基于消息中间件的信息交换系统的研究与实现.pdf华北电力大学硕士学位论文摘要为了提高网络科技信息

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详细说明：基于消息中间件的信息交换系统的研究与实现.pdf华北电力大学硕士学位论文摘要为了提高网络科技信息资源的利用率,降低信息资源管理的成本,本文将信息交换技术引入到仝国科技信息服务网项∏中,建立一个可对分布式异构数据源节点的资源进行有效共享的信息交换系统。本文的主要工作围绕消息中间件和JMS技术的硏究展开,结合科技信息资源的特点和项目的实际情況,从模型研究、交换协议和交换控制等方面给出了本系统中的信息交换模型,将可控、可信信息资源传输方法应用于仝国科技信息服务系统建设,支撑由国家科技信息资源中心、省级科技信息服务节点共同构成的科技信息共享系统。关键词:消息中间件,JMS,信息交换模型,RSA ABSTRACT In order to enhance the utilization of information technology network resources and reduce the cost of information resources management, the paper imports the technology of information exchanges into the National Science and Technology Information Service Network project, and establishes an information exchange system for sharing resources of distributed heterogeneous data source node effectively. The contributions of this paper are mainly about the rescarch of Message Oriented Middleware and JMs tcchnology The paper combines the characteristics of technology information resources and the actual situation of project, designs the information exchange model from the model research, exchange protocol and exchange control, and applies controllable and creditable method of information transmission to the project for supporting technical information-sharing system consist of the National Science and Technology Information Resource Center and the provincial nodes Ma Weiliang(Computer Application Technology Directed by associate prof Lu dongxin KEY WORDS: Message Oriented Middleware, JMS, Information Exchange Model, RSA 华北电力大学硕士学位论文目录第一章引言… 1.1木课题研究背景及意义… 1.2国内外研究应用现状 1.3相关技术研究 1.3.1消息中间件 1.3.2Java消息服务 246 1.4本文研究目标和内容 5本文的组织结构第二章信息交换模型研究与设计 2.1信息交换概念 2.2信息交换模型研究 2.3信息交换协议设计 15 2.4信息交换控制 2.4.1消息安全控制 …17 242消息传递控制..120 第三章基于 ActiveMQ的实验分析 26 31实验目的 26 3.2实验环境牵D· 26 33实验操作 34实验结果分析 30 3.5结论第四章信息交换系统详细设计与实现 32 4.1系统日标… 32 4.2系统体系结构设计 32 4.3系统用例结构设计 33 4.4系统消息模型的定义…… 35 4.4.1控制请求响应消息模型 .35 44.2数据实体消息模型….. ∴36 4.5系统数据库设计… 38 华北电力大学硕士学位论文 4.5.1消息管理数据库 38 4.5.2业务管理数据库 .38 4.5.3系统管理数据库 ∴39 4.6系统运行展示… 40 第五章总结与展望. 43 51木文的工作总结 43 52下一步的工作 D番 43 参考文献 ………44 致谢, 47 在学期间发表的学术论文和参加科研情况华北电力大学硕士学位论文第一章引言 1本课题研究背景及意义随着电了信息技术的迅猛发展,特别是 Internet技术在世界范围内广泛应用, 信息化建设也已经成为了当前社会发展的焦点之一。不同的企业、不同的政府部门根据自己服务群体的不同需求分别建立了相应的Web服务门户网站,把所有应用服务资源都集屮到一个统一的门户框架下,形成现如今信息量庞大、内容丰富、种类繁多的信息服务体系,带动了社会经济的发展。但是相应的在如此庞人的信息服务体系下也存在着一些问题,不同的组织常常根据自身的情况与需要,采用不同的技术和体系架构来建立自己的信息系统,这些分散开发或引进的信息系统,一般不会统一考虑数据标准或信息共享问题。伴随着信息化建设的需要和具体应用层面的不断深入,需要将多系统、多平台、多结构的众多业务部门互连在一起,异构的数据库间需要进行数据交换。例如在政务领域, 大量独立、分散、异构的信息系统存在于不同的政府职能部门;商务领域中,企业内部ERP、生产管理、财务、物资管理、销售管理等大量系统需要进行信息共亨和父换;企业之间与电子商务平台之间也存在着大量的数据交换需求在全国科技信息服务系统的建设过程屮也面临着同样的问题。全国科技信息服务系统主要包括国家科技信息资源屮心节点,以及各地方根据地区化信息服务特点建立的科技信息资源子节点。子节点为中心节点提供数据目录,同时根据中心节点发布的信息资源联合目录,选择所要同步的信息资源发出同步请求,把中心节点服务器上的信息资源同步到本地,通过装入系统把数据装入本地数据库,上述过程将在信息交换服务的支持下进行本课题针对全国科技信息服务系统信息交换服务需求,研究基于消息中间件实垗信息交换服务系统,能为网终上薮据的可靠交换提供支持,保证分布于不同计算机上的数据的一致性,实现共性信息资源的统一管理,对有效的开展科技信息资源服务,提高科技资源利用率有重要意义 1.2国内外研究应用现状消息中间件是目前中间件技术的发展热点,并已成为中间件领域中应用最广销售量最大的一类中间件产品,广泛地应用在金融、邮电、交通、政府等数据传输频繁交易量大的行业。例如交通部海事局全国水上安全监督系统是一个覆盖全国20 华北电力大学硕士学位论文多个沿海省、市的全国性项目,旨在实现沿海船舶、船员信息、通航环境信息等主要海事信总的数字化以及船舶、船员、通航管理等主要业务处理的网络化。消息中问件为全国水上安全监督系统提供了安全高效、可靠传输的通讯平台及应用开发平自国外在90年代提出了消息屮问件的概念以来,经过十多年的发展,涌现了诸多的消息屮间件产品。在已有的消息屮问件产品屮,比较有影响的产品如IBM的 MQSeries、 bEA lInks等。193年由东方通科技公司开发出了国内第一个消息中间件产品—— TongLink/Qs,继这之后也出现了一些在国内应用相对比较广泛的消息中间件产品,如金蝶iTS、北京中科国际的A2E-MQ。然而国内外研究性组织没有明确的对消息中间件的设计和开发提供统一的标准,各厂商按照各自的技术优势设计实现软件产品,导致市场上消息中间件产品的兼容性出现了很大的问题。由Sun公司提出的Java平台的消息服务接口规范——JMsS6,它提供了一个通用的消息模型,包括消息队列和发布/订阅两种模式。目前已有一些成功的JMS产品, 如 Progress公司的 SonicmQ等。结合消息中间件在提供异步消息系统,包括异枃平台的数据交换,提供松耦合的集成方式等优势,利用消息中间件技术实现基于Web服务的全国科技信息服务系统的信息交换,是目前电子政务建设屮数据交换方式的一种发展趋势,这也是本课题研究的主要内容。 1.3相关技术研究伴随着分布式应用体系结构、多层应用框架的发展,越来越多的应用软件需要在异构8的网络平台上运行。同时,对原有应用的不断更新扩充和新应用的飞速增多,使得诸多信息平台要面临重重困难。在分布式的异构环境屮,诸如不同硬件平台、不同操作系统、不同网络环境、不同的薮据库使得这些系统的协同性很难得到保证。这就促使了基于标准的、独立于异构环境的中间件应运而生,由此为屏蔽异构问题的提供了有效的解决办法。中间件1⑩是处于应用软件和系统软件之间的一类软件,它独立于使件、操作系统、数据库类型,使用系统软件所提供的基础服务,连接网络上应川系统的各个部分或不同应用,从而为实现网络资源共享、互操作,高效地开发和集成复杂的应用提供服务。它在分布式环境中的位置如图1-1所示,中间件在整个分布式系统中作为集成的“总线”,使得各种异构系统通过中间件有机的结合成一个整体华北电力大学硕士学位论文应用层应用服务应用服务 APl API 中间件数据层 oracle SQL Server -MySQL. 操作系 Windows Laiix、Unx 统层图1-1分布式环境结构纵观现今流行中间件的用途和应用的环境可归纳出中间件有如下特点: (1)能满足企业应用的需求,提供三层结构应用开发和运行的平台,提供应用开发框架,支持模块化开发 (2)可屏蔽硬件环境、操作系统、数据库丿商运行; (3)支持分布式计算,提供跨网络、硬件环境和操作系统平台透明的应用或服务的交互功能: (4)支持标准的协议 (5)艾持标准的接口。鉴于应用系统可移植性和互操作性的实现,应用系统之间遵循统一的标准接口显得尤为重要。其中,中间件已成为许多标准化工作的重要主要部分。对于应用软件开发,中间件远比操作系统和网络服务更为重要,例如Sun公司定制的用于面向消息通信的应用程序接口JMS。中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境,不管底层的计算机硬件和系统软件如何更新,但是中间件对外的接口定义始终保持不变,那么应用软件几乎不需任何修改,从而提高了企业在应用软件开发和维护中的效率,进前大大节约成本根据中间件的特点、作用和应用领域来看,可以将中间件分为以卜五大类: (1)数据厍中间件众所周知,ODBC和JDBC是当前企业级应用中最常用到的数据访问组件,它允许应用程序与木地或昇地环境下的数据库实现连接,这便是数据斥中间件的典型实例。数据库中间件是企业级应用中应用最广泛、技术最成熟的一种中间件。 (2)远程过程调用屮问件华北电力大学硕士学位论文远程过程调用是另外一种形式的中间件,它在客户/服务器计算方面,比数据库中间件又迈进了一步。RPC沿用了大多数程序员都非常熟悉的编程模式,程序员如同调用本地过程一样在程序中调用远程过程,启动远程过程的运行,然后将运行结果返回给木地程序。此外,远程过程调用可以将程序的控制传递到远端的服务器中。 (3)基于对象请求代理的屮问件对象请求代理是近年来才发展起来的一项新技术,它可以看作是和编程语言无关的面向对象的RPC应用,可视为从面向对象过渡到分布式计算的强大推动力量。从管理和封装的模式上看,对象请求代理和远过程调用有些类似,不过对象请求代理可包含比远过程调用和消息中间件更复杂的信息,并且适用于非结构化的或者非关系型的数据。日前有两种对象请求代理的标准,分别是 CORBA和DCOM,这两种标准是相瓦竞争的,而且两者之间区别很大,这在一定程度上阻碍了对象请求代理中间件的标准化进程。 (4)事务处理中间件事务处理中间件是一种复杂的中间件产品,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。它给程序员提供了一个事务处理API,程序员可以使用这个程序接口编写高速而且可靠的分布式应用程序。 (5)消息屮问件消息中间件是一种由消息传送机制或消息队列模式组成的中间件技术,利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流,并基于数据通信来进行分布式系统的集成。通过中间件构建基本的通讯平台,向上层应用提供不同形式的通讯方式,屏蔽异构平台的差异,并可在通讯平台上构筑提供不同领域内应用服务的各种框架。基于中间件开发的应用具有良好的可扩充性、易管理性、高可用性和可移植性。它代表了一种流行的应用模犁,很多个业考虑到开发成本、服务通用性等方面纷纷采用中间件技术来构建应用。现如今,中间件已经应用亍越来越多的领域范围内,如电信、金融、电子政务等,除企业应用之外,各种研究机构对中间件的创新和换代工作也都付出巨大的努力也给屮问件市场的发展带来了蓬勃生机 1.3.1消息中间件在分布式应用中,完成不同系统间的数据传递通信可以有两种完全不同类型的中间件米实现,一种是基于RPC对象请求代理的中间件,包括RMI、 CORBA DCOM1等,另外一种就是消息屮问件(MOM, Message Oriented Middleware 其屮包括。基于RPC的中问件包括RMI、 CORBA及DCOM;消息屮间件包括IBM 华北电力大学硕士学位论文 MQSeries、 Weblogic jMs、 ActiveMQ及 OpenJMS等 1.3.1.1M0M与RPG比较与RPC方式相比较,MOM在分布式环境通信屮的优势有以下几点 (1)与RPC中间件技术不同,一般来说,MOM并不要求系统具备一个可靠的底部传输层,而是通过以消息的形式收发应用程序数据来连接运行于不同系统上的应用程序。信息可以同步传送,也支持异步传送。在异步方式下,应川程序并不需要消息即时即刻传送到对方,只是由消息中间件确保把信息以消息的方式传送到适当的目的地,并且只传一次。 (2)MOM通常都提供丰富的API旳数接口,可以支持CC++、Java等流行编程语言,方便在不同应用平台的开发,同吋实际上也增强了消息中间件的跨平台能力 (3)MOM对应用程序的架构没有约束。在复杂的异构应用平台下,通讯模块之间不仅可以是一对一的关系,还可以进行一对多和多对多的通讯模式,甚至是上述通讯模式的“综合体”,多种通讯方式构架并没有增加应用平台间通讯的复杂性, 反而其多样的通讯模式很好地诠释了通用性。 (4)MOM能够实现程序与网络复杂性相隔离,而屏蔽企业已有系统所处的不同网终环境中,涉及不同的通信方式。程序在消息队列中存取消息,与此关联的全部活动,如维护消息队列、处理网终重启和在网终中移动消息等是中间件的任务, 程序不直接与其它程序通话,不涉及网络通讯的复杂性。同时,消息中间件能够屏蔽操作系统和网终协议的差异,因此使于为应用程序提供其它通讯机制,以满足不同领域的需要。总结起来,消息中间件属于多层结构应用的一种最基本的中间件,它能做到真正跨平台的数据通信,满足异构平台设计与实现的数据通信要求。消息中间件利用髙效可靠的消息传递机制进行与平台无关的数据交流,并基于数据通信米进行分布式系统的集成。通过提供消息传递和消息排队模型,实现分布环境下的平台节点扩展进程间的通信,并支持多通讯协议、语言、应用程序、硬件和软件平台。 1.3.1.2MOM原理一个完整的MOM主要由五大部分组成,分别是接口处理模块、消息队列队列管理、消息通道代理和安全管理,如图1-2所示。其中接口处理模块负责处理来白应用的服务请求,根据应用请求的类型(数据或控制)分别进行不同的处理, 该模块具冇名字服务、安全管理机状态查询等功能,负责数据流的分割和组合,分

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