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基于DDS规范的战场信息分发中间件平台研究
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基于DDS规范的战场信息分发中间件平台研究

  【摘 要】数据分发服务(Data Distribution Service,DDS)是对象管理组织(OMG)于2004年12 月颁布的分布式实时系统中数据分发的一个最新规范,该规范描述了分布式实时系统中数据发布、传递和接收的接口和行为,定义了以数据为中心的发布/订阅机制,提供了一个与平台无关的数据模型。结合我军通信现代化建设要求,在研究和分析了DDS规范的基础上,提出了一种基于DDS规范的战场信息分发中间件平台的实现方发和技术。

  【关键词】数据分发服务;战场;信息分发;中间件

  0 引言

  现代军事通信技术涉及到各种军事电子信息系统和国防信息基础设施的协同应用,实现各种信息系统之间无缝连接的关键技术之一是基于提高各种军事信息系统互通能力为目的的信息基础平台的研究。实时、轻型战场信息分发中间件平台的研究正是在这样的需求背景下被提出的。

  现代军事信息系统要求通信系统具备高效的信息传输效率,对信息的实时性、安全性要求很高,并且要求通信系统能够在异构和恶劣战场环境下稳定和可靠地运行,因此,实时、轻型战场信息分发中间件平台的研究目标是要建立实时的、可靠的、安全的、跨语言和平台的信息分发的中间件平台,提高互联系统的性能。DDS(Data Distribution Service for Real-Time Systems),是OMG(国际对象管理组织)制定的实现订阅/发布通信模式、满足实时性要求的软件设计标准和规范[1],其特点是:

  ① 开放体系结构;

  ② 具备共享数据能力,不用考虑数据生产者和数据使用者实际的物理地址和在组织结构中的位置;

  ③ 支持以数据为中心的、高效的订阅/发布模式等。

  由于具有以上特点,DDS特别适用于大型信息系统的集成。美国RTI公司和法国的泰雷兹公司已经开发出基于DDS规范的信息分发中间件平台产品,并广泛应用于军事、航空、通信、交通运输、工业自动化、金融等领域,并在应用中涌现了不少成功案例。

  我军在战术信息分发系统技术邻域已开展了多年的研究,特别对信息搜索、信息订阅与发布、智能推送等技术做了深入研究,形成了一些研究成果。然而,以信息分发中间件平台为目标的研究并未深入开展。因此,积极开展基于DDS规范的战术通信网中间件平台的研究,对于建立具有自主知识产权的综合军事信息系统十分重要。

  1 信息分发中间件平台

  1.1 体系结构

  信息分发中间件平台处于分发应用系统和网络通信基础设施之间[2],体系结构如图1所示。信息分发中间件平台对上提供发布订阅接口,以便应用系统使用平台的发布订阅数据的功能;对下采用动态网络结构结合主题QoS配置和基于主题匿名通信功能,自动完成数据收发设备的网络IP地址和规定的通信数据类型之间的对应,实现节点的动态发现等特定功能。

 

 

 

  图1 信息分发中间件体系结构

  1.2 完成的主要功能

  (1)信息分发的QoS控制功能信息分发中间件的数据分发服务依靠QoS剪裁应用所需的服务。

  (2)数据搜索功能为分布式、基于主题/内容标识信息的信息管理系统提供公共的数据搜索服务。

  (3)发现识别主题/内容功能能够为分发应用系统提供发现、识别主题/内容的功能。

  (4)检索主题/内容功能能够为分发应用系统提供检索主题/内容的功能。

  (5)配置战场信息的分发关系功能能够为战场信息的分发关系的配置提供方法和工具。

  1.3 工作原理

  由战场信息分发中间件平台的工作原理图(如图2)[1]看出:信息流是从发送端(发布者和数据写入者)到接收端(订阅者和数据读取者)。发布者是负责数据分发的对象,它可能发布不同类型的数据(类型根据主题划分)。一个数据写入者是具有对不同类型数据的访问权限,被应用系统用于向发布者传送给定类型的数据对象。当数据对象通过合适的数据写入者传送给发布者之后,将由发布者执行发布操作,一个发布操作是由数据写入者和发布者相关性定义的。

  ……

  基于DDS 规范的战场信息分发中间件平台是满足战场应用环境下的信息分发中间件平台,该平台符合DDS 规范,充分利用战场通信资源,将指挥控制、情报侦察、后勤保障等军事应用对通信资源的需求转化为QoS 需求,将底层和通信机制的各个层次都量化为QoS 参数来实现对信息分发的最优控制,同时应用可以通过平台订阅信息,充分体现了通信的灵活性。在战场通信网中采用该平台将减少多对多通信的复杂性,更加快捷、有效和确定性地在战术通信网络上分发有用数据,以免我方遭受危险或敌意行为的危害,同时使我方能够及时摧毁、瘫痪、破坏敌方实体、武器或部队。

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