网络即插即用讲解

中 间 件 技 术,第11章 网络即插即用中间件,知识点： 网络即插即用概念 Jini体系结构 Jini核心服务 Jini代理结构 重点： Jini体系结构,概述 当今的计算主体是普遍而且广泛存在着的动态分布式计算。提出了互操作需求 Sun Microsystems于1999年提出Jini技术。 Jini系统着力于使网络变成一个更富有动态性的环境，可以灵活地增加和删除服务。 Jini系统的目标是将网络变成一个易组织、易管理的环境，通过这个环境，用户能够找到感兴趣的资源并加以利用。,Jini体系结构的环境假设： 一个具有合理延迟的网络； Jini主要依赖于Java的移动代码特性； RMI 网络延迟不能影响到Jini系统的性能。 具有一定的内存和处理能力的设备； 没有内存或处理能力的设备，则存在一个即有处理能力又带有内存的代理。 希望所有的网络成员都拥有所需的最少的计算能力、内存和通信能力。,11.1 续,Jini体系结构的环境假设： 每个设备都装备一个Java虚拟机； Java虚拟机的不同版本，内存占用不同。 服务组件利用Java实现。 所有服务组件必须以Java对象的形式存在，不要求必须是Java服务的实现，只需要一个Java包装器。RMI 方便服务的请求者能够动态地下载或运行代码。,11.1 续,11.2 Jini历史,Jini与Java Jini的历史就是Java的历史； Oak语言1990年 实现一种为嵌入式处理器编写程序的可移植工具。 Java语言1995年 可从Web服务器上下载applet小程序，并在浏览器内安全执行。 设备之间移动代码、平台无关、安全性、简洁等。 Jini1999年面向消费类电子产品 把大量的设备和软件服务简单而可靠地组织起来协同工作。,11.3 系统目标,最终目标 提供一个能够帮助不同网络用户在任何网络群体自然地完成发现、加入和参与的基础设施。 提供一种基础设施，实现零安装和零配置。 “即插即用”而非“即插即请求”。 通过把所有的对象都处理为服务，提供一种以服务网络为中心的体系结构，屏蔽服务的差别。 提供一种能处理部分失败，实现自愈合的网络体系结构。,11.4 核心概念,核心概念 1.服务 2.查找服务 3.租约 4.事件 Jini体系结构的目标就是将一组设备和软件联合起来形成一个单一的，动态的分布式系统。 Jini体系提供简单的访问和轻松的管理。,1.服务 Jini体系结构最重要的核心。 服务 一个服务是具有一定功能、可被用户、程序或其他服务所使用的实体。 从服务实现角度看，服务是一种Java语言的对象。 从用户的观点看，只关心服务的功能和操作界面。 Jini系统是由一群服务所组成的用于完成特定任务的联合体。 Jini的动态特性使服务可以根据用户的需求随时地加入或离开一个Jini系统。 Jini系统中，服务之间使用服务协议进行通信。,11.4 续,11.4 续,2.查找服务 查找服务是Jini体系结构中的一个基本组成部分，为系统中可用的服务提供集中的注册机制。 Jini系统中的对象是通过查找服务来实现相互发现和交互的。 查找服务是Jini系统与用户之间以及Jini系统之间相互联系的关键纽带。 网络上的每个查找服务都可以为一个或多个系统提供服务，每个系统也可以有一个或多个查找服务支持。 查找服务中注册的对象也可以是其他查找服务，或者是名称和目录解析服务，从而实现联邦。,11.4 续,2.查找服务 服务要加入到查找服务中，即注册，需要通过发现协议寻找一个合适的查找服务，通过加入协议实现具体的加入过程。 查找服务提供了对可供服务的服务项目（代理和属性）的管理。 代理由服务提供，表明该服务所提供的功能。 发布在查找服务上的服务的属性，可便于用户寻找匹配的服务。,11.4 续,代理 代理是代表远程对象的本地对象，是序列化的Java对象，在服务中是唯一的。 代理具有和远程服务相同的编程接口，用户通过代理与相应远程服务通信，屏蔽下层网络细节。 当其他的实体在找到服务项目时，代理对象就会被复制到该实体的java虚拟机，实体通过调用代理对象的方法来使用服务。,11.4 续,系统运行过程 1.服务提供者通过发现协议找到查找服务，再由加入协议将所提供的服务注册到查找服务中，注册信息包括：服务标识号、服务代理和服务属性。服务代理从服务提供者上载到查找服务。 2.服务请求者通过发现协议找到查找服务，再由查找协议按照所需服务的类型和属性寻找服务。找到匹配的服务后，再将该服务的代理下载到本地。 3.服务请求者通过代理使用服务，而代理和服务提供者之间以特定的服务协议进行通信。,11.4 续,代理 服务请求者只需知道代理所支持的java语言接口就可以调用服务； 代理和服务提供者之间可以采用任何面向服务的协议进行通信，并且通信协议对客户透明。 通过代理，服务请求者可以透明地使用服务，而无需了解服务的实现细节。,11.4 续,3.租约 基本思想 不允许使用者在无限制的时间内访问资源，资源只是在一段有限的时间内“借给”某使用者； Jini租约要求那些能证明其确实与某部分资源密切相关的使用者才能继续占有资源。 租约提供了系统自行维护的能力，保证部分失败能被识别并清除，减少人为干预。 租约提供了释放Jini中未用或不需要的资源的办法。,11.4 续,3.租约 基本思想 对客户而言，当租约到期时，资源就被回收； 如果客户在租约未到期前就已经完成对资源的使用，则客户可以显示地取消租约，释放资源； 假如还要继续使用资源，客户则要不断地更新租约。 租约机制不仅适用于客户，也适用于资源将其服务注册到查找服务的过程。 作用 使局部的错误不会破坏整个系统。 使得Jini系统的成员所使用的固定存储空间不需要维护。 允许第三方代表另外的实体实施租借。,11.4 续,4.事件 分布式事件模型是在分布式对象之间通知状态变化信息的机制。 Jini事件模型与普通事件模型差别： Jini接收事件的接口是一个RMI Remote接口； Jini模型的类和方法特别少； Jini采用第三方代管程序实现事件的发送和响应。 分布式事件接口模型： 指定当事件发生时被用来发送通知的接口。 指定通知中所包含的信息。 允许通知传送具有受保证的不同等级。 支持可调度通知的不同策略。 允许插入对象用于收集、存储、过滤和转发通知。,11.5 Jini的组成,Jini与Java相应部分比较,11.5 续,Jini组成部分 基础设施 用于构建一个Jini联邦系统。 编程模型 一组接口，用于构建可靠的服务。 服务 Jini系统中的实体。,11.5 续,基础设施 基础设施定义了最小化的Jini技术的核心。 目标 为设备、服务和用户提供相应的机制用于发现、加入网络或离开网络。 构成 发现协议和加入协议 查找服务相当于目录服务器 分布式安全系统 远程方法调用RMI允许下载服务代理,11.5 续,基础设施 Jini的发现和加入协议定义了各种服务加入Jini系统中的方法。 查找服务反映了当前系统中成员的情况及帮助系统中成员寻找其他合作者； RMI定义了Jini服务之间通信的基础机制； 分布式安全模型及其实现定义了服务项目如何标识以及是否有权限完成某项动作。,11.5 续,编程模型 将单台Java虚拟机的编程模型扩展到适用于多台虚拟机上的分布式对象协作的情形。 租借模型 通过对资源引用加上时间的限制，解决了分布式系统中资源的动态分配和回收问题。 分布式事件模型 使事件能够被第三方托管程序收集、存储、过滤和转发通知，从而实现分布式对象之间控制流和相关数据的传递。 事务处理模型 通过运用两阶段提交协议，使Jini应用更加可靠和健壮，从而避免部分失败可能造成的严重后果。,11.5 续,服务 Jini技术的基础设施和编程模型都是用来使服务能够在网络中被发布和发现。 在Jini体系结构中，任何实体均被看做服务。 实体可以是硬件、软件或者是软硬件的结合。 服务被标识为Java对象，每个服务都有一个接口，定义了可以向服务请求的操作。 典型Jini服务： 查找服务 JavaSpaces服务可选的分布式对象保存机制 事务管理器服务,11.6 服务体系结构简介,发现和查找协议 当某个服务为了注册需要找到查找服务时，使用发现协议； 当服务已经找到查找服务并希望加入时，使用加入协议； 服务请求者想使用服务时，首先找到查找服务，然后使用查找协议进行匹配。,11.6 续,发现协议 组播请求协议 用于一个应用或服务首次激活时，寻找附近活跃的查找服务。 组播通告协议 查找服务用此协议声明自己的存在。 单播发现协议 用于当一个应用或服务已经知道了要连接的特定查找服务时。 单播协议用于直接连向某查找服务。,11.6 续,系统运行过程 服务提供者通过组播请求利用发现协议找到本地网络中的查找服务。 服务提供者的服务对象上传到查找服务中，完成加入过程。 客户利用单播发现或组播发现协议找到查找服务，然后利用查找协议，通过类型匹配定位相应的服务。 客户将服务对象代理下载到本地的Java虚拟机上。 客户通过服务对象代理直接与服务提供者通信。,11.4 续,系统运行过程,服务的代理,查找服务,服务的代理,客户,查找服务的代理,发现协议,发现协议,面向服务的协议,加入协议,查找协议,服务提供者,服务的代理,查找服务的代理,11.6 续,系统运行过程 服务提供者在网络中组播一组希望注册自己服务的请求数据包，请求获得查找服务对象的引用。 当查找服务侦听到注册请求信息时，根据注册请求数据包中的信息，回送查找服务的代理给服务提供者。 服务提供者调用查找服务代理进行注册，将服务对象的代理上载到查找服务，实现注册。 客户首先通过组播请求找到查找服务，获得查找服务的代理。,11.6 续,系统运行过程 客户程序通过查找服务代理，请求特定类型的服务； 查找服务查找接口，返回该类型或子类型的服务代理给客户。 客户通过服务代理与服务提供者直接交互。,11.7 基础设施,查找服务 基础设施是Jini体系结构的核心。 查找服务是Jini群体基础设施的核心部分。 查找服务为加入Jini群的设备和服务提供了一种集中的注册机制。 传统的分布式定位服务 服务请求者必须提前与命名或注册服务进行绑定。 只支持基于名字的查询模型。 命名服务中保存的服务条目是静态的。 存在单点失败的情况。,11.7 续,查找服务 Jini查找服务新特性 无需提前绑定 基于服务类型的查询 动态的服务条目 避免单点失败 提供服务提供者的代理和用户接口bean 可进行特定查询和精确查询 查找接口 服务注册器接口 服务项类 服务模板类,11.7 续,发现协议 组播请求协议 被服务提供者和服务请求者用来定位一个附近的查找服务。,11.7 续,发现协议 组播请求协议工作过程 针对服务请求者和服务提供者发现查找服务 组播请求客户向某个组播请求服务器监听的组播地址发送数据包。 组播响应服务器监听通过单播发现协议返回的应答。 服务提供者/服务请求者每隔一段时间间隔发送组播请求。 把查找服务的ID增加到组播响应服务器维护的已知的查找服务ID集中。,11.7 续,发现协议 组播请求协议工作过程 针对查找服务 组播请求服务器将一个数据套接字与公开的组播请求端点进行绑定，用于接收组播请求。 组播响应客户对组播请求做出响应。 根据组播请求中的服务ID做相应操作。 使用单播发现协议做出响应。,11.7 续,发现协议 组播通告协议 查找服务使用组播通告协议向指定的组播范围内的关注方宣布其存在性。 参与者 组播通告服务器：存在于服务提供者/服务请求者处。 组播通告客户：存在于查找服务上。 工作过程 针对查找服务 针对监听组播通告的服务提供者/服务请求者,11.7 续,发现协议 单播发现协议 要求服务提供者/服务请求者提前知道查