DDS (Data Distribution Service) 數據分發(fā)服務(wù)技術(shù)最早應用于美國海軍， 用于解決艦船復雜網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中大量軟件升級的兼容性問(wèn)題， 目前已經(jīng)成為美國國防部的強制標準。2003 年， DDS 被OMG 組織接受， 并發(fā)布了專(zhuān)門(mén)為實(shí)時(shí)系統設計的數據分發(fā)/訂閱標準。DDS 目前已經(jīng)廣泛應用于國防、民航、工業(yè)控制等領(lǐng)域， 成為分布式實(shí)時(shí)系統中數據發(fā)布/訂閱的標準解決方案。DDS 技術(shù)是基于以數據為核心的設計思想提出的， 定義了描述網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下數據內容、交互行為和服務(wù)質(zhì)量要求的標準。DDS 以數據為核心的設計思想非常貼合如傳感器網(wǎng)絡(luò )、指揮信息網(wǎng)等應用場(chǎng)景， 其提供的數據傳輸模型能夠很好地適應應用系統的開(kāi)發(fā)需要。
1 DDS 規范
1.1 簡(jiǎn)介
DDS 標準為OMG 組織發(fā)布的《Data Distribution Servicefor Real-time Systems》， 該規范標準化了分布式實(shí)時(shí)系統中數據發(fā)布、傳遞和接收的接口和行為， 定義了以數據為中心的發(fā)布-訂閱(Data-Centric Publish-Subscribe) 機制， 提供了一個(gè)與平臺無(wú)關(guān)的數據模型。
DDS 規范描述了兩個(gè)層次的接口，
(1) 底層DCPS (Data- Centric Publish-Subscribe) 層:將正確的信息有效地傳遞給真正需要的接收者。
(2) 可選的高層DLRL (Data Local Reconstruction Layer)層： 允許將服務(wù)簡(jiǎn)單地集成到應用層。
1.2 發(fā)布/訂閱模型
DDS 將分布式網(wǎng)絡(luò )中傳輸的數據定義為主題(Topic)， 將數據的產(chǎn)生和接收對象分別定義為發(fā)布者(Publisher) 和訂閱者(Subscriber)， 從而構成數據的發(fā)布/訂閱傳輸模型。各個(gè)節點(diǎn)在邏輯上無(wú)主從關(guān)系， 點(diǎn)與點(diǎn)之間都是對等關(guān)系， 通信方式可以是點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多、多對多等， 在QoS 的控制下建立連接， 自動(dòng)發(fā)現和配置網(wǎng)絡(luò )參數， 如圖2 所示。
DataWriter 和DataReader 與Publisher 和Subscriber 配合，實(shí)現Topic 的發(fā)布與接收， 如圖3 所示。一個(gè)Publisher 是一個(gè)負責數據分發(fā)的對象， 可以發(fā)布不同數據類(lèi)型的數據。應用程序通過(guò)DataWriter 通知Publisher給定類(lèi)型的數據對象是否存在和具體數值。當Datawriter 將數據對象的值通知Publisher 后， Publisher 負責執行數據分發(fā)任務(wù)。一個(gè)發(fā)布應用就是通過(guò)Datawriter 和Publisher 的協(xié)同實(shí)現的。
一個(gè)Subscriber 是負責接收發(fā)布的數據并使接收應用程序可以使用到數據的對象。為了訪(fǎng)問(wèn)收到的數據， 應用程序使用Subscriber 上綁定的DataReader 一個(gè)訂閱應用就是通過(guò)DataReader 和Subscriber 的協(xié)同實(shí)現的。
2 DDS 應用場(chǎng)景分析
DDS 的設計思想是以數據為中心， 因此適用于以數據傳輸和處理為主要任務(wù)的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境， 如傳感器網(wǎng)絡(luò )， 不斷地將采集到的數據傳輸到數據的訂閱應用。由于DDS 提供了豐富的服務(wù)質(zhì)量策略， 支持數據一對多、多對多等傳輸模式， 因此采用基于DDS 標準的中間件， 可以大大簡(jiǎn)化應用軟件設計與開(kāi)發(fā)工作量， 提升系統的設計水平和運行穩定性， 保證數據傳輸質(zhì)量。
以DDS 標準對網(wǎng)絡(luò )數據進(jìn)行建模， 能夠將網(wǎng)絡(luò )數據模型標準化， 包括數據的定義和QoS 策略， 能夠滿(mǎn)足應用程序的擴展和升級。當網(wǎng)絡(luò )增加數據的發(fā)布者和訂閱者時(shí)， 或者網(wǎng)絡(luò )的發(fā)布者和訂閱者軟件升級時(shí)， 只要數據模型未發(fā)生改變，則可以有效保障兼容性。
基于DDS 的數據分發(fā)設計也能夠滿(mǎn)足軍事指揮系統的應用場(chǎng)景， 特別是戰場(chǎng)態(tài)勢的獲取與發(fā)布。DDS 所支持的QoS 策略同時(shí)能夠很好地滿(mǎn)足戰場(chǎng)態(tài)勢信息傳輸的及時(shí)性和可靠性。DDS 標準并不適用于所有的網(wǎng)絡(luò )應用場(chǎng)景， 主要體現在以下兩個(gè)方面：
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