o s e st h ef u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t sc o m b i n e dw i t h t h e p o s i t i o n o fc o o r d i n a t i o nr u l e e n g i n e i nc o o r d i n a t i o ne x e c u t i o n p l a t f o r m ，w h i c hi n c l u d e st h el i s t e n i n ga n dc o l l e c t i n gf u n c t i o n ，c o n t e x t s t o r a g ef u n c t i o n ，r e a s o n i n gf u n c t i o na n dt a s kd i s t r i b u t i o nf u n c t i o n a f t e r t h o r o u g h l ya n a l y z i n g t h ef u n c t i o n a l r e q u i r e m e n t s o f c o o r d i n a t i o nr u l ee n g i n e ，t h ew h o l e d e s i g nh a sb e e np r o p o s e d a n dt h e n s o m ei m p o r t a n tm o d u l e sa r ed e s c r i b e do n eb yo n e e a c hm o d u l eh a s c o v e r e dt h ef u n c t i o n a l i t ys u m m a r y ，d e s i g n ，k e yi s s u e sa n di m p l e m e n t s i n t h el i s t e n i n ga n dc o l l e c t i n gm o d u l ei sw i t h r e s p o n s i b i l i t yf o rp r o t o c o l a d a p t e r ，l i s t e n i n ga n dc o l l e c t i n gi n f o r m a t i o ne v e n t i nt h i sp a r t ，t h e p r o t o c o la d a p t e rb a s e d o n c o m p o n e n th a sb e e np r o p o s e d c o n t e x t m a n a g e m e n tm o d u l eh a sr e s p o n s i b i l i t yf o rc o n t e x ts t o r a g e ，w h i c hi su s e d t oq u e r yc o n t e x tw h e n r e a s o n i n gh a p p e n s i t ss t o r a g ep a t t e r ni sb a s e do n c o m p o n e n t i nt h er e a s o n i n gm o d u l e ，t w of u n c t i o n a l i t i e sh a v eb e e n c o v e r e di n c l u d i n gr e a s o n i n ga n dr u l es t o r a g e t h er e a s o n i n gb a s e do n r e t e a l g o r i t h mc o u l di m p r o v ee f f i c i e n c yo ft h er u l em a t c h i n g t h e p r i o r i t ys c h e d u l i n gp a t t e r np r o v i d e st h ee f f i c i e n c yo u t p u to ft a s k s i nt h e 一 j 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 l a s t ，t a s k d i s t r i b u t i o nm o d u l e c o m p l e t e s t h e p r o t o c o la d a p t e r a n d d i s t r i b u t e st h et a s k st ot h ep l a t f o r m a tl a s t ，t h et h e s i sp r e s e n t st h ef u n c t i o n a lt e s t so fc o o r d i n a t i o nr u l e e n g i n e ，a n dp o i n t so u tt h ef u r t h e rr e s e a r c hw h i c hi sr e q u i r e di nf u t u r e w o r k s k e y w o r d s ：c o o r d i n a t i o n ，r u l ee n g i n e ，r e t ea l g o r i t h m v 北京邮电大学硕：e 研究生毕业论文 飞 i 一 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 目录 第一章绰 论l 1 1 研究背景和意义1 1 2 国内外研究现状3 1 3 论文主要工作4 1 1 4 论文的组织结构。s 第二章相关技术综述6 2 1 协同的概念6 2 2 规则引擎。7 2 2 1 规则引擎的概念7 2 2 。2 基于规刚昏擎的专家系统8 2 2 3 规则拿| 擎i 作原理，9 2 3规则描述语言1 0 2 3 】d r o o l s 1 0 2 3 2 o u i c k r u l e s 1 0 2 3 3 ，o gj r u l e s 工d 2 4 r e t e 算法简介1 1 2 4 1 ，f e 据：；爹兹力争分。工工 2 4 2 ，耙c e 隽晓施碜牙i l 曼】2 2 5 ，j 、结1 3 第三章协同规则引擎需求分析。 3 1 协同规则引擎在协同运行平台中的位置1 4 3 2 协同规则引擎功能需求1 s 3 3 j 、结1 7 第四章协同规则引擎的设计与实现1 8 4 1 协同规则引擎的总体设计1 8 4 1 工 绣莠豸手7 豺1 8 4 1 2 典零馕翁黝袭递。1 9 4 2 监听收集模块2 2 4 2 1 勃蝴述2 2 4 2 2 r 历瀑2 3 4 2 3 关 ；j 施2 4 4 2 4 挨够髟魍毙。2 7 4 3 上下文处理模块2 9 4 3 1 勃蝴送2 9 4 3 2 掰矛方：寒3 0 4 3 3 关键闭露：- 孔 4 3 4 禊咧吩琵孔3 3 4 4 推理模块3 4 4 4 1 础，自2 1 l 杰3 4 l 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 4 4 2 掰彭方嘉3 4 4 4 3 关巍叫矿崖甄3 7 4 4 4 2 譬珙实羽4 2 4 5 任务分发模块4 3 4 5 1 功膨嬲述4 3 4 5 2 掰爿谯4 3 4 5 3 煮黝觑4 4 4 6 4 、| 吉4 6 第五章测试与验证 s 1 5 2 s 3 s 4 s 5 第六章 6 1 6 2 4 7 测试环境简介4 7 典型测试用例举例4 7 其他测试用例举例5 2 结果分析5 3 小结5 3 结束语。! ；4 论文总结5 4 进一步工作一5 5 参考文献 附录5 7 致谢。 发表论文 2 北京邮电人学硕十研究生毕业论文 1 1 研究背景和意义 第一章绪论 在人们对网络应用需求不断扩大的情形下，网路逐渐向多样化、智能化、个 性化方向发展，现有网络的不足以及技术弊端也逐渐显现出来，网络融合成为当 今网络发展的大趋势。异构网的融合能够提供更丰富的多媒体综合业务，成为业 界所关注的焦点。与此相适应的新一代业务支撑环境能够在网络中屏蔽各种底层 网络，并提供各种单网和跨网业务，还可以扩大业务种类，将传统的智能网支持 的语音业务扩展到多媒体业务以及网络融合后所出现的各种新业务。它不但能实 现不同网络、不同业务之间的资源共用，有效地降低提供业务的运营成本，而且 它使得业务的扩展更加灵活，能适应不断增长和变化的客户需求。 新一代通信业务支撑环境主要包括业务生成环境、业务执行环境和业务管理 环境等等。其中业务协同运行平台提供各种增值业务和智能业务的业务逻辑的驻 留和执行的环境，通过开放的协议或a p i 与软交换设备交互来间接地利用底层 的网络资源，从而实现业务与呼叫控制的分离，有利于新业务的引入。此外，业 务运行协同平台还提供开放的a p i 标准，为第三方的业务开发提供创作平台， 并与业务管理环境、智能外设( i p ) 等功能实体相连，接收和处理各个功能实体 发来的指令。因此业务运行协同平台在下一代业务支撑环境中处于核心地位。 运行协同平台在网络层、适配层和服务层提供了广域融合网络中各种能力的 基础上，研究面向会话型业务的协同运行系统架构、协同机制和控制策略，解决 业务间和业务流内部的服务和资源冲突，搭建分布式协同运行平台，提供有效地 分布式协同运行机制。 由于业务运行协同平台给业务提供协同运行功能，因此业务运行协同平台需 要与内容服务、数据存储与分发服务等支撑服务系统进行交互，以及通过会话服 务系统与底层的承载网络进行交互。为了支持多种网络和系统所采用的不同交互 接口，业务运行协同平台需要支持s i p 协议、w e b 服务等常用的交互机制，以 支持基于p a r l a yx 的开发接口。业务生成平台产生的业务，通过业务生命周期管 理功能部署到协同运行平台上。 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 业务运行协同平台子系统与外界交互的系统主要有业务生成平台，业务管控 与访问平台，会话服务平台，承载网适配器，内容服务系统，数据存储与分发服 务系统。业务生成平台根据业务模板设计业务逻辑，为业务运营商提供简便快捷 的业务设计、生成和验证等服务；业务管控与访问平台负责进行业务的发布、部 署、撤销、暂停与恢复等管理和控制，并为用户提供统一认证和鉴权，实现不同 业务的单点登录；会话服务系统提供会话控制、会话生命周期的管理、会话资源 的动态分配和优化，保障会话业务服务质量；承载网适配器子系统获得适配的底 层网络的动态资源信息；内容服务子系统可以将为数据内容提供统一的信息管 理；数据存储与分发服务子系统可以获取业务数据、固定漫游个人用户数据以及 面向用户的流式数据访问接口。其示意图如图1 - 1 所示： l 环境门户iln 蒸覆茁蒡t 秀灌酮几茬三矛匿网l l #- ；颦il2 = = = = = = = = = = = = = = ：= = = = = = = = = = = = ：= ：f = = = = = = = = = = = = = = = = ：= 。：；二l 二堕互垂 至匿匿亚日 图1 - 1 支撑环境体系架构 业务协同运行平台的主要功能如下：提供以视频业务为核心的增值业务的执 行环境，支持多个业务同时执行；对业务提供必要的管理机制，包括对业务的加 载、激活、去激活和删除等生命周期管理功能，以为业务的生成提供相应的业务 开发接口，该接口与业务生成平台提供的业务开发a p i 接口兼容；提供系统冗 余备份的容错机制；能够基于媒体资源进行动态变化，在必要情况下对业务执行 所需的业务能力进行选择；子平台还能够对业务运行所需的网络和运行平台的资 源进行管理和控制，实现资源的有效预留和动态调整，提高业务执行的效率。业 务协同运行平台有业务执行、协同优化、负载均衡、容错机制、资源管理、协议 适配和服务管理功能。本文所涉及的协同规则引擎完成的是上述的协同优化功 能。由于规则引擎可以利用规则的设定智能完成触发事件的功能，所以利用规则 引擎完成协同优化规则的设定。下一节介绍了国内外规则引擎的研发情况。 2 北京邮电人学硕士研究生毕业论文 1 2国内外研究现状 由于经济与社会发展差异，国内外在规则引擎的研究方面相差很大，因此也 导致了规则引擎在实际应用中的差异。为此，通过分析国内外规则引擎的差异为 本文的研究工作提供现实依据。 在国外，规则引擎的研究始于2 0 世纪7 0 年代，但到8 0 年代这段时间，当 时的引擎性能很差，并且没有与当时主流系统的集成能力，基于知识规则的编程 方法没有得到很好的应用。8 0 年代后期，随着面向对象技术的兴起，分类机制、 封装、消息通信机制等技术为人们解决复杂应用软件系统提供了新的概念和模 型，也为基于知识规则的程序提供了更好的集成和实现方式。 目前主流的规则引擎组件多是基于j a v a 程序语言环境，已有多种j a v a 规则 引擎商业产品与丌源项目实现。表1 - 1 是世界上比较著名的规则引擎【l - 6 1 。 表1 1 商业规则引擎 厂商产品名称主页 i l o g ，j ? j r u l e s j 。? ，h t t p ：1 w w w i l o g c o m。? ? f a i r i s a a c ， b l a z eb l a z ea d v i s o r h t t p ：w w w f a i r i s a a c c o m a d v i s o r v a s ut e c h n o l o g i e s o u i c k r u l e s 2 j j “4 1 i j j j p e g a s y s t e m sp e g a r u l e s p r o c e s s c o m m a n d e r h t t p ：w w w y a s u t e c h c o r n p r o d u c t s i n d e x h t m ： h t t p ：w w w _ c e g a c o m s a n d i al a b s _ 。i o ? j j e s s ? 一：“”。e 一? h t t p ：h e r z b e r g c a s a m d i a 。7 一。一j 二；i +，：带i ；辨y ：嘶j ， 。? 一? j ， 一| 一t 匆i ，寺锄“蠢j 。? 苏鞋j 泛j i 批。毫象么彩搿i 鼍壁站毽鞋| ? 。，j i 耵i i ；? k a l s t r i d ek r u l e s h t t p ：w w w k a l s t r i d e c o m j a v a 引擎中，具有代表性的公司是i l o g 公司的i l o gj r u l e s t 7 1 ，日前版本是 j r u l e s 7 ，该产品具有完备的功能，较强的可靠性、可定制性和可扩展性。可将 规则自动部署为j 2 e e ，j 2 s e ，j a v a 或w e b 服务应用程序，能够自动检测规则， 甚至可以通过w e b 浏览器编写、阅读和更新规则。在i l o g 业务规则语言框架 中，定义了三种规则语言：业务操作语言( 址) ，使用自然语言语法编写规则； 技术规则语言( t r l ) 采用伪代码形式编写规则；i l o g 规则语言( i r l ) 使用 类似于j a v a 或x m l 的语法编写规则。在规则库中，具有规则版本控制、权限管 理、规则历史记录、锁机制等一系列的功能。在规则库实现上，采用直接绑定 x m l 文档的方法。 j a v a 平台的开源规则引擎 d r o o l s t 8 1 ：应用r e t e i i 算法。 一m a n d a r a x | 9 1 ：基于反向推理( 归纳法) ，能够较容易地实现多个数据源的 集成。 3 北京邮电大学硕 ：研究生毕业论文 o f b i ze n g i n e t l o l ：支持归纳法。最初代码基于s t e v e nj o h nm e t s k e r 的 “b u i l d i n gp a r s e r si nj a v a ”。 j l i s a t l l l ：j l i s a 是用来构建业务规则的强大框架。 n e t 平台下的规则引擎 n e t 平台下的第一个开源引擎n x b r e t l 2 1 基于n e t 平台下的c 劳语言开发。由于是一个开源项目，因此代码完全公开， 便于学术研究；用户还可以遵照开源条款修改其代码。n x b r e 调用满足r u l e s m l 规范的知识库文件，利用自带的函数实现知识推理。 一 商业引擎i l o gr u l e sf o r n e t l 3 l 将基于j a v a 平台的i l o gj r u l e s 移植到了n e t 平台下，利用a p i 函数实现 对应用程序中的规则引擎的控制。 在国内，规则引擎的开发还处于初期阶段，开发成型的规则引擎还很少。目 前国内比较著名的规则引擎有： 杭州旗正信息技术有限公司开发的国内第一个j a v a 规则引擎产品v i s u a l r u l e sf o rj a v a t l 4 1 。它是一个图形化的辅助软件开发工具，可以嵌入到现有软 件项目中，方便其进行业务逻辑的快速开发和维护。因此可以提高软件复用， 减少软件开发和维护工作量。 苏州大学智能信息处理研究所开发的基于j a v a 的通用不精确正向推理机叫1 ， 它采用了j a v a 语言和e j b 技术来实现通用不精确正向推理机，并以中间件 的形式实现了对知识库的操作。该推理机具有能在网络上共享、通用和不精 确推理等特性，实现方便，可以基于它来构建功能更加强大的专家系统。 然而，本文所面向的应用场景为业务协同运行平台中的规则引擎，之所以没 有使用业界的规则引擎加以改进，而进行重新设计与实现是由于以下两个原因。 第一，运行协同平台使用c + + 语言提供高效的业务执行环境，在此上的规则引擎 使用p y t h o n 语言具有不用编译即可运行的好处，而使用j a v a 或c + + 均不具备这 项优势；第二，规则引擎是以插件的形式嵌入平台的，现有规则引擎的接口设计 无法满足运行协同平台的要求。基于以上分析，本文重新设计并实现了一个基于 p y t h o n 的规则引擎，实现规则的添加、删除、修改等功能，并能根据融合网络的 特定网络环境完成协同工作。 1 3论文主要工作 笔者自2 0 0 7 年9 月进入北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，参 加了国家8 6 3 计划重大项目“新一代业务运行管控协同支撑坏境的开发 ( 编号： 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 2 0 0 8 a a 0 1 a 3 1 7 ) 的研发工作，主要负责协同运行平台的开发，其中就包括论文 所涉及的协同运行平台中协同规则引擎的研究和实现工作。课题的主要工作包 括： 分析协同运行平台框架，提出协同规则引擎的功能需求 提出协同规则引擎整体设计方案和模块设计方案，并编码实现原型 对协同运行平台中的协同规则引擎进行功能测试 1 4论文的组织结构 本文的主要内容是研究如何实现协同规则引擎，通过分析决定采用的方案， 然后设计并实现协同规则引擎。本文将从以下几个方面介绍作者的工作： 第章，绪论，即本章。对论文的背景及意义进行简单的介绍，说明了国内 外的研究现状和论文的主要工作，描述了论文的组织和结构。 第二章，相关技术概述。首先介绍了协同的概念，而后分析了规则引擎所涉 及的规则描述语言，介绍了传统规则引擎，并讨论规则引擎中的一个重要算法 r e t e 算法。 第三章，需求分析。首先说明协同规则引擎在协同运行平台中的位置，然后 分析协同规则引擎的功能性需求。 第四章，协同规则引擎设计与实现。首先结合第三章的功能需求提出协同规 则引擎的体系结构，并使用典型场景进行说明介绍。而后分模块进行讨论，首先 简单介绍各子模块的功能，而后对设计方案、关键问题以及具体接口的实现方法 分别进行详细阐述。 第五章，测试与验证。本章主要通过测试用例的方式对协同规则引擎进行功 能性测试。 第六章，结束语。本章介绍作者在研究生阶段的论文总结和工作总结，然后 在论文总结的基础上，提出系统的不完善之处以及相应的改进意见 s 北京邮电人学硕j j 研究生毕业论文 2 1协同的概念 第二章相关技术综述 所谓协同【1 6 1 ，就是指协调两个或者两个以上的不同资源或者个体，协同一致 地完成某一目标的过程或能力。而所有有助于协同的软件都可以称作是协同软 件。从概念上可以得出，协同并不是新生事物，它是随人类社会的出现而出现， 并随着人类社会的进步而发展的。 如果是指人与人之间的沟通和协作，协同自古就有。但作为一个新的软件热 点，“协同”概念就有了更深的含义，主要包括三个层次： 第一层次的协同是“协同软件”，也就是用于人与人之间、组织与组织之间的 沟通协作工具，面向团队与项目管理的跨组织、跨地区的综合、灵活的群组协作 工具更是其中的重点。因此，协同软件应包括各种通讯软件( 如e m a i l 、即时通 讯、v o i p 等) 、实时会议( 包括电话会议、视频会议等) 、群组协作( 如工作流 管理、群件、网络化项目管理等) 、联系人管理( c o n t a c tm a n a g e m e n t ) 以及相关 的信息安全产品( 如信息加密、身份认证等) 。这一市场早就存在，相关产品也 已得到广泛应用。随着网络技术的发展以及用户需求的提升，协同软件也将迎来 新的发展机遇。 第二层次的协同是“协同应用”，除了指在各种传统应用软件中通过内嵌、调 用等方式增加各种协同能力，更指把协同软件中面向“人的协同”延伸到信息协 同、应用协同、流程协同等层面，从而出现各种全新的协同化的应用软件，如协 同办公、协同管理等等，并催生出新一代的协同应用平台软件。这一过程类似软 件历史上曾经出现的把“图形软件”里的图形处理功能延伸到应用软件的各个领 域，从而出现全新的“图形化( g u i ) 软件”，并催生出新一代的“图形应用平台 ( w i n d o w s ) ”。 第三层次的协同是“协同理念”，是指把协同的思想进一步延伸，成为一种全 新的软件方法论与指导方法。例如不同终端设备的协同、人与机器的协同、科技 与传统的协同等等。是一种更抽象的，具备文化与哲学含义的思想与理念。 当技术从人们日常生活和商业社会的边缘逐渐成为核心，人们就越来越需要 6 北京邮电大学硕上研究生毕业论文 技术能够提供更多的东西。作为一个新的软件热点，“协同”概念有着更深的含义， 不仅包括人与人之间的协作，也包括不同应用系统之间、不同数据资源之间、不 同终端设备之间、不同应用情景之间、人与机器之间、科技与传统之间等全方位 的协同。如图2 - 1 所示： 图2 - 1 协同的概念 本文所谓的协同指代的是一种协同应用，即上述关于协同概念的第二个层 面，将协同的概念延伸到信息协同、应用协同、流程协同等层面。由于在融合网 络的环境下，网络各种信息更为复杂，那么如何协同不同的网元，如何处理各种 网元传送的消息，如何派发各种任务给不同的网元便成为一个研究热点。协同规 则引擎的设计初衷就是解决上述的协同问题。 2 2规则引擎 2 2 1 规则引擎的概念 目前业界内对什么是规则引擎仍有一些争议规则引擎【1 7 1 可以看作是一套软 件组件，它负责将应用程序中的业务规则( 业务逻辑) 抽取出来，使用预定义的 语义模块编写业务决策。也可以看作是一种嵌入在应用程序中的组件，它的任务 是把当前递交给引擎的数据对象与加载在引擎中的业务规则进行测试和对比，激 活那些符合当前数据状态下的业务规则，根据业务规则中生命的执行逻辑，触发 应用程序中对应的操作。在具有一定结构的商务规则处理中规则引擎具有无可比 拟的优势。 在本文中，将规则引擎作为后一种定义来应用，即作为逻辑控制器来生成查 询规则定义，同时在递交查询时构建匹配网络，并生成需要执行的任务派遣出去。 7 北京邮电大学硕开究生毕业论文 本文扩展了规则引擎的相关技术和接口，因而是扩展了的规则引擎。 2 2 2 基于规则引擎的专家系统 规则引擎的核心是按照一定的规则进行匹配推理。匹配推理之经典力作是专 家系统。本论文采用了专家系统的匹配推理的核心理念。在此，首先介绍专家系 统，以为后期的设计做铺垫。 规则引擎【1 8 i 是一种嵌入在应用程序中的组件，它起源于规则的专家系统 ( r b e s ) ，而基于规则的专家系统又是专家系统的一个分支。专家系统属于人工 智能的范畴，它模仿人类的推理方式，使用试探性的方式进行推理，并使用人类 能理解的术语解释和证明它的推理结论。规则引擎的任务是把当前递交给引擎的 数据对象加载在引擎中的业务规则进行比较，激活那些符合当前数据状态下的业 务规则，根据业务规则中生命的执行逻辑，对当前数据对象执行对应的操作。 r b e s 包括三部分：r u l e sb a s e ( k n o w l e d g eb a s e ) ，w o r k i n gm e m o r y ( f a c tb a s e ) 和 i n f e r e n c ee n g i n e ，其示意图如图2 2 所示。 w o r k i n g m e m o r y r u l eb a s e l n f e r e n c e n g 仆狂： p a h e r nlle x e c u t l 0 n m a c h e rlie n g i n e 图2 - 2 专家系统示意图 规则引擎包括三部分：模式匹配器( p a t t e r nm a t c h e r ) 、调度( a g e n d a ) 和执 行引擎( e x e c u t i o ne n g i n e ) 。规则引擎决定哪些规则满足事实或目标，并授予规 则优先级，满足事实或目标的规则被加入调度队列。模式匹配器决定执行哪些规 则、何时执行规则。调度管理模式匹配器确定规则的执行顺序。执行引擎负责执 行规则和其他动作。 和人类的思维相对应，规则引擎存在两种推理方式：演绎法 ( f o r w a r d c h a i n i n g ) 和归纳法( b a c k w a r d c h a i n i n g ) 。演绎法从一个初始的事实 出发，不断地应用规则得出结论( 或执行指定的动作) 。而归纳法则是根据假设， 不断地寻找符合假设的事实。r e t e 算法是目前效率最高的一个演绎法推理算法。 规则引擎的推理步骤如下： 1 将初始数据输入w o r k i n gm e m o r y 2 使用p a t t e r nm a t c h e r 比较规则库( r u l eb a s e ) 中的规则和数据 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 3 如果执行规则存在冲突，即同时激活了多个规则，将冲突的规则放入冲 突集合 4 解决冲突，将激活的规则按顺序放入a g e n d a 5 使用执行引擎执行a g e n d a 中的规则，重复步骤2 至5 ，直到执行完毕所 有a g e n d a 中的规则 2 2 3 规则引擎工作原理 本小节着重介绍规则引擎的工作原理。规则引擎的基本机制【1 9 】交给引擎的事 实对象进行检索，根据这些对象的当前属性值和他们之间的关系，从加载到引擎 的规则集中发现符合条件的规则，创建这些规则的执行实例。这些实例将在引擎 接到执行指令时依照某种优先次序依次执行。 规则引擎内部由下面几个部分构成： 工作存储器，用于存放被引擎引用的事实对象集合 规则执行队列，用于存放被激活的规则执行实例 静态规则区，用于存放所有被加载的业务规则，这些规则将按照某种数 据结构进行组织。 当工作区中的事实发生改变后，引擎需要迅速根据工作区中的对象现状，调 整规则执行队列中的规则执行实例。规则引擎的结构示意图如图2 3 所示。 图2 - 3 规则引擎工作原理 任何规则引擎都需要很好地解决规则的推理机制和规则条件匹配的效率问 题。当引擎执行时，会根据规则执行队列中的优先顺序逐条执行规则执行实例， 由于规则的执行部分可能会改变工作区的事实对象，从而会使队列中的某些规则 执行实例因为条件改变而失效，必须从队列中撤销。也可能会激活原来不满足条 件的规则，生成新的规则执行实例进入队列。于是就产生了一种“动态”的规则执 9 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 行链，形成规则的推理机制。这种规则的链式反应完全是由工作区的事实驱动的。 本文所设计的规则引擎也需要尽可能解决这种“动态 规则执行链的问题。 2 3规则描述语言 目前业务规则管理技术的应用正处于稳定上升的趋势f 2 0 l ，但还没有对业务规 则的工业标准化定义，多种业务规则描述语言并存，对这些规则语言的解释与执 行也并不兼容。国外有代表性的规则引擎纷纷定义了自己的业务规则描述语言， 如d r o o l s ，q u i c k r u l e s ，i l o gj r u l e s 等。 2 3 1 d t o o l s d r o o l s 自带一种规则引擎识别的规则语言d r l ，并通过d s l ( d o m a i ns p e c i f