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《中国人民解放军国防科学技术大学》 2000年
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分布构件计算平台cBus的研究与实现

周健  
【摘要】: 随着分布计算技术的发展,分布式应用的开发方法和运行机制得到不断完善。目前,面向Internet的大型分布式应用系统普遍采用了基于中间件技术的三层客户/服务器计算模式。在这种计算模式下,系统的复杂应用需求集中体现在位于服务器端的业务逻辑功能实现上;基于中间件技术,分布式系统的开发人员能够摆脱传统的网络编程以及维护分布事务完整性等的繁琐局面,直接针对业务逻辑功能进行实现。 分布构件技术,是一种支持服务器端分布式应用开发和运行管理的中间件技术。一方面,它采用传统分布对象计算模型,支持面向对象的应用系统开发;另一方面,它在分布对象技术的基础上,以二进制代码的重用形式,通过定制的系统行为和接口规范,以及统一的包装,提供比之一般分布对象技术更加面向应用、更加方便、功能更加完善的分布式系统开发方法和运行机制。由于分布构件技术支持事务监控、事件处理、属性定制等许多对象都应配备有的共性功能,而且把形态各异的对象变成了具有统一外包装形式的构件,并支持构件二进制代码的组装、配置、动态装载和监控管理,从而使得所开发的分布式系统具有更强的适用性,并为系统带来了更灵活、更可靠和高可重用的运行特性。显然,通过分布构件技术,大型分布式应用系统的开发效率和软件质量都将得到极大提高。 为此,本文以CORBA分布对象技术为基础,重点研究了分布构件技术的特征和实现机制,并以面向Internet的大型分布式应用的复杂计算需求为背景,研究了分布构件系统的应用管理、配置管理和性能管理等问题。在此基础上,研制了一个与CORBA分布构件规范兼容的分布构件开发和运行平台。本文的主要工作包括: 1.深入研究分布构件的基本运行原理,以及CORBA分布构件规范和相关技术规范的内容,在结合微软COM/DCOM/COM+以及Sun的J2EE/EJB技术基础上,提出了分布式构件系统的三级计算模型cCS,并基于POA技术给出该模型的实现方案。基于分布构件系统的状态、无状态、持久等应用模式,实现了对服务、会话、实体构件的支持,并给出相关的构件生命期管理策略; 2.针对大型分布式系统的应用管理需求,提出并实现了面向分布构件计算特征的系统应用管理模型cCS-M_FM_A,通过增加相关的应用管理设施,使得整个分布式构件系统能够从构件、容器、服务器等不同层次实施系统应用管理的任务; 3.面向高可用和高性能的计算需求,本文将分布构件系统扩展为基于多台异构服务器构成的分布构件集群系统,以满足大规模并发用户访问时对系统性能、可用性、可伸缩性要求。本文通过引入面向集群系统的配置服务与管理设施,以支持分布构件面向集群结构的合理部署和安装,并给出了面向集群系统的冗余和高可用静态构件配置算法,它使得分布构件在集群系统中的部署安装和配置管理能够以更加科学有效的方式进行。 4.针对运行时刻的构件服务器集群系统的性能管理问题,本文首先给出单个分布构件系统的内存优化、连接管理、多线程等性能优化技术,然后基于构件集群系统的性能管理需求,对面向构件集群系统的负载均衡机制进行论证和设计。在分析构件系 国防科学技术大学研究生院学位论文 .=留======,=曰==== 统运行特征的基础上,本文提出了构件负载均衡机制对状态请求、无状态请求的调度 原则,给出了高可用构件集群系统的负载均衡调度算法,该算法以支持对状态请求和 无状态请求进行统一调度,并能够保证分布构件应用的正确执行。在此基础上,本文 实现了负载均衡调度管理设施HA一IMR及支持企业高可用计算需求的集群系统结点管 理设施HA一OA_HB_LMD。 5.在上述研究成果基础上,本文基于国防科技大学计算机学院研制的S公盯bus3 .0分 布对象计算平台,研制了支持分布构件计算特征的cB猫分布构件计算平台原型系统。 cBus包括系统内核、开发平台和运行环境三部分。其中,系统内核包括分布构件的基 础实现;开发平台包括支持构件接口定义语法的IDL编译器,以及分布构件的描述与 打包工具;运行环境可细分为基本运行环境,用于支持单个结点的分布构件系统,以 及高可用运行环境,用于支持面向构件服务器集群的系统运行、负载均衡调度和管理。 cBus支持从分布构件IDL定义到构件应用的安装、运行和监控等完整的分布式应用开 发流程,并且所开发的分布构件符合构件规范标准,能够和任何其它与CORBA分布 构件规范兼容的产品进行集成。
【学位授予单位】:中国人民解放军国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TP336

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