利用SCTP對MRB消息中間件的改進.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，在它們當中由Internet Engineering Task Force (IETF)提出的Stream Control Transmission Protocol(SC

2、TP)比較突出。SCTP不僅具有類似于TCP的可靠傳輸服務，而且還引入了多流、多宿主和無序可靠傳輸?shù)燃夹g。雖然它最初是為了在IP網(wǎng)絡傳輸7號信令而提出的，但是它具有的優(yōu)點也為其他應用提供了一個新的選擇。 本文利用SCTP協(xié)議對智能網(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，導致INMS系統(tǒng)內(nèi)部多種通信方式并存，給系統(tǒng)維護和穩(wěn)定性帶來了極大的挑戰(zhàn)。 本文以統(tǒng)一INMS內(nèi)部通信方式到MRB上來為目標，圍繞SCTP對MRB系統(tǒng)進行了重新設計，包括使用SCTP協(xié)議代替TCP作為MRB的傳輸協(xié)議，對原有的MRB系統(tǒng)的集群方案進行重新設計等等。在此基礎上，還添加了消息傳輸?shù)膬?yōu)先級控制，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，說明了目前INMS系統(tǒng)遇到的一些問題。其次介紹了SCTP協(xié)議，并且從數(shù)據(jù)包結構、初始化、傳輸、控制和關閉等幾大方面分析對比了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。 第二章討論MRB的設計結構，分別從MRB服務器和MRB客戶端API兩個方面深入，分析MRB系統(tǒng)的設計以及多MRB系統(tǒng)架構負載均衡策略。總結了原有MRB系統(tǒng)基于TCP的設計存在的

5、局限性，并且分析了采用SCTP替代TCP作為MRB傳輸協(xié)議能夠為系統(tǒng)性能帶來的改善。 第三章討論MRB改進方案的總體設計方案，本著高有效性、高可靠性、高可擴展性和高可移植性等設計原則，給出了MRB服務器和MRB客戶端API的改進方案。改進后的MRB服務器分為消息轉發(fā)、連接管理、消息管理、客戶端管理和支持五大組件。改進后的MRB客戶端API中加入了并發(fā)線程控制。 第四章對MRB改進方案進行詳細設計。在MRB服務器方面重新設

6、計了的負載均衡策略，以及消息傳輸處理、消息傳輸管理、連接管理等組件。改進后的服務器采用了新的并發(fā)服務器模型，以便充分發(fā)揮SCTP并行傳輸?shù)哪芰?，并且加入了?yōu)先級傳輸和內(nèi)存管理等功能。在MRB客戶端API的改進方案中重新設計了網(wǎng)絡接口，并且增添了預定消息編解碼類。 第五章論述了改進方案中使用的三項關鍵技術，包括線程池的設計、優(yōu)先級算法的設計以及內(nèi)存池的設計。 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方面對改