（计算机应用技术专业论文）一种基于p2p的cscw平台设计.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 p 2 p 即p e e r t o p e e r ，通过节点间的直接信息交换来实现计算瓷源和服 务的共享。与传统的c s 模型相比，它在有效利用网络上大量闲置的信息资 源、存储空间、处理器周期等资源，避免服务器带来的瓶颈问题以提高系统 健壮性，降低服务器成本提高对网络带宽的利用效率，提高系统的可适应 性，提高用户的自主性等方面都有一定的优势。随着现代网络环境的日趋复 杂化，信息源、信息传递和信息流控制表现出越来越强的松耦合特点，传统 集中式的协作系统的时代即将过去，取而代之的将是分布式的信息处理与应 用运行环境，这正是由p 2 p 所代表的技术方向。 本文研究的目标为设计一种基于p 2 p 的开放的可扩展的c sc i 平台，使 其与基于c s 结构的协作平台相比具备更强的健壮性，对协作环境的变化具 有更好的适应性，为协作参与者提供更多的自主性，更加充分的利用各节点 的资源从而分散负载以提高整体效率，同时具备良好的灵活性和可扩展性。 在研究分析目前的比较成熟的p 2 p 平台的基础上，选取s u n 公司的j x t a 开源项目作为p 2 p 平台环境。j x t a 在i n t e r n e t 和非i p 网络之上建立虚拟 p 2 p 网络，提供支持在任何平台，任何网络、任何地点以及任何时间实现p 2 p 计算的一整套简单、小巧和灵活的机制。 通过研究p 2 p 环境下的协作模型，提出了层次化的虚拟工作组模型的概 念，即p 2 p 网络中的各节点为了协作完成某个任务而组成的具有任意层次的 群组集合，通过此模型可以一致的描述多种类型的协作。 参考微内核体系结构模式和构件技术思想，将平台捌分为三层：内核， 负责服务组件的管理以及各组件之间的功能调用，用户可以通过内核动态添 加或穆除服务组件，以定制和扩展平台的功能从而适应不同领域的特殊应 用；通用服务层，提供一般性的通用协作服务如群组管理、通信，对象持久 化等# 领域应用服务层，为相应的领域应用提供服务。内核的轻量化以及服 务组件间的低耦舍使系统具备较高的灵活性和可扩展性。 设计并实现了平台的工作流领域应用服务，构建并运行了工作流实例血 液病就诊流程。 分析工作流实例血液病就诊流程的运行，表明平台的设计达到了课题预 山东大学硕士学位论文 定的目标，对协作环境的变化具有良好的适应性，为协作参与者提供了更多 的自主性，具备良好的灵活性和可扩展性。 关键词；工作流：p 2 p j x t ；虚拟工作组；组件 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t p 2 po e e rt op e e r ) ，s h a r i n go f m p u t e rr e s o l l f c e s 孤ds e r v i c e sb yd i r e c le x c h 锄g e b e t w e n o d e sc o m p a ”dw i t i lt l l e 廿a d i t i o n a lm o d ec ，s ，i th 勰a d v 锄t a g ei n m a k i n g 瑚eo ft l l eu n u s e di n f o 加1 4 n o n 托s o u r c e ，s t o r a g es p a c ea l i dc p um n eo n t h en e t w o r k ，a v o i d i n gm eb o t t l e n e c kb r o u g h tb yt h es e r v c r t 0i m p f o v e1 l l e r o b u s 恤e s so f 掣s t e m ，r e d u c em ec o s to f t h es e r v e r ，e n h a l l c i n go fu s i n ge 筋c i e n c y o ft l i en e n o r kb 肌d 谢d t l l ，j m p f o v i n go ft h en e x i b i l i t yo fs y s t e m ，l m p m v i n gt h e u s e r l sa u t o n o 珈攀w l t l lm em o d e mn e t w o r ke n r o n m e n tm o r ec o m p l i c a t e dt h 粕 e v e rb e f o r e ，i n f o 咖砒i o ns o u r ce ，i n f o r m 撕o n 仃a n s f e r r - m g 锄di n f o m 硼o nn o w c o n t r o ia r em o f ew e a kc o u p l i n 舀t f 棚6 0 n 越c e n l r 8 1 i z e dc d l a b o f a t i o n 帮s t e m 谢l l b et 1 1 eh i s t o r y ，t i i ed i s t f i b u t e di n 如r m a t i o nm 锄a g e m e n t 锄d 印p l i ca t i o nr 呦i n g e n v i r o n m e n t “i lr e p l 船ei tt h i si sa l s om ep 2 pt e c h n o l o g y sd i r e c 石o n t h et 8 r g e to ft h i sr e s 船r c hj s 幻d e s j 删卸o p e n 删de 】【蛐d a b 】ec s c wp j 矗怕册 b a s e do np 2 p ，c 伽1 p a r e d 晰m 1 1 a b o r 砒i o np l a t f ( mb a s e do nc ，sm o d e ，w h i c h i sm o r en e 垴b l e 蚀t 1 1 ec h 锄g eo f 也ec o i l a b o r a 石o ne n v i r o n m e n t ，o 胁r st h eu s 盯 h i g h e ra u t o n o t n y m a k e su 辩o ft h en o d e s r e s o l l r c em o r e4 d e q u a 把1 yt oi m p r o v e t h ee 艏c i e n c yo ft h ew h 0 1 es y s c e m a n d 血ep i a t f o f mh a sg o d dn e ) c i b j l i 锣锄d e x t e n d a b i “t v t h e1 1 1 e s i sb a s e d 衄i n v 器t i g a t i n ga i i d 粕a l y z i n gn o w a d a y sp 2 pp l a t f o f m s ，a d o p 协 t h eo p e ns o u r c ep r 0 j e c tj x t ao ft h es u nc oc oj x t ac r e a t ev i r t u a in e t w o r k b a s e do nh t e i m e la n dn o n 毋n e t w o r k 1 tp r 钾i d e s8s i n i p l e ，t i n y 锄df l e x i b l e m e c h a n i s mt oi m p l e m e n tp 2 pc o m p u 矗n gi na n yp 1 掰b 帆yn e t w o r k ，a n y w h e r e a n da n y t i m e b a s e do nr e s e a t c ho fc o l l a b o m n o nm o d e ，t h et l l e s i sr a i s e st h ec o n c e p tl a y e f e d v i r t u a lw o r k 掣o u pm o d e ，t h ed 】s c r e t i o n a f i l yl a y e r e dg r o u pa g g r e g a t ew h i c hi s f o r m e db yt h cn o d e si np 2 pn e l w o r kt 0e x e c u t eo n et a s ku s m gt l l i sm o d e ，、e c 锄d e s c n b em a n yk i n d so fc o l l a b o r a t l o nw o r k c o n 鲫l t e d 州t hi l l el i l i c r o k e m e lp a t t e ma r c h l t e c f u r e 髓dc o m p o n e n tt e c h n o l o 舒， t h ep l a t f b mc 锄b ed e c o m p o s e dt ot l l el a y e r s ：m e 蛐c f o k e m e i l a y e 州c hi s 山东大学硕士学位论文 u s e dt om 柚a g et h ec o m p o n e n t so fi h es y s t e m 卸dt h ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e n t h e m 柚d 吣e r sc 蚰e x t e n dt h ef h n c t i o no ft h ep l a b r i l lt 0s 幽s 移d i f f e r e n td o m a l n a p p l i c 拍o nb ya p p 曲d i n go rd e l e t ec o m p o n 衄tn l r o u g hm i c r o k e m e l ；m ec o m m o n s e r v i c ei a y e r w h i c hs u p p l yc o m m o nc o l l a b o r a t i o ns e r v i c es u c h 蓝g r o u p m 撕a g 锄e n t ，c o m m 锄i c 撕o n 懿do 坛e c tp e f s i s t e n c y ；d o m a i na p p i i c “o ns e r “c e l a y e f ，w l l i c hs u p p l ys e r v i c et os o m ed o m a i na p p i i c 砒i o n s t h ej i g l l m 西曲tk 删e l a n dw e a kc o u p l i n gc o m p o n e l l t sm a k e st h es y s t e mm o r ef l e 对b l ea n d 麟t 朗d a b i e ， t h et h e s i sd e s i g n e da n di m p i e m e n l e dt h ew o r k f l o wd o m a i na p p l i c a t i o ns e r v i c e 。 d e s i g 芏i e da 1 1 de x e c m e dt h ew o r k n o wi n s t 明c em e d i c a lc o n s 1 t a t i o np r o c e s so f b l o o di l i n e s s t h ea n a l y s i so f t h e 懿e c u t i o nr e s u l t so f t h em e d i c a lc 叩s u l 硎o np r o c e s so f b l o o d i l l n 岛ss h o w st h a t 曲ep l a t f o r mr ea l 】聆st h ed e s i g n 砒i o no b j e c t s i th a sg o o d f l e x i b i l i l yt ot h ec h 釉g eo ft h ec o l l 曲o r a t l o ne n v i r o n m e n to f 艳r sh i g ha u t o n o l y t ot h eu s e f s ，a n dh 鹤9 0 0 de x t e n d a b l i i 时 k e y w o r d s ：w o r ”l 洲：p 2 p ：j x t ：v ir t u a lw o r kg r o u p ：c 0 呻o n e n t 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 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：! 歪燧 日期： 弘m 7 夸y 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 论文作者签名 山东大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景和意义 p 2 p 月络模型使计算机系统之间可以直接共享信息和计算资源。而不必 通过服务器中转。它消除了客户机与服务器的差别，使得网上的节点都拥有 了平等的机会。与传统的c s 模型相比，它在有效利用网络中大量闲置的信 息资源、存储空问、处理器周期等资源，避免服务器带来的瓶颈问题以提高 系统健壮性，降低服务器成本，提高对网络带宽的利用效率，提高系统的可 适应性，提高用户的自主性等方面都有一定的优势。随着网络技术的发展和 更广泛的应用。信息源、信息传递和信息流控制表现出越来越强的松耦合特 点，更多的协同应用需要使用基于p 2 p 的体系结构。 这些应用具有这样的特性： ( 1 ) 它们本质上是自发的，应用可以在任意时间任意地点由任意节点发 起。 ( 2 ) 支持的体系结构包括许多分布式的服务提供者时，它们比一个单独 的、集中的服务器更有效率。 ( 3 ) 这种应用的用户可以是由应用所抽象化的服务的提供者或者消费 者。而它们往往同时扮演这两种角色。 ( 4 ) 该应用的用户也许会在任何时间、任何地点使用任何设备，即应用 能够跨操作系统、跨语言、跨网络。 ( 5 ) 该应用的用户不断的变化，因此也许不是在任何特定的点都能及时 被访问到。 采用传统的c s 结构很难实现有这样需求的应用，而如果是基于一组协 同操作、能独立地互相发现并且无论处于何种网络基础设施中都能通信的对 等体，那么它们会运行得更好。 1 2p 2 p 在协同工作中的应用现状 即时通讯交流，例如i c q ，y a h o om e s s e n g e r 等。两个成多个用户互相 使用文字、语音或文件进行交流，快速、直接，易于同非p c 网络设备( 如p d a 、 山东大学硕士学位论文 手机) 通信，而且它不依赖设备即可辨别用户。由于利用p 2 p 技术可以弱化 甚至摆脱对中央服务器的依赖，这样的通信更接近非互联网通信模式。 挖掘p 2 p 对等计算能力和存储共享能力，例如s e t i 酏o e 等。用于在网 络上将存储对象分散化存放，而不像现在放于专用服务器。这样减轻了服务 器负担，增加了数据的可靠性和传输速度。 提供文件和其它内容共享，例n a p s t e r ，g n u t e l l a ，b i t t o r r e n t 等a 实 现数据共享，使用者可以直接从任意一台安装同类软件的p c 上下载及上传 文件，而不是从服务器。用户可以检索、复制共享的文件。软件自动发现最 新的文件列表，发布者无需担心发布的问题。 基于p 2 p 方式的协同处理与服务共享平台，例如j x t a ，g r o o v e 等。 1 3 本文的工作与主要成果 本文设计了一种基于p 2 p 的开放的可扩展的c s c w 平台以适应在1 1 中 提到的应用需求，使其与基于c s 结构的协作平台相比具备更强的健壮性， 对协作环境的变化具有更好的适应性 本文的工作与主要成果： l 、针对p 2 p 环境下的协作模型 为协作参与者提供更多的自主性。 提出了层次化的虚拟工作组模型的概 念，即p 2 p 网络中的各节点为了协作完成某个任务而组成的具有任意层次的 群组集合，通过此模型可以一致的描述多种类型的协作，从而为基于p 2 p 的 协同工作提供了协作方式。 2 、利用s u n 公司为支持p 2 p 应用而提供的底层开源平台j x t a “。，在应 用层构建虚拟p 2 p 网络环境，从而实现节点的组织、发现、通信等功能。 3 、参考微内核体系结构模式与组件技术的思想，将平台所提供的协同 服务按照功能分层次的划分为多个低耦合的服务组件，使得平台可以有选择 性的加载或者替换服务组件，以提高平台的通用性、灵活性及可扩展性，使 开发者能够基于此平台方便地开发面向新领域的协同应用系统。系统分为三 个层次：内核层、通用服务层、应用服务层，上层服务的实现需要调用下层 的服务，其中内核层负责服务组件的管理以及服务组件间功能的调用；通用 服务层提供诸如对象持久化、节点通信、群组管理、麸享管理等支持协同工 作的基础服务；应用服务层则为特定领域的应用提供服务。 山东大学硕士学位论文 4 、扩展了平台为工作流领域应用提供的服务，并构建和运行了一个血 液病就诊流程的工作流实例。 1 4 论文的组织结构 本文的组织结构如下： 第1 章论述了课题的研究背景和意义，阐述了p 2 p 在协同工作中的应用 现状，最后给出了本文所做的工作与主要成果。 第2 章简单介绍了课题所涉及的技术，包括p 2 p 的相关技术及其特点。 j x t a 平台的层次结构及相关概念，c s c i 的相关技术及概念。 第3 章论述了平台的协作模型、层次模型、整体架构以及内核的设计原 理及实现。 第4 章论述了平台通用服务层组件的设计与实现。 第5 章讨论了如何将p 2 p 的概念引入工作流管理系统，设计实现了平台 的工作流领域应用构建了一个血液病就诊流程的实例。 第6 章总结全文 山东大学硕士学位论文 2 1p 2 p 2 1 1p 2 p 的概念 第2 章相关技术 p 2 p 即p e e r t o p e e r 。p e e r 在字面的解释是地位、能力同等的人，也可 以理解为同事、伙伴等意思。p 2 p 通过节点间的直接信息交换来实现计算资 源和服务的共享“1 。p 2 p 是一种分布式网络，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。在此网络中静参与者既是资源( 服务和内容) 提供者 ( s e r v e r ) ，又是资源( 服务和内容) 获取者( c l i e n t ) 。p 2 p 打破了传统的 c l i e n t s e r v e r ( c s ) 模式，在网络中的每个结点的地位都是对等的。每个 结点既充当服务器，为其他结点提供服务，同时也享用其他结点提供的服务。 从某种意义来既，p 2 p 计算可必说是一种向传统互联网技术的回归，体现了 互联网的本质，因为互联网最初的设计目标就是让网络上的计算机互相之间 可以直接通信而不需要中介“1 ， 2 1 2p 2 p 的特点 p 2 p 技术的特点体现在以下几个方面。 非中心化( d e c e n t r a l i z a t i o n ) ，网络中的资源和服务分散在所有结点 上，信息的传输和服务的实现都直接在结点之间进行，可以无需中间环节和 服务器的介入，避免了可能的瓶颈。p 2 p 的非中心化基本特点，带来了其在 可扩展性、健壮性等方面的优势。 可扩展性：在p 2 p 网络中，随着用户的加入，不仅服务的需求增加了， 系统整体的资源和服务能力也在同步地扩充，始终能较容易地满足用户的需 要。整个体系是全分布的，不存在瓶颈。理论上其口j 扩展性几乎可以认为是 无限的。 健壮性：p 2 p 架构天生具有耐攻击、高容错的优点，由于服务是分散在 各个结点之问进行的，部分结点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小。p 2 p 山东大学硕士学位论文 网络一般在部分结点失效时能够自动调整整体拓扑，保持其它结点的连通 性。p 2 p 网络通常都是以自组织的方式建立起来的，并允许结点自由地加入 和离开。p 2 p 网络还能够根据网络带宽、结点数、负载等变化不断地做自适 应式的调整。 高性能价格比：性能优势是p 2 p 被广泛关注的一个重要原因。随着硬 件技术的发展，个人计算机的计算和存储能力以及网络带宽等性能依照摩尔 定理高速增长。采用p 2 p 架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通结 点，将计算任务或存储资料分布到所有结点上。利用其中闲置的计算能力或 存储空间，达到高性能计算和海量存储的目的。通过利用网络中的大量空闲 资源，可以用更低的成本提供更高的计算和存储能力。 隐私保护：在p 2 p 网络中，由于信息的传输分散在各节点之间进行而无 需经过某个集中环节用户的隐私信息被窃听和泄漏的可能性大大缩小。此 外，目前解决i n t e r n e t 隐私问题主要采用中继转发的技术方法，从而将通 信的参与者隐藏在众多的网络实体之中。在传统的一些匿名通信系统中，实 现这一机制依赖于某些中继服务器节点。而在p 2 p 中，所有参与者都可以提 供中继转发的功能，因而大大提高了匿名通讯的灵活性和可靠性，能够为用 户提供更好的隐私保护。 负载均衡：p 2 p 网络环境下由于每个节点既是服务器又是客户机，减少 了对传统c s 结构服务器计算能力、存储能力的要求，同时因为资源分布在 多个节点，更好的实现了整个网络的负载均衡。 与传统的分布式系统相比，p 2 p 技术具有无可比拟的优势。同时，p 2 p 技术具有广阔的应用前景。i n t e r n e t 上各种p 2 p 应用软件层出不穷，用户 数量急剧增加。p 2 p 计算技术正不断应用到军事、商业、政府信息、通讯等 领域。 2 2j x t 22 1j x t 的设计目标 众多的p 2 p 应用在各种应用领域里各领风骚，但这些系统均是各自为政， 在自己封闭的系统里试图在i n t e r n e t 上圈一块地。形成了一个个p 2 p 的孤 山东大学硕士学位论文 岛。这样与p 2 p 设计的分布式共享的初衷相背离了。所以在2 0 0 0 年的夏天， s u n 公司出面发布了一个平台，使所有p 2 p 系统都能连接起来，只有s u 这 样位置中立、但在技术上有雄厚实力并被大家认可的公司才有希望做成这一 平台。这样伟大的j x t 平台诞生了。j x t a 是为了支持p 2 p 应用而提供的 一个底层平台开源项目，它为构建p 2 p 网络而制订了一组协议，由六个协议 组成，这些协议是专为特定的、分布式的、对等的网络计算而设计的。使用 这些协议，p e e r 可以互相合作来建立自我组织、自我管理的对等组，而不必 关心它们在网络中所处的位置( 在网络边缘或者防火墙的后面) ，并且也不需 要集中的管理机构”1 。基于协议而不是基于a p i ( 应用程序接口) 意味着j x t a 技术可以用任何语言在任何操作系统上运行。 j x t 在设计时有如下几个目标：操作系统无关；语言无关；为p 2 p 应用 提供服务和基础。从本质上讲，j x t 的目标是希望在任何设备上，从台式机 到p d a 、汽车、洗衣机等都可以支持p 2 p 编程。 2 2 2j x t 的层次结构 j x t a 由三层组成，如图3 一l 所示。第一层是j x t a 核心层( j x t ac o r e ) ； 它包含了服务所需要的核心功能，这一层封装了最根本的东西，包括p e e r 、 对等组、p e e r 发现、p e e r 通信、p e e r 监视和相关的安全原语；第二层是服 务层( j x t as e r v i c e s ) ，它提供了访问j x t a 协议的接口，这一层包括对于p 2 p 网络不是必需的、但很通用的功能，如查找、共享、索引、代码缓存和内容 缓存的机制；第三层是应用层( j x t a a p p l i c a t i o n ) ，它使用服务来访问j x t a 网络和j x t a 提供的功能，这一层包括了应用j x t a 服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。这样的设计和一个标准的 操作系统相似。标准操作系统也包括核心操作系统、服务和应用程序。 山东大学硕士学位论文 t “ f 时一f f 塾= 旨 l 一一- ll 羞忙三l 图2 - 1 j a 的层次蛄构 z 2 3j x t 的相关概念 在j x t a 网络中，有一些基本的概念是需要熟悉和理解的，它们是从j x t a 协议中提取出的一系列专有名词。 ( 1 ) p e e r ( 对等体) p e e r 是一个虚拟的通信点。在一台计算机或者设备上可以有很多个 p e e r ，一个p e e r 并不是一个用户，因为一个用户可以有多个p e e r ，同一个 设备上也可以有多个p e e r ( 在测试的时候经常用到) 。因为p e e r 不等同于用 户，所以需要将用户和p e e r 抽象出来并分离开。 ( 2 ) p e e r g r o u p ( 对等组) 对等组是一种组织p e e r 并且发布组内的特定服务的方式。对等组可以 被创建、加入和退出。对等组为应用程序提供了一种环境，例如对某个话题 感兴趣的p e e r 可以组成一个组，并且在组内使用一个聊天服务来讨论。这 样，聊天的信息就会限制在那些加入到这个组内的成员之间。并且，对于想 加入到这个组的p e e r ，可以使用成员i d 来进行认证，没有这个i d 的p e e r 不能够加人到组内，也就不能够使用组内的聊天服务，也可以把对等组看成 一个虚拟的私人网络v p n ，一个”n 只允许几个计算机之间互相交流，而不 允许因特网上其他的成员加入，由于v p n 使用了加密的方式，对于偷听者他 们不能够理解组内的谈话，对等组也可以限制p e e r 的加入，同样也可以对 谈话消息加密 ( 3 ) e n d p o i n t ( 端点) 在j x t a 应用中，端点是最基本的通信方法。一个端点就是实现了特定 山东大学硕士学位论文 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( h t t p 、t c p 、b e e p 等) 来与其他p e e r 通信。也就是说，如果两个p e e r 都在防火墙的后面，可以直接通过它们的t c p 端点来通信；如果两个p e e r 要穿过防火墙去通信，则需要使用l 盯t p 的端点。端点不一定要是物理地址， 而且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。 ( 4 ) p i p e ( 管道) 管道是p e e r 之间的虚拟通道，通常，我们认为对等通信是单个的通信 连接，但是也并不是总是这样的，因为防火墙和其他障碍的存在，许多p e e r 并不能直接连接，这时，管道更像一个在多种通信协议之上的虚拟层，可以 通过起网关作用的p e e r 对通信提供中继支持。管道是j x t a 最基本、最重要 的特性。它提供了一种很好的方案，使得p e e r 在大多数网络情况下都可以 通信，而不用去管防火墙或者其他的障碍，即使你不知道另外一个p e e r 的 位置以及它所使用的协议等信息，通过管道仍然可以与之通信；管道作为一 种抽象的方法，隐藏了一些细节，比如在多个连接的时候可能会有多个p e e r 参与进去，管道也可以重新定位，找到原来的p e e r 。 ( 5 ) a d v e r t i s e m e n t ( 广告) 一个广告就是一个x m l 文档，遵守编码、标签和内容的标准，它相当于 j x t a 网络中的“名片”，j x t a 网络中的任何资源，包括p e e r 、对等组、管道、 服务等都可以用广告来描述“。例如，一个p e e r 创建了名称为“m y c h a t ” 的对等组后，就可以使用i p 多播方式把广告发布到本地的j x t a 网络，其它 p e e r 可以使用对等组的名字或者其他属性来搜寻和获得该对等组广告，并通 过广告中的煳l 文档来实例化并加入到“m y c h a t ”这个对等组中。一旦成为 对等组的成员之后，p e a r 可以使用对等组的环境所提供的服务。 ( 5 ) m e s s a g e ( 消息) 在j x t 中，有两种方式来处理消息。一种是使用x m l 格式，数据都遵 循x 札标准被包装到消息里；另外一种是使用二进制格式。尽管希望埘所有 的j x t a 消息都使用x m l 格式，可是由于大量的消息需要传送，使用x m l 格 式的消息会导致效率较低，而且由于消息通常是在程序之间传送的，所以可 以规范的消息内容使用二进制的格式：对于其他的仍然采用x m l 格式 山东大学硕士学位论文 ( 6 ) r e n d e z v o u s p e e r ( 集合点) 一个集合点首先是一个p e e r ，而且是一个能够处理来自其他p e e r 请求 的p e e r 。集合点也可以将请求委托给其他p e e r ，当然那些p e e r 也必须是集 合点。使用集合点的一个主要目的就是为了方便在本地网络之外搜索广告。 集合点可以转发发现请求到其他的集合点( 原集合点通过与其他p e e r 的广告 交互而得到被转发集合点的信息) 。每一个集合点如果本身没有被请求的信 息则会转发该请求。 2 2 4j ) ( t a 协议 有六个协议构成了j x t a 的核心，j x t a 通过这六个协淡来完成p e e r 之间 的通信，彼此之问资源的发布和发现，信息的传递和路由，协议本身并不是 应用程序，需要添加更多的代码来开发有用的应h j ，协议隐藏了很多细节， 这样使得编写j x t a 应用程序比从空白开发p 2 p 应用要容易得多。“这六个 协议及之间的关系如图2 2 所示。 国圈匿 圈匣 圈2 2j x t a 的核心协议 对等体发现协议p e e rd i s c o v e r yp r o t o c o l ( p d p ) ：主要用来发布自己的 广告信息，并且从其他p e e r 处获得广告。p d p 允许一个p e e r 发现其他p e e r 的广告( 包括p e e r 广告、对等组广告、服务广告，或者足管道广告) 。该协 议通过指定一种广告类型( 如p e e r 、对等组) 、一个x m l 标签名、一个匹配这 个x m l 标签所表示数据的字符串来定义查询。它使用对等机解析协议来发送 和传播搜索广告的请求。 管道绑定协议p i p eb i n d i n gp r o t o c o l ( p b p ) ：允许p e e r 之间建立虚拟的 通信通道。该协议首要关注的是通过p e e r 端点路由协议提供的路由连接 p e e r 。它使用对等机解析协议来发送和传播搜索广告的请求。 对等机信息协议p e e r i n f o r 蚴t i o np r o t o c 0 1 ( p i p ) ：用来获得其他p e e r 的状态信息。包括更新时间、状态等等。它使用对等机解析协议来发送和传 山东大学硕士学位论文 播搜索广告的请求。 对等体解析协议p e e rr e s 0 1 v e rp r 。t o c o l ( p r p ) ：允许p e e r 发送更一般 的请求，并可以接收到该请求的回应；同时可以将请求分发到组内的一个或 者多个匹配的处理器，p e e r 解析协议是一个基础通信协议，它按照一种请求 响应格式来进行，要使用这个协议，需要提供一个查询的p e e r 和一个包含 能被目标p e e r 理解的x m l 请求消息，该协议被用来支持j x t a 中的其他协议 ( p d p 、p b p 和p i p ) ，而且允许传播查询，例如，如果一个p e e r 收到一个查 询并且不知道答案，解析协议就会将该查询发送给别的p e e r 。 端点路由协议p e e re n d p o i n tp r o t o c 0 1 ( p e p ) ：通过该协议p e e r 以发送 消息的形式获得一条路由路径。它使用p e e r 问的网关来建立一条包含一个 或多个适合建立管道的管道协议组成的通路。 集合点协议r e n d e z v o u sp r o t o c 0 1 ( r v p ) i 通过该协议p e e r 可以对一个 服务订阅或者被订阅。集合点协议负责在j x t a 对等组内传播消息，它为p e e r 在组内接收和发送消息并且控制消息如何传播定义了一个基本的协议。 2 3c s 伽 2 3 1c s 渊的概念 在当今的社会生活中，随着社会的高度产业化，社会分工越来越细，产 品和研究领域也越来越复杂，单个人甚至一组人员已经不再能有效的完成任 务，绝大多数工作都是在特定的群体环境中，由群体成员互相协作、共同完 成的，人们的上作方式明显地具有群体性、交互性、分布性与协作性等基本 特征。计算机支持的协同工作正是在支持人们协同工作方式的背景下产生 的，它有着广泛的应用领域。“协作”的概念最早出自学术界，1 9 8 4 年，在 美国麻省理工大学的依恩格里夫( i r e n eg r i e f ) 和d e c 公司的波尔加士曼 ( p a u lc a s h m a n ) 的协调下，成立了一个由来自不同领域的2 0 位专家学者组 成的工作组，共同讨论和探索信息技术在协同工作中的作用，正式提出了计 算机史持的协作工作( c s c i ，即c o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ew o r k ) 的概念“：地域分散的一个群体，借助计算机及网络技术，共同协调与协作 来完成一项任务。它包括群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研 山东大学硕士学位论文 究、应用系统的开发等部分。通过建立协同工作的环境，改善人们进行信息 交流的方式，消除或减少人们在时间和空间上的相互分隔的障碍，从而节省 工作人员的时间和精力，提高群体工作质量和效率，从而提高企业、机关、 团体、乃至整个社会的整体效益和人类的生活质量。c s c i r 体现并符合信息时 代人们工作的群体性、交互性、分布性和协同性特性，因此日益受到人们的 重视。 2 3 2c s 例的模式 人们合作的方式主要有同时同地、同时异地、异时同地和异时异地四种 情况，因此，按照合作方式和协同者的地域分布从时间和空间将c s c w 分四 种不同的模式：同步模式、分布式同步模式、异步模式和分布式异步模式。 ( 1 ) 同步模式：在同一时间和同一地点进行同一任务的合作方式，此类 系统主要用于支持像决策会议这种本地组之间面对面的实时协作，如各种会 议室系统。它们所要达到的一个主要目标就是“你见即我见”( w y s i w i s 。w h a t y 0 us e ei sw h a tis e e ) 。这一点是通过一个在与会者之间共享的c h a l kb o a “ 而实现的。在会议过程中，各与会者可以在c h a l kb o a r d 上添加文本、图像 等对象以表达他们的想法或意见，并可对这些文本和图像进行处理如移动、 删除、修改等。 ( 2 ) 分布式同步模式；在同一时间但不同地点进行同一任务的合作方式 此种系统的典型代表有多媒体桌面会议系统。这类系统中的用户通常是分布 在不同的地理位置处。其中提供有一个与会议室系统中c h a l kb o a r d 类似的 w h i t eb o a r d ( 电子白板) 。另外为提高信息交流的质量，这类系统一般都提 供有视频和音频这类多媒体服务。 ( 3 ) 分布式异步模式：在不同时间且不同地点进行同一任务的合作方式， 这类系统比较丰富，如b b s 、电子邮件等等。目前的b b s 系统实际上给用户 提供的是一种文本信息的管理服务。这些文本信息被分成不同的类别( 讨论 区) 。用户将信息发送到b b s 服务器，b b s 服务器再将这些信息以适当的方式 让有关的用户了解到这些信息的存在。并进而决定如何对这些信息进行处 理，如转发、回复等。电子邮件系统的功能从数据管理的角度来看则更为简 单。整个邮件系统所做的实际上是根据预定义的方式( 指定的接收者、转发 山东大学硕士学位论文 路径等) 对邮件数据进行存储转发。当然这种系统有一个严重的不足是目的 机收到邮件之后无法主动地将这一信息告诉有关的用户，而只能是由系统在 某些时机( 如用户登录或根据某些定时机制) 去检查邮箱看是否有邮件到达。 ( 4 ) 异步模式：在同一地点但不同时问进行同一任务的合作方式，支持 此种协同工作方式的系统有共享文件、t e r o o m s 等系统。这类系统由于用 户的地理位置不具有分散性，同时用户对它们的访问也是异步的，因此不需 要对数据的实时传递。它关注的重点更多的在于如何保证“长事务”处理中 数据的一致性与用户之间的互相感知。考虑共享文件的情形。注意这里的文 件共享不同于传统的文什服务器中的文件共享。在此种系统中，通常某一份 文档是综合多个不同的作者的劳动成果而成的。常用的办法就是每个用户独 立地( 异步，不同时) 完成文档的一部分，然后在各作者之闻进行校阅、批注、 审定，最后定稿。因此系统所应解决的问题是如何方便作者之间的信息交流， 包括他们各自完成的文档部分、对其他部分的批注、说明等，同时要对文档 内容进行并发控制( 如不允许多个人同时修改文档的同一部分，这是一种典 型的长事务) 。除了这些长事务处理中的并发控制与通知之外，这些系统一 般都提供有数据保存功能( 使用文件系统或某种类型的数据库) 。 2 3 ，3 工作流 工作流管理联盟( w o r k f l o w l a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，简称w f m c ) 是工 作流技术的标准化组织，w f m c 为工作流提供的定义是1 ：所谓工作流是一类 能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则，文档、信 息或任务能够在不同的执行者之问进行传递与执行。它要解决的主要问题是 在多个参与者之间按照某种预定义的规则使传递文档、信息或任务的过程自 动进行，从而实现某个预期的业务目标。一个工作流包括一组活动及它们之 间的连接关系，还包括过程的启动和终止条件，以及对每个活动的详细描述， 如活动的执行者，相关的应用程序，需要和产生的数据等。工作流是通过计 算机软件进行定义、执行并监控的经营过程，而这种计算机软件就是工作流 管理系统。这个定义区别了工作流与一般的工作流程：前者需要借助计算机 软件来完成，并完全在软件系统的控制之下：而后者则投有这种约束，其中 的某些步骤可能也需要用到计算机，但这只不过是局部的计算机应用，整个 山东大学硕士学位论文 过程是不在计算机控制之下的“”。 2 3 4 工作流管理系统 w f m c 给出的工作流管理系统w f m c ) 的定义是“”t 工作流管理系统是一个 软件系统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工 作流逻辑推进工作流实例的执行。w f m s 是定义工作流模型，建立工作流实例 和管理工作流执行的系统，它通过运行一个或多个叫做工作流引擎的软件来 解释过程定义，与工作流的参与者( 人或应用程序) 交互，推进工作流实例的 执行，并监控工作流的运行状态，利用工作流管理系统将现实世界中的业务 过程转化成计算机化的形式表示，并在此形式表示的驱动下完成工作流的执 行和管理。工作流管理系统的应用可以提高系统的柔性和软件的重用性，并 且可以增加工作过程的合理性分析。一般来说，所有的工作流管理系统都应 该具有下述3 种功能“： 1 ) 构建阶段的功能：对工作流过程以及组成它的活动进行定义和建模。 2 ) 运行阶段的控制功能：在一定的运行坏境下，执行工作流过程，并 完成每个过程中活动的协调和调度功能。 3 ) 运行阶段与用户和i t 应用工具之间的交互作用。 过程设计和定义 趋堡吐壁 运行阶袅 过程宴倒化和控制 与用户和应用工具 之间的交互作用 圈2 3 工作流管理蕞统的功能特征 幂话 山东大学硕士学位论文 3 1 协作模型 第3 章平台的设计原理 人们协作的目的是为了解决某个共同感兴趣的任务，例如就某个问题 进行讨论以达成某个结论；共同撰写一份文档或报告；依次完成某个工作流 程中的各个环节等。针对不同的任务或一个大的协作任务中的不同阶段，协 作参与者所采取的协作方式是不一样的。例如他们可能进行实时或异步地 会话# 进行实时地会议讨论：或者异步地依次完成多个相互之间有一定顺序 关系的任务等。这种协作方式我们称之为协作模型。它描述的是各协作参与 者在协作过程中相互之间的关系。对于一个试图支持各种类型协同应用系统 开发的支撑平台来说，毫无疑问它应该支持多种不同的协作方式。在本文 中，我们并不是简单地将上述各种不同的协作方式进行简单地叠加而是