（计算机应用技术专业论文）基于jxta的信息发布系统的研究与实现.pdf

摘要 摘要 p 2 p 网络正在得到越来越广泛的应用，针对不同用途的p 2 p 应用正在迅速流 行。p 2 p 网络中各节点可直接通信，每个节点同时具有信息消费者、提供者和信 息通信三方面的功能，同时又可担当c s 模式中服务器和客户机的双重角色，甚 至还具有路由器和高速缓存的功能。 当今信息传播速度越来越快，信息的种类也越来越多，有文本、图形、声 音、动画、视频等多种形式，人们对信息的依赖程度也越来越高。在大型信息发 布系统中，通常都有多台服务器，有的处理动态请求及信息发布，有的只处理静 态请求，有的只处理某些栏目的请求。为了及时地响应请求，这些服务器经常需 要大量信息频繁更新。在网络中，如何将发布的文件传输到其它服务器上，是本 文的主要研究内容。本文将站点的多个服务器组建成一个p 2 p 网络，每一台服务 器映射为p 2 p 网络中的一个节点进行信息更新。这样一方面减小了发布系统所在 服务器向其它服务器按传统单播模式传输文件的压力，另一方面也提高了文件的 传输速率，所有的服务器在接收文件的同时也在向其它服务器发送文件。 本文设计和实现了一个信息发布系统，采用p 2 p 的方式作为其文件传输策 略。在深入研究j x t a 的核心协议及p 2 p 的三种网络模型，分析了发布系统的需 求的基础上，设计了系统的功能结构及体系结构，实现了一个基于j x t a 的文件 传输平台，用于向其它服务器发送生成的文件，并将其整合，并对系统功能进行 了测试。经过实验测试表明，服务器间这种p 2 p 的文件发送方式比c s 模式下的 传输方式，性能上得到了提高。最后讨论说明本传输平台的扩展性及还存在的问 题。 关键词p 2 p ；j x t a ；信息发布系统；消息队列 a b s t r a c t l l = ! i i 曼曼曼鼍曼曼曼量鼍曼量曼曼! 量量曼曼曼曼量舅皇曼曼曼皇曼曼曼曼皇曼曼舅 a b s tr a c t p 2 pn e t w o r k sa r eb e i n gm o r ea n dm o r ew i d e l yu s e d ，a n dp 2 pa p p l i c a t i o n sa r e r a p i d l yp o p u l a r f o rm a n yp u r p o s e s e a c hn o d ei np 2 pn e t w o r k ，c a nc o m m u n i c a t e d i r e c t l y a l s oh a st h et h r e ea s p e c t so f f u n c t i o n sf o ri n f o r m a t i o no fc o n s u m e r s ， p r o v i d e r sa n di n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o n ，a tt h es a m et i m ep l a y i n g t h ed u a lr o l e o fc sm o d e ls e r v e ra n dc l i e n t ，a n de v e nw i t hr o u t e r sa n dc a c h ef u n c t i o n t o d a y , t h es p e e do fi n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o ni sm o r ea n dm o r er a p i d ，a n dt h e t y p e so fi n f o r m a t i o na r em o r ea n dm o r e ，t h e r ei st e x t ，g r a p h i c s ，s o u n d ，a n i m a t i o n ， v i d e oa n do t h e rf o r m s ，a n dh u m a nd e p e i l d e n c eo nt h ei n f o r m a t i o ni sa l s og e t t i n g h i g h e ra n dh i g h e r i nt h el a r g e - s c a l ei n f o r m a t i o np u b l i s h i n gs y s t e m s ，i tu s u a l l yh a s m a n ys e r v e r s ，s o m eo fw h i c h d e a lw i t hd y n a m i cr e q u e s t sa n do t h e r sh a n d l eo n l ys t a t i c r e q u e s t s ，a n ds o m eo fw h i c hd e a lw i t hc e r t a i ns e c t i o n so ft h er e q u e s t i no r d e rt o r e s p o n dt or e q u e s t si nat i m e l ym a n n e r , t h es e r v e ra l w a y sr e q u i r e sag r e a td e a lo f f r e q u e n t l yu p d a t e di n f o r m a t i o n i nt h en e t w o r k , i ti st h em o s ti m p o r tt a s kt ot r a n s m i t f i l e sp u b l i s h e dt oo t h e rs e r v e r s h e r e ，i ts e t su pap 2 pn e t w o r kw i t hs e r v e r si nas i t e ，i n w h i c he a c hs e r v e ri sm a p p e dt oan o d et ou p d a t ei n f o r m a t i o n i nt h i sw a y ，o nt h eo n e h a n d ，i tr e d u c e st h es e r v e r sp r e s s u r ei nt r a n s m i t t i n gp u b l i s h e df i l e sf o rt h eh o s ts e r v e r t oo t h e rs e r v e r sa c c o r d i n gt ot h et r a d i t i o n a lu n i c a s tm o d e l ，o nt h eo t h e rh a n d , i t e n h a n c e st h et r a n s m i s s i o nr a t e ，a n de a c hs c r v e ri ss e n d i n gf i l e sw h i l ei ti sr e c e i v i n g f i l e sf i - o mo t h e r s t l i sd i s s e r t a t i o nd e s i g n sa n di m p l e m e n t st h ei n f o r m a t i o np u b l i s h i n gs y s t e m , a n d d e s i g n sap 2 pt r a n s m i s s i o nf o r ma si t sf i l e ss t r a t e g y f i r s to fa l l ，i td e e p l ys t u d i e st h e c o r eo ft l l ej x t ap r o t o c o l sa n dt h r e ek i n d so fn e t w o r km o d e l s ，a n a l y z e st h e r e q u i r e m e n t so ft h ep u b l i s h i n gs y s t e m ，d e s i g n st h ef u n c t i o na r c h i t e c t u r ea n ds y s t e m f r a m e w o r k ，d e s i g n sa n di m p l e m e n t saf i l et r a n s m i s s i o np l a t f o r mw h i c hi s u s e df o r s e n d i n gf i l e sg e n e r a t e da n di s b a s e do nj x t ap r o t o c o l s a n di n t e g r a t e st h e t r a n s m i s s i o np l a t f o r mt ot h et r a n s m i t t i n gm o d u l eo ft h ei n f o r m a t i o np u b l i s h i n gs y s t e m ， a n dt e s t st h ef u n c t i o n so ft h es y s t e m ，a f t e re x p e r i m e n t a t i o nt e s t s ，i ts h o w e dt h a tt h e p e r f o r m a n c eo fp 2 pf o r m a tf o ri n t e r s e r v e rt r a n s m i t t i n gf i l e sh a sb e e ni m p r o v e dt h a n t h ec sm o d et r a n s m i s s i o n f i n a l l y ，i td i s c u s s e st h ee x p a n s i o no ft h et r a n s m i s s i o n p l a t f o r mb a s e do nj x t aa n dt h ep r o b l e m ss t i l le x i s t i n g k e y w o r d sp 2 p ；j x t a ；i n f o r m a t i o np u b l i s h i n gs y s t e m ；m e s s a g eq u e u e 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个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的地方外，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工业大学或其它教育 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 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 关于论文使用授权的说明 日期：出 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 日期：碰争 第l 章绪沦 1 1课题背景 1 1 1 课题来源 第1 章绪论 本课题来自首都信息发展股份公司的信息发布系统项目。该信息发布系统 涉及面较广泛，内容较多，采用了多台服务器。这些服务器分为处理动态请求 服务器和静态服务器，通过负载均衡器进行请求的分发。动态服务器上装有信 息发布系统，静态服务器只处理用户的静态访问，用于响应的静态页来自动态 服务器。管理员登录发布系统，利用模板技术生成静态文件，再将文件分发到 所有的静态服务器。生成的文件通常信息量比较大，内容除了静态页面外，还 可能涉及到图片、动画、音频、视频等。这时，如果我们用传统的c s 进行分 发文件，将给动态服务器带来较大的压力，而且效率也不高。基于此我们考虑 采用p 2 p 的形式进行服务器间文件的传输，根据p 2 p 的特性，在静态服务器接 收文件的同时，也可以向其它静态服务器发送文件，这样大大减小了动态服务 器的压力，同时也提高了文件传输效率，充分利用了局域网带宽。为了使文件 在服务器间传输，我们开发一个基于j x t a 的文件传输平台，考虑通用性，我们 先研发一种较通用的文件传输平台，并经实验性测试，然后，在适当时机将平 台应用于政府的一些信息发布系统项目中。 1 1 2 信息发布系统 信息发布系统，又称为网站内容发布系统，是将网页上的某些需要经常变动 的信息，类似新闻、新产品发布和业界动态等更新信息集中管理，并通过信息的 某些共性进行分类，最后系统化、标准化发布到网站上的一种网站应用程序。新 闻信息发布系统根据用户选择的版块分类，自动发布所选的信息内容。可以使用 此系统构造新闻内容页面，。自动生成首页的新闻链接，同时产生历史新闻列表， 提供新闻页面的管理界面，自动发布行业新闻，并且新闻内容页中支持插入图片 方式和网页代码，自由设置新闻类别，自动显示信息的发布时间。网站信息通过 一个简单的操作界面加入数据库，然后通过已有的网格式显示在网站上。 利用信息发布系统大大减轻了网站更新维护的工作量，通过网络数据库，将 网站的更新维护工作降低到只需要输入文字和上传图片，更新方便、快捷、简单， 有效的保持网站的活动力。信息发布系统有如下特点。 ( 1 ) 采用模块开发增加了系统的可维护性和可扩展性。 北京工业人学工学硕上学位论文 皇鼍曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼! ! ! 皇! 曼曼曼皇曼曼曼1 曼曼! 曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! 曼曼曼曼 ( 2 ) 方便的新闻及其新闻类别、栏目、新闻专题管理，减轻系统负担。 ( 3 ) 高度的稳定和安全性。 信息发布系统的功能如下。 ( 1 ) 信息管理，实现网站内容的更新与维护，提供在后台输入、查询、修改、 删除各新闻类别和专题中的具体信息的功能，选择本信息是否出现在栏目的首 页、网站的首页等一系列完善的信息管理功能。具体包括以下功能：增添、修 改、删除各栏目信息( 包括文字与图片) 的功能； ( 2 ) 系统用户管理，管理系统相关属性。定制个性环境； 。 ( 3 ) 网站页面模板管理，可以通过w e b 编辑方式轻松实现网站页面模板的定 制功能。将这些日常维护工作量转为系统化、标准化的维护格式，从而保证网站 设计风格的统一，同时也可以大大减轻工作量； ( 4 ) 新闻代码，嵌入用户首页在非新闻主机的页面上显示更新的新闻列表。 1 1 3p 2 p 网络 最近几年，p 2 p ( p e e r - t o p e e r ) 迅速成为计算机界关注的热门话题之一，p 2 p 是因特网的一种应用模式，其意为网络上的任何设备包括大型机、p c 机、p d a 、 手机、机顶盒等都可以平等地直接进行协作，相比当前因特网主流的应用模式 c l i e n t s e r v e r ( e s ) 而言，p 2 p 具有自己鲜明的特点和优势。 p 2 p 是一种分布式网络【l 卅，网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资 源( 处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等) ，这些共享资源需要由网 络提供服务和内容，能被其它对等节点( p e e r ) 直接访问而无需经过中间实体。在 此网络中的参与者既是资源提供者，又是资源获取者。 p 2 p 打破了传统的c s 模式，在网络中的每个节点的地位都是对等的。每 个节点既充当服务器，为其他节点提供服务，同时也享用其他节点提供的服务。 p 2 p 技术有非中心化、可扩展性、健壮性、高性能价格比、隐私保护、负载均 衡等特点，目前p 2 p 技术在文件交换、对等计算、协同工作、即时通讯、搜索 引擎等诸多方面得到了广泛和深入地研究，并出现了一些成果和产品，体现出 巨大的商业和技术上的发展潜力。 1 2 国内外研究现状 1 2 1p 2 p 国外p 2 p 技术在文件的传输、资源共享方面已经很成熟，从1 9 9 9 年的p 2 p 第1 币绪论 应用的鼻祖n a p s t e r 【4 卅，到后来的g n u t e ll a 5 】和k a z a a 6 】等，文件传输方面 已得到广泛地应用。但是这些应用却由于大量传输电影、音乐等涉及知识版权 的内容，而受到美国唱片业协会和好莱坞的司法起诉。 而在企业应用方面，最成功的要数g r o o v e 7 1 。它得益于微软的6 5 0 0 万 美元的投资，加上自身强大的技术实力，g r o o v e 在商业应用方面是走的最远的， g r o o v e 的方向很明确，就是企业或是商务的应用，g r o o v e 自身的功能并不多， 只是搭建了一个p 2 p 的平台，然后设计出通用程序接口，实际上g r o o v e 的大多 数功能都是第三方开发的。 s k y p e 即时通讯软件是一种由s k y p et e c h n o l o g i e ss a 开发的“快速追踪 第三代混合p 2 p 技术，即“全球索引 技术，提供了简单的免费即时通信的网 络电话软件【8 1 1 】。s k y p e 成功利用了网络中的所有可用资源，使得s k y p e 网络中 的通话完成率及音质远远超出旧的普通电话系统。s k y p e 在仅仅两年的时间， 注册用户就超过5 4 0 0 万，为全球数千万人免费提供以软件为基础的p c 到p c 话 音服务。同时，s k y p e 还提供p c 到普通固定电话和移动电话服务，它的推出极 大地冲击了欧洲电信市场。 m i c r o s o f t 公司p a s t r y 1 2 1 3 】项目组，主要负责p 2 p 计算技术的研究和开发工 作。目前m i c r o s o f t 公司已经发布了基于p a s t r y 的软件包s i m p a s t r y v i s p a s t r y 。 在2 0 0 0 年8 月，i n t e l 公司宣布成立p 2 p 工作组，正式开展p 2 p 的研究。工作 组成立以后，积极与应用开发商合作，开发p 2 p 应用平台。2 0 0 2 年i n t e l 发布了n e t 基础架构之上的a c c e l e r a t o rk i t ( p 2 p 力i 速工具包) 和p 2 p 安全a p i 软件包，从而 使得微软n e t 开发人员能够迅速地建立p 2 p 安全w e b 应用程序。 2 0 0 1 年，s u n 公司首席科学家b i l lj o y 和m i k ec l a r y 经过二十多年的努力， 开发出了j x t a 项目。j x t a 通过建立一个通用的平台，极大的简化了大量分布式应 用与服务的构建过程。在这个平台上，每一个设备都被视为一个对等体( p e e r ) ， 并且每一个p e e r 之间互相可以沟通【m 1 7 】。这就使得程序员可以把精力专注于本 地应用的开发，而同时可以方便的创造具有分布计算能力的软件，并可以稳定， 互动的在任意一个p e e r 上运行。j x t a 定义了一组核心业务：认证、资源发现和管 理。在安全方面，j x t a 力h 入了加密软件包，允许使用该加密包进行数据加密，从 而保证消息的隐私、可认证性和完整性。在j x t a 核心之上，还定义了包括内容管 理、信息搜索以及服务管理在内的各种其它可选j x t a 服务，用户可以在这些服务 基础上开发各种j x t a 平台上的p 2 p 应用。 国内对于p 2 p 的应用主要在于文件传输和资源共享，视频点播等等领域。 作为国产即时通信的始祖，如今的腾讯q q 已经集图文消息实时发送和接 收功能为一体，还可为用户提供电子邮件、博客、音乐、电视、游戏、网络硬 盘和搜索等多元服务。 北京t 业大学t 学硕十学位论文 文件传输方面，国内现在应用最广的就是b t 、迅雷、f l a s h g e t 等软件。 还有m a z e 是北京大学网络实验室开发的一个中心控制与对等连接相融合 的对等计算文件共享系纠1 8 2 0 j ，在结构上类似n a p s t e r ，对等计算搜索方法类 似于g n u t e l l a 。网络上的一台计算机，不论是在内网还是外网，可以通过安装 运行m a z e 的客户端软件自由加入和退出m a z e 系统。每个节点可以将自己的一 个或多个目录下的文件共享给系统的其他成员，也可以分享其他成员的资源。 m a z e 支持基于关键字的资源检索，也可以通过好友关系直接获得。 视频点播方面，如基于p 2 p 的在线屯视直播一一p p l i v e 2 1 1 。p p l i v e 是一款 用于互联网上大规模视频直播的共享软件。它使用网状模型，有效解决了当前 网络视频点播服务的带宽和负载有限等问题。实现了用户越多，播放越流畅的 特性，整体服务质量大大提高。 1 2 2 信息发布系统 信息发布系统目前应用的很多，已经涉及到了现代社会的各行各业如政府、 学校、医院、金融机构等等。信息发布系统的发展使网站管理越来越方便，进一 步加速了自动化管理的进程。目前，也有些比较成功的信息发布系统。 o p e n c m s 是1 9 9 9 年发布的开源内容管理系统，是一个j 2 e e 的产品，完全基于 j a v a 标准的s e r v l e t 技术写成，因此它能很方便的与现存环境相整合，尤其适用 于j a v a 已经存在的应用领域当中【2 2 2 4 1 。o p e n c m s 是一个专业的内容管理系统，即 使没有任何h t m l 知识，运用它仍可以轻松创建和管理复杂的w e b 站点。o p e n c m s 基 于j a v a 和x m l 技术，它能很好的运用于目前流行的i t 架构上，其运行环境可以是全 开源的，也可以是商业的。o p e n c m s 动静结合的内容发布方式。o p e n c m s 完全是由 数据库驱动的，一般被管理的站点都对数据库有动态的要求。o p e n c m s 是通过使 用j s p 模板来支持自动生成页面的，用户只需要专注于编辑的内容是否正确，而 版式、导航等由模板机制自动完成。只要内容经过审核后发布，就能马上反映到 w e b 服务上。页面发布以前，提供主页、栏目、页面等的全部预浏览功能。 m i c r o s o f tc o n t e n tm a n a g e m e n ts e r v e r2 0 0 2 ( m c m s ) 是一种允许企业快速 建立、部署并维护高度动态化i n t e r - n e t 、企业内部网络及企业外部网络w e b 站点 的企业级w e b 内容管理系统【2 5 1 。它使用频道( c h a n n e l ) 、模板( t e m p l a t e ) 与资源 ( r e s o u r c e s ) 3 个目录存储页面信息。其中，频道目录存储最终页面，模板目录存储 可用的页面模板，资源目录存储图片、动画等公用资源。m c m s 中提供了很多组件， 能够从内容对象和模板动态生成网页，极大地提升了商业性和技术性用户的工作 效率。组件或工具加速了网站的开发过程，简化了集成性和互操作性，并提供了 快速部署的性能。 第1 章绪论 m a m b o 是功能非常强大的智能建站系统，它是网站的后台引擎，使网站内容 的创建、管理和共享更加简别2 6 1 。同时自行开发触发器、组件、模块、模版，使 得网站具有高度的可扩展性。m a m b o 主要面向公司网站、中小型商务网站、家庭 和个人网站。 北京拓尔思( t r s ) 信息技术有限公司( 原易宝北信公司) 开发的t r s 内容协作 平台( t r s w c m ) 是一套完全基于j a v a 技术和浏览器技术的网络内容管理软件，它集 浏览器内容创建和写作、内容交付、基于模板的内容发布、强大的站点管理于一 身，并提供企业级的团队协作能力【2 7 1 。利用t r s w c m 可以轻松创建企业内部站点、 外部资源门户、企业信息管理平台、企业工作协作平台等。该产品是国内外第一 个覆盖内容采集、创建、分发和反馈生命周期、全中文化的内容管理系统，在该 平台上专门开发的t r s 数字图书馆应用系统实现了特色资源建设、资源整合、个 性化服务、知识服务等关键性数字图书馆应用需求，并为未来的创新发展提供了 可靠保障。这些产品包括：跟s 网站建设平台( t r s c b f ) 、t r s 资源整合门户( t r s h p ) 、t r s 数据加工工具( t r sd r p ) 、t r s 数字资源参考链接( t r sl i n k e r ) 、t r s 论 文提交服务管理( t r s d p p ) 和t r s 虚拟参考咨询系统( t r sv r p ) 等。 d r u p a l 2 8 - 3 0 】是一套基于w e b 的开放源代码的内容管理系统，也是一套以p h p 构成的动态平台，用于构造提供多种功能和服务的动态网站，其基本架构为 p h p + m y s q l ，在功能设计上它仿照r p h p n u k e ，x o o p s 等的模块化方式，界面上仿照 了b l o g 模式。这个程序以极少的代码实现了非常强大的功能，可以便利地创建、 组织、处理和删除各种类型的信息，可作为个人或群体发布、管理、组织不同内 容的工具，包含了广为人知的w e b l o g 、协同写作、讨论区、出版流程、新闻聚合、 用于内容共享的x m l 发布以及内容管理等功能，同时它也是一个优秀的内容管理 平台，开发者可以针对各种需求，以d r u p a l 完善的模块( m o d u l es y s t e m ) 开发系统 来设计、延伸出各种各样的功能，d r u p a l 能够支持建立各种不同类型的站点包括 个人w e b l o g 、交互式站点、p o d c a s t ( 播客) 网站、社群驱动网站、爱好网站、电 子商务应用、资源分类目录、大型多媒体站点甚至学术站点( 女f f n a s a ) 。 l o t u s 3 1 】( 已被i b m 收购) 是办公自动化应用的最早倡导者之一。 d o m i n o n o t e s 是一个集文档数据库、邮件系统、动态w e b 信息发布、可视化集 成开发环境于一体的基础平台，适合处理办公协作流程中产生的信息，并可利用 灵活的邮件机制在企业内部传递文档。 传统的信息发布信息在生成文件后，基本是采用单点传输方式将文件传输 到其它服务器，即生成文件的服务器( 源服务器) 将文件向其它每个服务器传 输一份，这样就使得源服务器的压力很大，而且也比较耗时。现在p 2 p 的技术， 尤其是j x t a 开放性平台的产生，使得p 2 p 应用开发起来就容易得多，我们借鉴 b i t t o r r e n t 的思想，即以分块的形式传输文件，用户在下载的时候，也为其它 北京t 业大学工学硕 ：学位论文 用户提供已下载的资源，提出用p 2 p 的方式作为发布系统服务器间的文件传输 方式，将信息发布系统和p 2 p 传输结合在一起，缓解源服务器压力，提高系统 性能。 1 3 本课题研究目的及意义 1 3 1 研究内容 本课题主要研究的是，设想在信息发布系统中，构建一个基于j x t a 的文件 传输平台，将所有服务器作为平台中的节点，使平台内的节点( p e e r ) 间能够自 动完成文件的传输，传输开始由一个拥有文件的节点启动。具体研究内容有： ( 1 ) 深入研究j x t a 的架构、特点、基本元素，j x t a 提供的一套协议及p 2 p 的现有的网络模型。 ( 2 ) 提出发布系统和文件传输平台集成的的总体结构，及各自的结构和集成 方式。 ( 3 ) 发布系统的传输模块的设计，基于j x t a 的传输平台、两者集成的设计与 实现。 ( 4 ) 对基于这种p 2 p 的传输方式进行性能测试。 1 3 2 意义 相对于c s 模式而言，p 2 p 网络的显著特点是，节点无需依赖集中式服务器资 源，各节点可直接通信，每个节点同时具有信息消费者、提供者和信息通信3 方 面功能，并且同时扮演着c s 模式中服务器和客户机的双重角色，甚至还具有路 由器和高速缓存的功能。p 2 p 网络中每个节点间直接交换数据，可解决基于c s 模式信息发布系统中服务器负载过重的问题。而j x t a 给开发应用程序提供了一整 套开放协议和开源实现。同时，j x t a 对p 2 p 的共同行为做了标准化，包括节点发 现、自组织、发现和通告网络服务、相互通信以及监视其它节点资源，研究人员 可以在j x t a 的平台上自行研发所需要的产品。 因此，对于信息发布系统中多服务器文件传输情况，我们开发一个基于j x t a 的文件传输较为通用的平台，从而有以下的研究意义： ( 1 ) 服务器间以组的形式进行文件传输，可以动态地将服务器加入或退出传 输平台。 ( 2 ) 可以将一台服务器上的文件一次性地快速、自动地发送到其它服务器， 并监测传输情况。 第1 章绪论 ( 3 ) 改变传统向其它服务器发送的以c s 模式，转为点对点模式，从而减轻主 服务器的压力。 ( 4 ) 提高信息发布速率。 1 4 论文的结构安排 论文的第一章是绪论，介绍了课题背景和研究目的与意义，对p 2 p 技术的国 内外研究现状。 第二章介绍了j x t a 平台，详细分析j x t a 中的一些协议，介绍了r m i 结构及与 s p r i n g 的整合。 第三章介绍了信息发布系统的总体结构与总体设计。 第四章详细介绍了发布系统中的部分模块的设计与实现。在文件传输模块 中，设计了一个基于j x t a 的文件传输平台，并将该平台用r m i 策略整合到传输模 块中，接着给出了系统部分其它模块的设计与实现。 第五章对设计的发布系统进行测试，测试整合文件传输平台后的文件传输 性能。 论文的最后对本文进行了总结和展望，并提出了进一步的工作。 21 j x t a 平台 第2 章相关技术 j x t a 是j u x t a p o s e 的缩写，是为p 2 p 网络所设计的，具有p 2 p 日络中所必需功能 的开放平台。j x t a 能够避免底层a p i 的重复开发，为p 2 p 网络的应用软件开发者提 供一致的平台，从而简化p 2 p 网络应用软件的开发。j x t a 提供了构建p 2 p 硼络而制 订的一组协议，它推出了基于j a c a 的参考实现，提供了支持六个协议的j a v a a p i 。 目前s u n 公司推出的j x t a 最新版本为j x t a2 5j a v a 版，并且也推出了c 的版本。 211 j x t a 平台架构 j x t 平台架构如图2 1 所示旧。j m 由三层组成，第一层是j ) a 核心层，它包 含了服务所需要的核心功能；第二层是服务层，它提供了访f 司j x t 协议的接口； 第三层是应用层，它使用服务来访问j x t a 网络和j x t a 提供的功能。 “圆嘲四 7 一 圈2 1j x t a 的三层结构 f i g u 陀2 - it h r e e - l a y e rf r a m e w o r ko f j x t a 其中： 核心层( j x t ac o r e ) ：这一层封装了一些最基础的要素，包括为p 2 p 应用程 序提供关键机制的模块。这些关键机制包括发现、传输、节点加入、创建组及相 关的安全机制。 服务层( j x l as e r v ic e s ) ：这一层包含了一些网络服务。这些服务可能并不 是p 2 p 网络所必需的，但却非常有用。这些服务包括搜索和索引、甘录、存储系 一 币2 千卡h 天技术 皇 _ii曼曼曼皇曼皇曼曼皇曼曼皇曼皇曼曼曼量皇曼曼曼 统、分布式文件系统、文件共享、资源聚合和租借、协议转换、验证服务等。 应用层( j x t aa p p l i c a t i o n ) ：这一层包括了应用j x t a h 艮务开发出来的完整 的p 2 p 应用程序，例如m y j x t a ，j x t a c a d 等应用程序。 j x t a 平台具有以下三个特点： 1 互操作性：p 2 p 系统很容易地找到并连接到对方，彼此进行交流。 2 平台无关性：j x t a 的所有协议使用x m l 定义，x m l 是一种全局的、具有语言 独立性和平台独立性的数据表示形式，所以系统独立于编程语言如c 、j a v a 等， 独立于系统平台如w i n d o w s 、u n i x 等，独立于网络协议如t c p i p 、b l u e t o o t h 等。 3 普适性：p 2 p 系统可运行在任何有数字处理和联网功能设备上，如台式机、 笔记本、p d a 、路由器、电话、打印机、服务器等。 j x t a 实现了p 2 p 网络所必需的功能，包括对等点的互相发现、对等组的自我 组织、广告和发现p 2 p 网络中的服务、对等点之间的相互通信、对等点之间的相 互监控等。 2 1 2j x t a 基本元素 j x t a 基本元素包括如下几个【1 7 ： 1 对等点( p e e r ) ：是实现了一个或多个j x t a 协议的任意一个网络设备，这 些设备可以是如台式机、笔记本、p d a 、路由器、电话、服务器等。每个对等点 是独立运行的，各个对等点有自己唯一的p e e r l d ，而且相互之间可以进行通信。 对等点之间并不是必须要有点到点的真实连接，被物理网络或者网络配置隔离 ( 如n a t 、防火墙等) 的对等点之间可以通过中间节点来转发消息。按对等点的 功能，可将对等点分为普通对等点、集合点、网关对等点和路由对等点。其中， 集合点( r e n d e z v o u sp e e r ) 维护全局广告索引，帮助边界和被代理p e e r s 进行搜 索，也用来处理消息的广播。 2 对等组( p e e rg r o u p ) ：由多个对等点共同组成的虚拟集合，这些对等点支 持一组共同的服务。每个对等组都有自己的唯一标识，可以为它们的成员提供服 务，但是非成员对等点却不能访问这些服务。一个对等点可以同时加入多个组， 对等点默认都会加入n e t p e e r g r o u p 对等组。创建对等组主要是为了：( 1 ) 创建一 个安全的环境：创建了一个可以强制实行特定的安全策略的局部受控区域；( 2 ) 创建一个特定服务的环境：创建了一个具有特定服务功能的局部区域；( 3 ) 创建 一个监控的环境：对等组允许对等点以任何目的来检测组内的对等点。 3 端点( e n d p o i n t ) 在j x t a 应用中，端点是最基本的通信元素。个端点就是实现了特定通信协 议的p e e r 的地址。一个p e e r 可以有多个端点，这样可以通过不同的协议来与其他 北京1 = 业入学 ：学帧 学位论文 p e e r 通信。端点不一定要是物理地址，端点可以允许物理地址发生变化。端点的 一个简单例子就是一个i p 地址加上一个端口。通过使用这些值，可以打开一个流 并且与目标p e e r 通信。然而，j x t a 在流的基础之上又放置了一层，称之为p i p e ( 管 道) 。这样，不是将一个流连接到一个地址，而是把一个管道连接到端点上。端 点和管道的好处在于，不用去关- o p e e r 所使用的真正的地址和协议是什么。使用 抽象出来的端点和管道，可以为创建p 2 p 应用提供强大的功能并降低复杂性。由 于管道使用通信协议来连接，端点描述了协议和连接的所需要的信息，因此端点 可以描述h t t p 、t c p 、b e e p 以及其他可以支持的通信协议。 4 管道( p i p e ) ：对等点之间的虚拟通道，可以连接那些没有物理直连的对 等点，对等点使用管道向其它对等点发送消息。管道是异步、单向的传输机制。 它支持任何对象的传输，包括二进制代码、字符串或者j a v a 对象。管道提供两种 模式的通信方式：( 1 ) 点到点即只连接管道的两个端点，一个发送消息，另一个 接收消息。( 2 ) 多播即一个输出管道连接到多个输入管道。j x t a 核心层也提供了 安全单播管道，它是点到点管道的一个变种。 5 通告( a d v e r t i s e m e n t ) ：在j x t a 平台上采用特定格式的x m l 文档来表示。通 告的内容描述了各种j x t a 实体诸如对等点、对等组、管道或服务等的属性。通过 j x t a 网络内发布通告，使一个对等点获得关于实体的各种信息。并根据这些信息， 完成诸如建立对等点连接的工作。j x t a 定义了一组基本的通告即对等点通告、对 等组通告、管道通告、模块类通告、模块规范通告、模块实现通告、集合点通告 和节点信息通告，更多子类型通告可以根据需要由这些基本类型生成。 6 消息( m e s s a g e ) ：是j x t a 对等点之间相互传送的对象，是通信的基本单元。 一个消息是由一串有序的消息元素组成的，消息元素就是一个名称和内容。因此， 消息本质就是一组键值对，它的内容可以是任何类型。消息有两种不同的类型： x m l 类型和二进制类型。x m l 消息用于只支持文本的传输机制或作为一种普通的消 息发送的方式。二进制消息是一个紧凑的包，它用来以紧凑的数据流的形式发送 消息。 7 服务( s e r v i c e ) ：j x t a 里定义了两个层次的服务： 一是对等点服务即只通过访问发布它的对等点来访问服务。如果发布服务的 对等点失效了，该服务也就随之失效。服务的多个实例可以运行在不同的对等点 上，但每个实例只发布它自己的服务通告。 二是对等组服务即由多个运行在对等组成员上的服务实例组成，每个实例都 可能和其它实例之间进行交互。如果一个对等点失效，对等组服务不受影响，因 为在其他对等组成员上运行的服务仍然可以被访问。 对等点之间通过相互协作和通信来发布、发现和调用网络服务。一个对等点 可以发布多个服务，对等点通过对等点发现协议来找到网络服务。 第2 苹相关技术 8 模块( m o d u l e ) ：j x t a 中的模块是一个抽象概念，代表在j x t a 网络里实现 了某个行为的一段代码。模块本身并不指定这个代码是什么，它可能是一个j a v a 类、一个j a r 文件、一个动态链接库、一组x m l 消息或者一段脚本等，模块行为的 实现留给模块的实现者。模块可以用在对等组服务中，也能用在对等点服务中。 模块包含模块类、模块规范和模块实现三部分内容。模块类主要用来通告行 为的存在；模块规范主要用来访问一个模块，它包含了访问或调用该模块的所有 必需信息；模块实现是给定模块规范的实现，一个模块规范可能会有多个实现。 每个模块类可以有多个模块规范，模块规范之间可能互相不兼容，但是每个模块 规范的多个实现之间必须兼容。 9 标识符( j x t ai d ) ：在j x t a 网络社区中，所有资源( 对等点、管道、对等 组、消息等) 都被分配一个全局唯一的标识( j x t ai d ) 。j x t ai d 用u r n 格式来表 示，是一个1 2 8 位数，由系统根据网卡m a c 地址、机器名称、操作系统标识等因素 按算法生成，具有极高的唯一性。并且j x t a 里有两个特殊的保留i d ：n u l li d 和n e t p e e rg r o u pi d 。 2 1 3j x t a 协议分析 j x t a 协议族图2 2 所示，包括六种协议【1 和1 7 ，3 3 1 ，对等点可以使用它们自组织 成对等组以实现相互协作，而不需要中心服务器的支持。j x t a 规范不需要实现所 有的协议，任一对等体只需实现那些它实际需要的协议。六种协议分为两类：一 为核心协议，其中定义了所有实现都需要的最小限度的功能；第二种为标准服务 协议，这些是可选的协议，为了使一个j x t a 实现能够与其他实现进行互操作，必 须实现某些标准服务协议。例如，j x t a 实现需要一个发现协议才可能去动态地发 现资源，需要实现一个管道绑定协议才可支持管道的动态解析，需要实现一个对 等点信息协议去收集监控数据。 i 对等点发现协il 管道绑定协i 对等点信息i l 议( p d p )l 议( p b p ) jl 协议( p i p ) l i 集合( r 点v p 协) 议l l 。_ _ _ 。- - 。_ 。_ _ _ _ _ _ 。- - - 。_ - 。- - _ 一 v - l 标准服务协议 口核心协议 图2 2j x t a 协议 f i g u r e2 - 2j x t ap r o t o c o l s j x t a 中定义的所有协议都作为服务来实现，六种协议对应着六种服务，他们 是发现服务、管道服务、端点服务、集合点服务、对等点信息服务、解析服务。 北京 ：业大学r 学顾十学位论文 1 对等点发现协议( p d p ) 对等点发现协议( p e e rd i s c o v e r yp r o t o c o l ，简称p d p ) 用于通告自己的资 源和发现所有发布的对等点资源，资源以通告形式表现，资源可以是对等点、对 等组、管道、服务以及任何有广告的资源。它能够把请求从一个已知的对等点发 送到另一个对等点。p d p 定义了两种类型的消息：发现请求消息和发现响应消息。 ( 1 ) 发现请求消息( d i s c o v e r yq u e r ym e s s a g e ) ：发送给其他对等点，是用 于发现广告的消息。 ( 2 ) 发现响应消息( d i s c o v e r yr e s p o n s em