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第一章OpenDDS概述
OpenDDS概述
OpenDDS是OMG數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)的一種開源實(shí)現(xiàn),它遵循實(shí)時(shí)系統(tǒng)v1.2的DDS規(guī)范(OMG Documentformal/07-01-01)和實(shí)時(shí)公布/訂閱互操作性通信協(xié)議v2.1的DDS-RTPS規(guī)范(OMG Documentformal/2010-11-01)。
OpenDDS由OCI公司設(shè)計(jì)和維護(hù),可從http://www.opendds.org/的OpenDDS社區(qū)門戶中獲得幫助,目前的最新版本為v3.5。
DDS為了在分布式應(yīng)用程序中讓參與者有效地分發(fā)數(shù)據(jù),定義了一個(gè)服務(wù),此服務(wù)不是特定于CORBA。此規(guī)范提供了兩個(gè)模型:一個(gè)平臺無關(guān)模型(PIM)和一個(gè)把PIM映射到CORBAIDL實(shí)現(xiàn)上的平臺相關(guān)模型(PSM)。此服務(wù)又被分為兩層接口:以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布/訂閱(DCPS)層和可選擇的數(shù)據(jù)本地重構(gòu)(DLRL)層。DCPS層根據(jù)與數(shù)據(jù)主題、發(fā)布者以及訂閱者相關(guān)的QoS約束條件,將發(fā)布者的數(shù)據(jù)傳輸給訂閱者。DLRL層允許遠(yuǎn)程局部對象像訪問本地?cái)?shù)據(jù)一樣共享分布式數(shù)據(jù)。其中,DLRL層是以DCPS為基礎(chǔ)的。
關(guān)于DDS的更多細(xì)節(jié),開發(fā)者可以參考DDS規(guī)范(OMG Documentformal/07-01-01),該規(guī)范更深層次的說明了服務(wù)的所有特性。
注:目前,OpenDDS實(shí)現(xiàn)的DCPS層主要符合OMG DDS v1.2規(guī)范,不涉及DLRL的功能實(shí)現(xiàn),更多信息請參考http://www.opendds.org/。
DCPS概述
這一章節(jié),主要介紹DCPS層的概念和實(shí)體,以及它們之間的協(xié)調(diào)交互。
基本概念
如下圖所示,展示了DDS的DCPS層核心概念圖。后面的小節(jié)將詳細(xì)說明此圖中的一些概念。
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圖 1?1 DCPS層核心概念圖
域(Domain)
域是DCPS內(nèi)部最基本的分區(qū)單元。每一個(gè)實(shí)體只能屬于一個(gè)域,只有屬于同一個(gè)域的實(shí)體之間才可以交互信息。應(yīng)用程序可以自由的通過多個(gè)不同域內(nèi)的獨(dú)立實(shí)體相互作用,實(shí)現(xiàn)多個(gè)域間的信息交互。
域參與者(DomainParticipant)
域參與者是分布式應(yīng)用程序在某個(gè)域內(nèi)相互交互的入口點(diǎn),以方便在特定的域中進(jìn)行交互,是其它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)讀、寫的域?qū)嶓w的工廠。
主題(Topic)
主題是發(fā)布、訂閱應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)交互的根本手段,在一個(gè)域內(nèi),每個(gè)主題有唯一的名字和特定的數(shù)據(jù)類型。每個(gè)主題數(shù)據(jù)類型可以指定0個(gè)或多個(gè)字段作為鍵,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)布時(shí),發(fā)布端需要指定主題,訂閱端通過該主題訂閱數(shù)據(jù)。在DCPS模型中,可以通過不同實(shí)例發(fā)送同一主題的多個(gè)不同數(shù)據(jù)樣本,每個(gè)實(shí)例擁有一個(gè)唯一的鍵值。在同一實(shí)例上發(fā)布的多個(gè)數(shù)據(jù)樣本均使用相同的鍵值。
數(shù)據(jù)寫者(DataWriter)
發(fā)布端應(yīng)用程序通過數(shù)據(jù)寫者將數(shù)據(jù)傳給DDS,每個(gè)數(shù)據(jù)寫者都與一個(gè)主題綁定。應(yīng)用程序使用數(shù)據(jù)寫者提供的接口發(fā)布主題的數(shù)據(jù)樣本。數(shù)據(jù)寫者負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)打包,并將數(shù)據(jù)包傳給發(fā)布者用于傳輸。
發(fā)布者(Publisher)
發(fā)布者負(fù)責(zé)將發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸給該域中所有相關(guān)的訂閱者,所采用的準(zhǔn)則機(jī)制由服務(wù)的實(shí)現(xiàn)來決定。
訂閱者(Subscriber)
訂閱者負(fù)責(zé)接收來自發(fā)布者的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳給所有相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)讀者。
數(shù)據(jù)讀者(DataReader)
數(shù)據(jù)讀者負(fù)責(zé)從訂閱者處獲取數(shù)據(jù),并解包之后將數(shù)據(jù)樣本傳給應(yīng)用程序。每個(gè)數(shù)據(jù)讀者都與一個(gè)主題綁定。應(yīng)用程序使用數(shù)據(jù)讀者的特定類型接口來接收樣本數(shù)據(jù)。
內(nèi)建主題
DDS規(guī)范定義了許多內(nèi)建在DDS實(shí)現(xiàn)中的主題。訂閱這些內(nèi)建主題可以使應(yīng)用程序開發(fā)者訪問正在使用的域的信息,包括哪個(gè)被注冊了、哪個(gè)數(shù)據(jù)讀者和哪個(gè)被連接以及被斷開、以及各種各樣實(shí)體的QoS設(shè)置。當(dāng)這些內(nèi)建主題被訂閱時(shí),應(yīng)用程序就能接收到域內(nèi)實(shí)體所發(fā)生的改變。
下表是DDS規(guī)范中定義的內(nèi)建主題。
表 1-1 內(nèi)建主題
主題名
描述
DCPSParticipant
域參與者
DCPSTopic
主題
DCPSPublication
數(shù)據(jù)寫者
DCPSSubscription
數(shù)據(jù)讀者
QoS策略
DDS規(guī)范定義了許多QoS策略,以便應(yīng)用程序來指定自己的服務(wù)質(zhì)量要求。參與者指定它們需要的行為,然后服務(wù)決定如何實(shí)現(xiàn)這些行為。這些策略被應(yīng)用于所有DCPS實(shí)體(包括主題、數(shù)據(jù)寫者、數(shù)據(jù)讀者、發(fā)布者、訂閱者、域參與者等),但不是所有的策略都適用于所有的實(shí)體類型。
發(fā)布者和訂閱者通過請求-提供(RxO)模式相匹配。訂閱者請求一組最低程度的策略,發(fā)布者向潛在的訂閱者提供一組策略。然后DDS實(shí)現(xiàn)試圖將請求的策略和提供的策略相匹配,如果策略兼容,就形成關(guān)聯(lián)。
QoS策略的具體內(nèi)容將在后續(xù)章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
監(jiān)聽者
DCPS層為每個(gè)實(shí)體定義了一個(gè)回調(diào)接口,以方便應(yīng)用程序監(jiān)聽實(shí)體的狀態(tài)改變或者有關(guān)的事件。例如,當(dāng)有數(shù)據(jù)可讀的時(shí)候,數(shù)據(jù)讀者監(jiān)聽者就發(fā)出通知。
條件
DDS中的條件和等待集為監(jiān)聽者檢測感興趣的事件提供了選擇,一般模式是:
1、應(yīng)用程序創(chuàng)建一個(gè)特定的約束條件,如狀態(tài)條件,并將其綁定到一個(gè)等待集上;
2、應(yīng)用程序在等待集上等待,直到約束條件為真;
3、應(yīng)用程序使用等待的結(jié)果開始獲取它期待的信息;
4、數(shù)據(jù)讀者接口也提供了帶有讀取條件參數(shù)的接口;
5、提供了查詢條件,以作為內(nèi)容訂閱配置文件實(shí)現(xiàn)的一部分。查詢條件接口擴(kuò)展了讀條件接口。
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