基于著色Petri網(wǎng)的發(fā)布-訂閱系統(tǒng)的建模與分析.pdf

1、近幾年隨著科技的發(fā)展，Internet技術(shù)廣泛的被應(yīng)用，具有松耦合、異步和多點(diǎn)通信的等特點(diǎn)的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)(pub/sub系統(tǒng))滿足了分布式系統(tǒng)在應(yīng)用范圍和應(yīng)用規(guī)模等方面改變的需要，得到了廣泛的應(yīng)用。近年得到很多專家學(xué)者的研究，但大多在表達(dá)能力、效率和可靠性等方面尚存在著較多的闖題。而P2P（peer—to-peer)技術(shù)具有分散控制、容錯(cuò)能力高以及自組織等一系列優(yōu)點(diǎn)，將pub/sub系統(tǒng)與P2P技術(shù)結(jié)合，會(huì)使得系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力和

2、消息傳輸可靠性。在設(shè)計(jì)構(gòu)建于P2P網(wǎng)絡(luò)之上的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)時(shí)需要考慮多個(gè)因素，這導(dǎo)致了系統(tǒng)的復(fù)雜性，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面體現(xiàn)出空間分布性、并發(fā)性、異步性，不穩(wěn)定性和多樣性等，這使得傳統(tǒng)的方法對(duì)復(fù)雜的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)的形式化描述和分析具有一定的困難。特別是對(duì)發(fā)布(或訂閱)事件的處理流程進(jìn)行模擬和分析有一定的困難，而且模擬過程是比較費(fèi)時(shí)的。為此我們采用著色Petri網(wǎng)(CPN)對(duì)發(fā)布/訂閱系統(tǒng)的路由協(xié)議進(jìn)行建模和分析，這是因?yàn)镃PN是一種形式化分析

3、方法，適合描述和分析并發(fā)處理之間的同步、透信和資源共享等，通過對(duì)token的著色可以對(duì)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類而且可以對(duì)模型分層處理，這簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜度并突出重點(diǎn)，正適合模擬和分析復(fù)雜的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)。 本文就發(fā)布/訂閱系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分—訂閱事件和發(fā)布事件的處理分別進(jìn)行了一定的形式化描述和分析。對(duì)一個(gè)事件的發(fā)布(或者訂閱)從發(fā)送方需要做的處理到接收方收到后所做的處理進(jìn)行了全面詳細(xì)的建模、描述和分析。對(duì)著色Petri網(wǎng)模型利用CP

4、NTools進(jìn)行了狀態(tài)空間分析，得出了模型的一些動(dòng)態(tài)屬性，如模型是有界的，可達(dá)的，具有公平性等，繼而證明了系統(tǒng)的消息傳輸是可達(dá)的，可行的，而且系統(tǒng)具有較高的可靠性。本文主要貢獻(xiàn)有以下兩點(diǎn)： 第一，從理論角度研究分析了應(yīng)用CPN這一形式化方法來模擬處理構(gòu)建于P2P之上的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)的可行性。 第二，用CPN方法形式化實(shí)現(xiàn)基于編碼的路由選擇，模擬了一條消息從發(fā)送到接收，及在接收方的轉(zhuǎn)發(fā)過程。通過路由選擇和過濾條件表的匹配，