（计算机软件与理论专业论文）基于corba的分布式监控系统运行管理的研究与设计.pdf

曲北1 业人学硕f 学位论文 摘要 摘要 监控系统在社会生活中应用广泛，包括电力、电信、能源、交通、环保等领 域，产牛了巨大的社会经济效益。同时，出现了批成功的监控解决方案。这些 解决方案既有其作为监控系统解决方案的相似性，又有其应用于不同领域的差异 性。如果对具有共性的监控系统运行管理的研究使监控系统理论成熟化，有助 于监控系统应用于更广泛的领域。 基于这一目的，论文首先讨论了监控系统运行管理的内容，给出了监控系统 应用程序框架( s u p e r v i s i o ns y s t e mf r a m e ，s s f ) 。在此基础上，将解决方案应 用于电力监控系统和电信网管系统。 监控系统的运行管理是指对现场设备进行有效的管理。监控系统的运行管理 的内容以o s i 模型的五项管理功能，配置管理、性能管理、故障管理、安全管理 和计费管理为基础，对实际应用系统，还可以进一步细分出曰志管理、报表管理、 拓扑管理、报警管理、软件管理、系统分析等。 s s f 按功能块划分为三部分：设备系统层、运营系统层、工作站层。设备系 统层获取设备的数据信息并接收、执行相关指令：运营系统层存储并处理收集的 各种数据信息并以服务形式提供各种功能；工作站层针对用户的需求将处理过的 数据进行显示，并接收用户的指令。各层之间通过各种a 、b 、c 、d 接口组通信。 基于s s f 系统的可靠性，论文讨论了系统的容错方案、q o s 方案、安全方案和 升级方案。 为对s s f 方案进行验证，论文将其应用于电力行业和电信行业。对y s s 2 0 0 0 电力监控系统和n 3 0 0 0 电信网管系统的运行管理进行讨论，并分析设计了相应的 解决方案。 最后，总结了论文工作和研究成果，指出了需要改进和完善的地方。 关键词：分布式，监控系统，运行管理，c o r b a ，监控系统框架 阿北l ：、世人学硕士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t s u p e r v i s i o ns y s t e mi sw i d e l yu s e di nm o r ea n dm o r ef i e l d ss u c ha se l e c t r i c a l p o w e r , t e l e c o m ，e n e r g y s o u r c e s ，t r a f f i c ，e n v i r o n m e n t ，e t c m e a n w h i l e ，a s e r i e so f r e s o l u t i o n sw e r ed e v e l o p e d a c c o r d i n gt ot h er e s o l u t i o n s ，m u c hc o m p a m b i l i t i e sw e r e f o u n d e d s ot h es t u d yt ot h e c o m p a r a b i l i t i e so f t h eo p e r a t i o n m a n a g e m e n to f s u p e r v i s i o ns y s t e mm a yr e s u l tt om u c hm o r em a t u r es u p e r v i s i o nt h e o r ya n dm u c h m o r ew i d e l yu s a g ei nm u c hm o r ef i e l d s a sa r e s u l t ，t h et h e s i sa r g u e st h ec o n t e n to ft h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n to f s u p e r v i s i o ns y s t e m ，a n dp r o v i d e st h es o l u t i o n so fs u p e r v i s i o ns y s t e mf r a m e ( s s f ) t h e n s s fa r eu s e di nt h ey s s 2 0 0 0e l e c t r i c a ls u p e r v i s i o ns y s t e ma n dn 3 0 0 0t e l e c o m n e t w o r k sm a n a g e m e n ts y s t e m t h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n to ft h es u p e r v i s i o ns y s t e mm e a n st h ee f f i c i e n t m a n a g e m e n tt ot h em o n i t o r e de q u i p m e n t s t h eo s i ( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t i o n ，b y i s o ) d e s c r i b e d f i v e f u n c t i o n s ，i n c l u d i n gc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ，p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ，f a u l tm a n a g e m e n t ，s e c u r i t ym a n a g e m e n t ，a c c o u n t i n g m a n a g e m e n t b e s i d e s ，s o m es y s t e m s h a v es o m eo t h e rf u n c t i o n ss u c ha s l o g m a n a g e m e n t ，a l e r tm a n a g e m e n t ，d a t am a n a g e m e n t ，t o p o l o g ym a n a g e m e n t ，s o f t w a r e m a n a g e m e n te t c t h es u p e r v i s i o ns y s t e mb a s i n gc o r b ai sd e s i g n e dt ot h r e el a y e r s ，w h i c hm e a n s e q u i p m e n ts y s t e ml a y e r ( e s l ) ，o p e r a t i o ns y s t e ml a y e r ( o s l ) a n dw o r k ss t a t i o n ( w s l ) l a y e r t h e e s lw o u l dc o l l e c tt h e e q u i p m e n t i n f o r m a t i o na n di m p l e m e n tt h e i n s t r u c t i o n sf i - o mo s l t h eo s lw o u l ds t o r ea n dp r o c e s st h ei n f o r m a t i o nf r o ma l l e q u i p m e n t s t h ew s lw o u l dd i s p l a y t h ed a t af r o mt h eo s la n dr e c e i v et h e u s e r s i n s t r u c t i o n as e r i e so fi n t e r f a c e sa r ed e f i n e dt oe x c h a n g ei n f o r m a t i o na m o n g e s k o s la n dw s l l no r d e r t om a k et h es s fw o r kw e l l ，t h et h e s i sa r g u e st h et h e o r yo f f a u l t t o l e r a n t , o o s ，s e c u r i t ya n du p d a t e 。 t ov a l i d a t et h es s fr e s o l u t i o n ，t w os y s t e ma r ed e v e l o p e di ne l e c t r i cp o w e ra n d t d e c o mf i e l d s y s s 2 0 0 0e l e c t r i c a ls u p e r v i s i o ns y s t e ma n dn 3 0 0 0t e l e c o mn e t w o r k s m a n a g e m e n tb o t i lw o r k sw e l l t h et h e s i st h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n to ft h et w os y s t e m s a n dd e s i g n st h e kr e s o l u t i o n s i i 阳此l 业人学硕士学位论文a b s t r a c t f i n a l l y , s u m su pt h ea c h i e v e m e n t sa n dp u t sf o r w a r dt h ep r o b l e m a t i cp o i n t st ob e p e r f e c t e di nt h i ss y s t e m s f k e y w o r d s ：d i s t r i b u t e d ，s u p e r v i s i o ns y s t e m ，o p e r a t i o nm a n a g e m e n t ，c o r b a ，s i i l i 均j p , l ：q p 人学硕f “学忙论文第章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 伴随着网络时代的到来，计算机网络迅速发展，网络基础设施不断完善，网 络性能提高、价格下降。利用网络服务社会变得可能而且迫切。利用网络实现远 程监控和管理将大大方便工作人员、减轻劳动强度、降低劳动成本、提高工作效 率、节约社会资源、创造社会财富。 监控系统在社会生活中有很广泛的应用领域。从监控对象来看，有移动的对 象，如移动通话终端、移动探测器终端、移动视频终端等；也有固定的对象，如 电力设备、化工设备、医学设备等。从通信传输信道来看，有无线通信和有线通 信。从规模上来看，有大规模的系统，如电信网的移动网元管理系统，其管理对 象可能有数千个基站；中等规模的系统，如某个城市的电力监控系统；小规模的 系统，如智能小区。从浏览方式来看，有基于胖客户端的系统，如用户开发的各 种浏览工具；基于瘦客户端的系统，如基于p c 的i e 浏览，嵌入式的w e b 浏览。 如果能开发出相应领域的软件系统将会大大提高该领域自动化的程度。 监控系统在多个行业中已经有了各种各样的应用，并且仍然有很多工程尚处 于研发状态，产生了巨大的经济效益。从监控系统的应用行业来看，包括供水、 供电、供气、供热、石油、铁路、环保、矿山、交通、医药、教育、通信、农业、 物流、安全、工厂等领域。从监控系统的应用效果来看，监控系统在行业中的应 用，带动了该行业自动化水平的提高；从较早的现场监控系统，发展到基于局域 网的监控系统，到现在的基于广域网的监控系统，都在各自领域发挥了巨大作用。 并发挥着越来越重要的作用。 然而，从各种应用系统来看，其应用范围都是在特定的应用领域。从运行管 理的角度来看，运行管理也都是限定在特定的应用领域。运行管理与系统的功能 需求密切相关。对运行管理一个更为具体的描述是：运行管理描述了对运行环境 的管理，包括运行环境的部署、监测、控制、调整。因此运行管理描述了监控系 统的系统功能及系统功能的实现。对不同行业的监控系统的研究表明，系统结构、 通信方式、存储方式都具有很大的相似性，其不同之处更多的表现在业务层卜。 如果能够通过深入的研究给出一个合理的模型，做出一个通用的总结，提出一 西北f 业人学颂十学位论文 第一章绪论 套应用于不同行业的通用模式，并研究运行管理内容和相关实现的方法，将大大 有利于运行管理的理论化、舰范化，将会进一步促进监控系统在相关行业的应用 并提高相关行业的自动化水平。 从软件工程的角度来看，软件工程学的目的是以较低的成本研制具有较高质 量的软件【”。因此，如何保证监控系统的开发质量并降低开发成本就成了摆在开 发者面前的一个重要问题。通过总结已有的研究成果，得出一套监控系统的理论 和实际应用。将有助于监控系统质量的提高和效率的提升及在更多行业中的广泛 应用。 1 2 发展和现状 监控系统的发展经历了如下几个阶段： 1 ) 传统监控系统。传统监控系统是单片机、p c 、工控机为核心的多个分散 单元的集合体。早期的监控系统稳定性较差，抗干扰能力较弱，难以实现大范围 的有效监控川。 2 ) 集散控制系统( d i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m ) 。集散控制系统由多台微处理 机分散在现场的不同位置，彼此之间以高速数据通信互相连接n 3 ) 现场总线网络。现场总线网络是一种由网络集成的自动化系统【7 】。现场总 线是一种工业总线，是自动化领域中计算机通信体系最低层的低成本网络。 现场总线控制系统( f i e l dc o n t r o ls y s t e m ) 是当前阶段的主流系统，现场总 线的使用是其最大的特点，相比较以前的系统具有以下改进： 1 ) 采用数字化信号传输。在现场底层传感器、执行器、控制器及上层工作 站之间的传输全部为数字信号，在网络传输中采用了防止碰撞、检察纠错等措施。 2 ) 把输入、输出控制站的功能融合到现场仪表中，成为智瞻仪表。每个智 能仪表能进行测量、调节、诊断、输出等功能的操作。 3 ) 强调“互联”和“互操作性”，不同厂家的现场总线产品可以互联组成统 一的系统。 分布式监控系统发展到现场总线阶段，应用领域已经非常广泛，包括供水、 供电、供气、供热、石油、铁路、环保、矿山、交通、工厂等领域，下面列举一 些： 1 ) 水厂生产过程控制。 2 ) 电力输配远程测控。 阿北i 、i p 人学硕十。传论文 第一章绪论 3 ) 储气站和燃气调压站遥测遥控。 4 ) 供热管网遥测遥控。 5 ) 油田油井的遥测遥控。 6 ) 铁路信号遥测遥控。 7 ) 污水处理厂生产控制。 8 ) 大气质量和水质远程监测。 9 ) 工厂仪表信号远传。 以上领域，在国内外均有较广泛的应用，因此也出现了一批提供分布式监控 解决方案的厂商。在工业自动化领域，美国i n t e l l u t i o n 公司是工业自动化解决方 案的主要供应商 9 1 ，另外如w o n d e r w a r e 公司的i n t o u c h 1 0 】，g e 公司的 c i m p l i c i t y 以及s i e m e n s 公司的w i n c c 都是不错的产品；在电信网监控方面， 有l u c e n t 、爱立信、华为、中兴等著名公司；在网络视频传输监控方面，有华航 天元公司；在电力监控方面，有苏州智能配电公司；在光缆监控系统方面，有伍 陆柒捌股份；在城市道路监控系统方面，有德特信息公司；在高速公路监控系统 方面，有创想电脑公司等。 从以上介绍来看，可以得出两个结论，第一，监控系统应用非常广泛，应用 到了社会生活的各个领域；第二，大量社会资本投入到了监控领域，产生了很多 厂商，并研发了其有代表性的监控系统产品。然而各公司往往专著于某一领域的 监控系统的研究，对于通用模型的研究、跨行业的研究投入甚少。在后面的章节， 将对通用模型做一个深层次的讨论。 事实上，对监控系统运行管理的研究存在着投入上的不足。运行管理研究的 是监控系统对运行数据、状态、功能的有效管理。其内容依据监控系统应用的领 域而不同，如电力监控系统主要包括：报警信息，版本信息管理，运行负载、运 行环境调整、系统的可靠运行设施，安全管理，计费管理、日志维护等；电信网 主要包括：故障管理，配置管理，性能管理，安全管理，计费管理等。大多数厂 商通常只是对某些特定领域的运行管理投入了大量精力，而对通用的运行管理研 究甚少。这也成为后续讨论的内容之一。 1 3 研究内容 根据以上讨论，研究的内容主要有以下几个方面： 1 ) 监控系统应用框架( s u p e r v i s i o ns y s t e mf r a m e ，s s f ) 。 3 曲北1 。业人学硕十学位论文 第一章绪论 第一，模型的功能分析。分布式监控系统运行管理的内容。 第二，架构设计。针对功能需求，给出合理的解决方案，并进行可理解性、 可扩展性、可维护性、可靠性的分析。 第三，功能设计。在架构的基础上，对系统功能进行合理的设计。包括数据 的存储方案、数据通信方案、数据的处理方案。 2 ) s s f 在电力监控系统中的应用。 3 ) s s f 在电信网管系统中的应用。 基于对监控系统的运行管理进行研究抽象，得出一般性的结论，并将结论应 用于实际的目的。文中将首先讨论分布式监控系统运行管理的内容，详细描述管 理内容的约束条件、实现方法、注意事项，从而得出通用的监控系统的特点。在 此基础上给出在电力、电信行业中的具体应用。 1 4 名词解释 考虑到一些词语容易混淆；为使表达更加精确，将一些词语在这里进行详细 的描述。 运行管理，是对系统运行内容的描述和管理。包括系统的功能及功能的实现。 监控系统，广泛的讲是指执行监控功能的软件系统与硬件系统的总合。通常 意义上，更多的是指运行在硬件之上的软彳牛系统。 现场设备，指被监控设备，或者说被监控对象。是监控系统监测数据的来源， 也是监控系统控制命令的执行设备。 用户，指监控系统的使用者。根据用户权限级别的不同，又分为高级用户( 系 统管理员) 和普通用户( 操作员) 。普通用户又可以根据其权限大小的不同分为 不同的级别。 1 5 论文结构 本文在抽象和总结工程项目的基础上，参考国内外优秀监控系统的设计思 想，分析了基于c o r b a 的分布式监控系统运行管理的特点，给出了分布式监控 系统的体系结构、设计思路和解决方案，并将其应用于电力监控系统及电信网管 系统中的设计和实现中，从而对所给出的解决方案进行了实际验证。 第一章，阐述了分布式监控系统的发展和现状。指出了运行管理投入上的不 4 i j u 北i ：q k 人学硕十学位论文 第一章绪论 足，提出了研究方向和主要内容。 第二章，首先简要地介绍了分布式监控的主要技术，包括分布式通信技术， 分布式对象技术分布式通信中间件c o r b a 概念、特点、优势、适用范围。并 对集中式和分布式系统的概念和特点进行了阐述。 第三章，分析了分布式监控系统运行管理的内容和特点。 第四章，讨论如何对分布式监控系统实现有效的运行管理。详细地讨论了分 布式监控系统的体系结构，并提出一种贯穿全文的监控系统构架方案( s s f ) 。 重点讨论了系统的三层结构。 第一，设备系统层。完成两个功能，获取数据功能，以及执行命令功能。由 硬件设备、设备驱动、设备软件组成。设备软件接受运营系统层的命令，完成解 析功能，解析后的命令由设备驱动执行；设备驱动完成设备软件的命令，并将命 令执行结果返回。 第二，运营系统层。数据处理包括对数据的存储、计算。根据处理数据的类 别划分为不同的功能模块，以服务的形式响应用户的要求，并将命令下发。 第三，数据显示层( 用户端) 。包括基于c l i e n t 的显示方式，以及最近逐渐 盛行的b r o w s e r 显示方式。无论哪种显示方式，都要完成用户所需要的功能。这 些功能包括：配置管理、故障管理、性能管理、计费管理、安全管理等。其中， 报表功能、报警功能、性能统计又是其中几个重要的子功能。 第五章，以电力监控系统为例，讨论电力监控系统运行管理的特点和其实现 方式。监控系统采用基于服务的方式，实现方便、便于扩展。 第六章，以电信网管系统为例，讨论电信网管系统运行管理的特点和其实现 方式。 第七章，对全文的内容进行总结。总述监控系统框架( s s f ) ，及其在电力 监控系统及电信网管系统中的应用。并对其应用前景作了展望。 1 6 小结 本章简单介绍了分布式监控系统的历史背景、发展过程、应用现状，从而阐 明分布式监控系统运行管理要研究的内容。最后介绍了文章内容和章节划分。 嘎北，l 。业火学硕十学位论文第二章相关理论和关键技术 第二章相关理论和关键技术 监控系统实现了对现场设备的监测和控制功能。分布式监控系统使用分布式 技术来保证系统的运行效率和监控范围，并保证系统系统可维护性、可靠性、可 理解性和效率。分布式技术主要包括分布式通信技术、分布式对象技术。在讨论 分布式技术的基础上，介绍了分布式通信中间件c o r b a ，并通过比较集中式和 分布式的概念，对分布式监控系统作了一个简单的介绍。 2 1 分布式通信技术 早在2 0 世纪8 0 年代，就提出了在互连的计算机硬件上部署新型的分布式操 作系统，全面彻底地管理整个系统，给用户单一的系统视图。尽管这一努力产生 了许多技术成果和实验系统，。但一直没有形成可用的产品，在不断扩展的局部自 治异构系统上实现资源的集中管理几乎是不可能的，于是开始采用各种分布式技 术，以屏蔽系统豹异构性，支持局部自治系统的信息交互和协同。经过十几年的 发展，分布式通讯技术取得了令人瞩目的发展，出现了远程数据库访问、远程过 程调用、消息传递、交易管理等各类方法。 分布式通讯技术，大致划分为以下几种； 1 ) 面向消息中间件( m o m ，m e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r e ) ：面向消息的中 间件能够在客户和服务器之间提供同步和异步的连接，并且在任何时刻都可以将 消息进行传送或者存储转发。m o m 的这两点都是建立在消息队列( m e s s a g e q u e u e ) 这一关键技术的基础上的。另外消息中间件不会占用大量的网络带宽， 可以跟踪事务，并且通过将事务存储到磁盘上实现网络故障时系统的恢复。消息 中间件适用于需要在多个进程之间进行可靠的数据传送的分布式五| ：境。 2 ) 事务处理中间件( t p m ，t r a n s a c t i o np r o c e s s i n gm o n i t o r ) ：与其他的中间 件不同，事务处理中间件更加注熏分布式事务的处理。这种中间件广泛地应用于 数据管理、银行转账、定点分发等大型、分布式应用中，这些应用对物理上分散 的节点之问的数据一致性有着很高的要求。t p m 是针对复杂环境下分布式应用 的速度和可靠性要求而实现的。它对外提供了事务处理的a p l ，程序开发人员可 以使用这个程序接口编写高速、可靠、基于事务处理的分布式应用程序。 一北l 业人学硕十学位论文 第漳相关理论和关键技术 3 ) 面向对象的中间件( o o m ，o b j e c to r i e n t e dm i d d l e w a r e ) ：随着面向对象 技术的发展，出现了面向对象的中间件。对象请求代理( o r b ，o b j e c tr e q u e s t b r o k e r ) 就是其中的一个典型例子，它可以看作具有与位置、协议和平台无关的 中间件的特性。从管理和封装的模式上看，o r b 和r p c 有类似之处，不过o r b 可以包含比r p c 和消息中间件更复杂的信息，并且可以适用于非结构化的或者 非关系型的数据。目前有两种对象请求代理的标准，分别是c o r b a 和d c o m 。 主流的面向对象的分布式通信模型主要有c o r b a ，d c o m ，r m l ( j a v a ) 等。 2 2 分布式对象中间件c o r b a 2 2 1c o r b a 简介 c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公共对象请求代理体 系结构) 是由o m g ( 对象管理组织，o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 提出的应用软 件体系结构和对象技术规范，其核心是一套标准的语言、接口和协议，以支持异 构分布应用程序问的互操作性及独立于平台和编程语言的对象重用。 近年来，随着互联网技术的日益成熟，公众及商业企业正享受着高速、低价 网络信息传输所带来的高品质数字生活。 首先，在企业级应用中，硬件系统集成商基于性能、价格、服务等方面的考 虑，通常在同一系统中集成来自不同厂商的硬件设备、操作系统、数据库平台和 网络协议等，由此带来的异构性给应用软件的互操作性、兼容性以及平滑升级能 力带来了严重问题。 另外，随着基于网络的业务不断增多，传统的客户服务器( c s ) 模式的分 布式应用方式越来越显示出在运行效率：系统网络安全性和系统升级能力等方面 的局限性。 为了解决分布式计算环境( d c e ，d i s t r i b u t e dc o m p u t i n ge n v i r o n m e n t ) 中不 同硬件设备和软件系统的互联，增强网络间软件的互操作性，解决传统分布式计 算模式中的不足等问题，对象管理组织( o m g ) 提出了公共对象请求代理体系 结构( c o r b a ) ，以增强软件系统间的互操作能力，使构造灵活的分布式应用系 统成为可能。 c o r b a 规范的推出，重新调整了客户机与服务器之间的关系。客户机川以 向服务器提出事务请求，同时也可以为下一个请求充当服务器角色。 7 f | _ l i 北l 业人学硕士学位论文 第一章相关理论和关键技术 由于c o r b a 系统引入了中间件的概念，即事务代理，由中间件完成客户机 与服务器之间的通信，使得服务器对于客户机的位置相对透明，取消了原有分布 式计算模型中客户机、服务器之间的一一对应关系。c o r b a 客户机可以在运行 时动态获得服务对象的位置，并且可以对多个服务对象提交事务请求，因此，极 大推动了分布计算的发展。 另外，c o r b a 规范约束采用面向对象的分布式软件的构造方法，以接口定 义语言的形式实现对象内部细节的完整封装，从而降低了软件系统的复杂程度， 增加了软件功能的可重用性。c o r b a 提供到c c + + 、j a v a 、s m a l i t a l k 等高级语 言的映射，很大程度地减小了对程序设计语言的依赖性，使软件开发人员可以在 较大范围内共享已有成果。 正是以上特点推动了分布式多层软件体系结构的发展。目前，c o r b a 技术 在银行、电信、保险、电力和电子商务领域都有广泛的应用。 2 2 2c o r b a 基本原理 通用对象请求代理体系结构( c o r b a ) 是对象管理组o m g ( o b j e c t m a n a g e m e n tg r o u p ) 提出的一个面向对象中间件规范。c o r b a 具体化了中间件 模型并将其体现为：使用i d l ( 接口定义语言) 进行对象建模；采用o r b 进行 客户和服务器对象间的通信；采用l i o p ，g l o p ( i n t e m e ti n t e r - o r bp r o t o c o l g e n e r i c i m e v o r bp r o t o c 0 1 ) 进行不同o r b 之间的通信吲。 o r b 是c 0 r b a 的核心，即对象请求代理，它能实现c l i e n t 请求与目标对象 实现之间的透明通信。也就是说通过o r b ，一个c l i e n t 可以透明地调用网络上 任何一个s e r v e r 对象的方法( 该对象可能和c l i e n t 在同一台机器上) 。o r b 解释 该调用请求并负责查找实现该调用请求的对象，找到后，把参数传给该对象，调 用它的方法，最后返回结果。对象的位置，编程语言，操作系统以及其它与对象 接口无关的系统信息对于c l i e n t 来说都是透明的。o r b 能实现分布环境中位于 不同机器上的应用之间的互操作以及多对象系统之间的无缝连接。 在c o r b a 体系规范中定义了下匾1 6 种类型的服务( s e r v i c e ) 1 1 6 1 ：命名服 务( n a m i n g ) 、事件服务( e v e n t ) 、通知服务( n o t i f i c a t i o n ) 、生命周期服务( l i f ec y c l e ) 、 持久对象服务( p e r s i s t e n to b j e c o 、事务服务( t r a n s a c t i o n ) 、并发服务( c o n c u r r e n c y c o n t r 0 1 ) 、关系服务( r e l a t i o n s h i p ) 、具体化服务( e x t e r n a l i z a t i o n ) 、查询服务( q u e r y ) 、 许可服务( l i c e n s i n g ) 、属性服务( p r o p e r t y ) 、时间服务( t i m e ) 、安全服务( s e c u r i t y ) 、 曲j el ：业大学硕l 学位论文第章相关理论利关键技术 交易对象服务( t r a d i n go b j e c t ) 、对象集合服务( o b j e c tc o l l e c t i o n ) 。c o r b a 服务与 对象请求代理之间的关系如图2 - 1 所示。 图2 - 1c o r b a 服务及其与o r b 的关系 2 2 3c o r b a 通信协议 c o r b a 的本质就是提供了一套跨平台的分布式调用机制。c o r b a 规范将 g i o p ( g e n e r a li n t c r o r b ) 定义为它的基本的互作用性框架，它描述了特定的协 议如何进行创建以适用于g i o p 框架。g i o p 规范主要由三部分组成。第一，传 输假设，规定了消息的底层传输是面向连接的、全双工的、对称的、可靠的。第 二，定义了公共数据表示( c d r ，c o m m o nd a t ar e p r e s e n t a t i o n ) ，同时支持长字 节和短字节表示，按照自然边界对齐原始类型，编码的数据是非自识别的。第三， 定义了由客户机和服务器通信使用的消息类型，其中的两种实现了c o r b a 的基 本远程过程调用语义：r e q u e s t 消息，是从客户机发送到服务器的，并且用于调 用操作，r e q u e s t 消息带有调用操作所需的i n 和i n o u t 参数；r e p l y 消息，是从服 务器发送到客户机的，它是对请求r e q u e s t 消息的响应，包含操作调用的结果， 即i n o u t 参数、o u t 参数及服务器操作产生的异常。 c o r b a 的通信协议i i o p ( i n t e r a c ti n t e r o r bp r o t o c 0 1 ) 在其中发挥了重要作 用。1 1 0 p 基于t c p d p 协议。作为g i o p 协议的具体应用，f l o p 指定了i o r ( i n t e r - o b j e c tr e f e r e n c e ) 的编码。一个1 0 r 由三个部分组成：仓库l d ，终点信 息，对象秘钥。i i o p 指定一个i o r 如何编码一个i o r 内的t c p i p 寻址信息，客 户机就可以建立一个到服务器程序的连接来发送一个请求。 i o r 包含了对象的接口类型和一些协议配置文件。每个配置文件包含客户机 使用特定协议发送一个请求所需的消息。单个i o r 可能同时包含几个协议的寻址 信息。这种设计使得单个c o r b a 对象可以通过不同的传输进行访问，并且提供 阳j 匕i 业人学硕士学何论文 第一章相关理论和关键技术 了容错o r b 的一个基本协议挂钩。 c o r b a 定义了识别o r b 供应商和o r b 版本的一个特殊组件。拥有这个组 件，客户机就可监测出客户机和服务器是否使用相同的o r b 。如果是，客户机 就可以利用来优化与服务器的通信。 c o r b a 通信使用i d l ( 接1 3 定义语言) 进行对象建模；采用o r b 进行客 户和服务器对象间的通信；采用i i o p g i o p ( i n t e r a c ti n t e r o r bp r o t o c o l g e n e r i c i n t e r - o r bp r o t o c 0 1 ) 进行不同o r b 之间的通信。 关于i d l 的更详细的信息请参考文献f 8 】。 2 2 4c o r b a 命名服务 命名服务是最基本的标准c o r b a 服务，它提供从名称到对象引用的映射： 给定一个名称，该服务返回个存储在此名称下的对象引用。命名服务提供了客 户机访问服务器对象接口的机制。 命名服务使服务器能以名称的形式公告对象，而客户机通过正确的名称来定 位对象。命名服务消除了依靠依靠传递字符串定位对象引用的必要，可以提高系 统的可靠性和易维护性。 2 2 5c o r b a 事件服务 事件服务允许应用程序使用解耦通信模型( d e c o u p l e dc o m m u n i c a t i o nm o d e l ) 而不是使用严格的客户机服务器同步请求调用机制( c l i e n t - t o s e r v e rs y n c h r o n o u s r e q u e s ti n v o c a t i o n s ) 。 事件服务实现的核心是事件通道，它从提供者端接收事件并且将它们发送给 使用者，使提供者和使用者之间相互隔离。事件通道同时支持推和拉两种模型的 事件发送，它的灵活性很大，允许多个模型混合使用。提供者、使用者和事件通 道以i d la n y 类型的格式处理事件数据，这样可使基于事件的应用程序发送和接 收指定域的事件数据，而无需让事件通道去理解这些数据类型。 2 2 6c o r b a 产品 o m g 的c o r b a 规范受到了很多厂商的支持，也正因为有了这些厂商以及 l o l 撕北i 业大学硕十学位论文第二章相关理论麻i 关键技术 这些厂商开发的c o r b a 的平台，才使得基jc o r b a 的系统广泛应用起来。比 较著名的产品有：o r b i x ，v i s i b r o k e r t a o 等。 o r b i xe 2 a 是唯一能够解决所有级别的应用集成的解决方案。i o n a 的o r b i x e 2 a ，它包含基于标准的具有企业级q o s 特性的应用以及w e bs e r v i c e s 所需的 开发和部署工具。o r b i x e 2 a 应用程序服务器平台结合了c o r b a 的可缩放性 和j 2 e e 高生产力。“应用服务器平台”是一个开发平台，它用于高度集成用 j a v a j 2 e e 、c + + c o r b a 、c o b o l 或者v i s u a lb a s i c 开发的应用程序服务。它 包含了强大的c o r b a 基础结构，高效的j 2 e e 服务器，和w e bs e r v i c e s 标准， 这些这些标准带有用于常用的应用程序和技术的集成适配程序。o r b i xe 2 a 应用 程序服务器平台为可靠的、具有缩放性的和安全性的应用程序提供了所需的管理 服务【l “。 v i s i b r o k e r 是b o r l a n d 公司的产品。具有如下特性： 1 ) 把c o r b a 应用扩充到了w e b 上，通过w e b 服务器插件把h t t p 请求转换成 i i o p 请求i ”1 。 2 ) 支持r m i t o i i o p 和i d l - t o j a v a 1 3 j 。 3 ) 通过s m a r t a g e n t 实现对c o r b a 对象的自动发现、负载平衡 1 3 l 。 4 ) 内在的可伸缩性，通过内置线程池以一种可伸缩的方式管理服务器资源； 通过内置连接池可伸缩地管理t c p i p 连接。使用了许多可用的线程模型并可轻 松配置连接池f 1 3 】。 5 ) 连接管理，通过连接管理使得服务器重用已有的连接以获得最好的性能、 可伸缩性和吞吐量。轻松配置连接池并使它对客户机和服务器可用1 1 3 】。 6 ) 命名服务，支持符合0 m g 标准的c o r b a 命名服务a p l s 和j n d ia p i s 。通 过命名服务群集提供名子和相关c o r b a 对象的高可用性i 埘。 7 ) 多平台可用性，支持多种平台，包括w i n d o w s 、l i n u x 、s o l a r i s 、i b m 、 a i x 和h p - u x l l 3 1 。 8 ) 强大的安全性，支持基于如：s s l 3 。0 、t l s l 0 、0 m gc s i v 2 和j a a s 等工 业标准的认证和传输层上的先进的安全性【1 3 】。 t a o 提供一些标准的c o r b a 服务1 1 4 l 。包括： 1 ) 音频视频流服务( a u d i o v i d e os t r e a m i n gs e r v i c e ) ，t a o 的刖v 流服务 实现了标准的c o n t r o la n dm a n a g e m e n to f a u d i o v i d e os t r e a m ss p e c i f i c a t i o n 该服 务曾与q u of r a m e w o r k 集成和测试。 2 ) 并发服务( c o n c u r r e n c ys e r v i c e ) ，t a o 的并发服务用在分布式系统中， 麒北i ：业人学硕十学位论文 第二章相关理论和关键技术 使客户端可以获取和释放不同类型的锁。注意它现在只支持c o r b a 同步服务的 一个予集，即非事务部分。 3 ) 事件服务( e v e n ts e r v i c e ) ，t a o 的事件服务采用标准的g i o p i i o p 协议 实现在多个事件提供者和消费者之间的解藕通讯。 4 ) 生命周期服务( l i f e c y c l es e r v i c e ) ，t a o 的生命周期服务提供一个标准的 方法用于定位，移动，复制和删除对象。 5 ) 同志服务( l o g g i n gs e r v i c e ) t a o 的日志服务实现了o m g 的t e l e c o m l o g s e r v i c e 标准，通过它，应用程序可以将日志记录发送到日志服务器上。 6 ) 名字服务( n a m i n gs e r v i c e ) ，t a o 的名字服务同时支持对象引用与串行 化字符的持久和非持久映射。同时，t a o 还支持可互操作的名字服务 ( i n t e r o p e r a b l en a m i n gs e r v i c e ) 。 7 ) 通告服务( n o t i f i c a t i o ns e r v i c e ) ，t a o 的通告服务是对事件服务的增强， 它增加了对事件的过滤以及o o s 的功能。 8 ) 持久状态服务( p s s ，p e r s i s t e n ts t a t es e r v i c e ) ，t a o 的持久状态服务可 呀使服务持久化。 9 ) 属性服务( p r o p e r t ys e r v i c e ) ，t a o 的属性服务可以实现动态的将对象和其 属性关联起来的功能。通常属性服务用在t a o 的a v 流服务中传输o o s 信息。 1 0 ) 安全服务( s e c u t i t ys e r v i c e ) ，t a o 提供了c o r b a 安全服务的部分实现。 1 1 ) 时间服务( t i m es e r v i c e ) ，t a o 的时间服务用于多客户端的时间同步。 1 2 ) 交易服务( t r a d i n gs e r v i c e ) ，t a o 的交易服务实现了对象属性与对象引 用的映射关系，根据对象属性，可以通过交易服务查找到对象引用。 2 2 7 分布式对象服务 分布式对象服务( 简称服务) ：服务是指通过单个分布式对象独立工作或多 个分布式对象的协同工作向外提供各种应用的一种手段。c o r b a 规范定义了许 多服务。基于c o r b a 的监控系统通过服务提供各种功能。 2 3 分布式监控系统 计算机监控系统按照所处位置可分为两个大的部分：监控中心和现场部分。 曲此l 业人学硕十学位论文 第：章相关理论和关键技术 2 3 1 硬件部分 现场部分按照功能又可细分为检测执行机构和数据终端( r t u ) 两部分。检测 执行机构继续分为检测部分和执行部分；数据终端( r t u ) 继续分为数据输入输出 模块、数据通讯部分、电源部分三个部分。 1 ) 检测执行机构 检测执行机构分为检测机构( 现场仪表) 和执行机构两部分。 现场仪表，完成监测过程的第一步，把被测物理参量信号转化成电信号的过 程，如压力仪表( 水压表、气压表) 、液位计、流量计、电压变送器、电流