利用SCTP對(duì)MRB消息中間件的改進(jìn).pdf

1、目前消息中間件大多采用Transmission Control Protocol(TCP)作為其傳輸協(xié)議，但是受到TCP協(xié)議的一些局限(如頭部阻塞現(xiàn)象、多連接不公平性和面向字節(jié)等)，消息中間件的性能遇到了瓶頸。為了克服TCP的這些缺陷，很多新興傳輸協(xié)議不斷的涌現(xiàn)出來(lái)，在它們當(dāng)中由Internet Engineering Task Force (IETF)提出的Stream Control Transmission Protocol(SC

2、TP)比較突出。SCTP不僅具有類(lèi)似于TCP的可靠傳輸服務(wù)，而且還引入了多流、多宿主和無(wú)序可靠傳輸?shù)燃夹g(shù)。雖然它最初是為了在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸7號(hào)信令而提出的，但是它具有的優(yōu)點(diǎn)也為其他應(yīng)用提供了一個(gè)新的選擇。 本文利用SCTP協(xié)議對(duì)智能網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)Intellegent Network Management System(INMS)使用的消息中間件Message Request Broker(MRB)進(jìn)行優(yōu)化。由于MRB系統(tǒng)采用TCP作

3、為傳輸協(xié)議，受限于TCP的上述缺陷，它對(duì)大規(guī)模突發(fā)性消息和大數(shù)據(jù)消息的傳輸性能不佳，導(dǎo)致INMS系統(tǒng)內(nèi)部多種通信方式并存，給系統(tǒng)維護(hù)和穩(wěn)定性帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。 本文以統(tǒng)一INMS內(nèi)部通信方式到MRB上來(lái)為目標(biāo)，圍繞SCTP對(duì)MRB系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，包括使用SCTP協(xié)議代替TCP作為MRB的傳輸協(xié)議，對(duì)原有的MRB系統(tǒng)的集群方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)等等。在此基礎(chǔ)上，還添加了消息傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)控制，大數(shù)據(jù)傳輸控制等新功能。 本文第一

4、章首先介紹了INMS系統(tǒng)和MRB消息中間件，說(shuō)明了目前INMS系統(tǒng)遇到的一些問(wèn)題。其次介紹了SCTP協(xié)議，并且從數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)、初始化、傳輸、控制和關(guān)閉等幾大方面分析對(duì)比了SCTP與TCP的異同，討論了SCTP如何克服TCP的缺陷。最后給出了本文的工作任務(wù)。 第二章討論MRB的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，分別從MRB服務(wù)器和MRB客戶(hù)端API兩個(gè)方面深入，分析MRB系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及多MRB系統(tǒng)架構(gòu)負(fù)載均衡策略。總結(jié)了原有MRB系統(tǒng)基于TCP的設(shè)計(jì)存在的

5、局限性，并且分析了采用SCTP替代TCP作為MRB傳輸協(xié)議能夠?yàn)橄到y(tǒng)性能帶來(lái)的改善。 第三章討論MRB改進(jìn)方案的總體設(shè)計(jì)方案，本著高有效性、高可靠性、高可擴(kuò)展性和高可移植性等設(shè)計(jì)原則，給出了MRB服務(wù)器和MRB客戶(hù)端API的改進(jìn)方案。改進(jìn)后的MRB服務(wù)器分為消息轉(zhuǎn)發(fā)、連接管理、消息管理、客戶(hù)端管理和支持五大組件。改進(jìn)后的MRB客戶(hù)端API中加入了并發(fā)線(xiàn)程控制。 第四章對(duì)MRB改進(jìn)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。在MRB服務(wù)器方面重新設(shè)

6、計(jì)了的負(fù)載均衡策略，以及消息傳輸處理、消息傳輸管理、連接管理等組件。改進(jìn)后的服務(wù)器采用了新的并發(fā)服務(wù)器模型，以便充分發(fā)揮SCTP并行傳輸?shù)哪芰?，并且加入了?yōu)先級(jí)傳輸和內(nèi)存管理等功能。在MRB客戶(hù)端API的改進(jìn)方案中重新設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)接口，并且增添了預(yù)定消息編解碼類(lèi)。 第五章論述了改進(jìn)方案中使用的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括線(xiàn)程池的設(shè)計(jì)、優(yōu)先級(jí)算法的設(shè)計(jì)以及內(nèi)存池的設(shè)計(jì)。 第六章分別從大規(guī)模突發(fā)性消息和大數(shù)據(jù)量消息的傳輸性能兩個(gè)方面對(duì)改