基于發(fā)布訂閱模式的空管系統(tǒng)間信息共享方案設(shè)計(jì)

蔡建坤 劉俊波

摘要 隨著空管系統(tǒng)引入越來(lái)越多應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)間進(jìn)行信息共享越來(lái)越普遍?？展芟到y(tǒng)間對(duì)信息的安全性、完整性、及時(shí)性、高效率性的要求一般都比較高，而目前空管主流的信息共享的技術(shù)手段都存在缺陷。本文設(shè)計(jì)了一種基于發(fā)布訂閱模式的系統(tǒng)間信息共享方案，可同時(shí)支持航班數(shù)據(jù)、監(jiān)視數(shù)據(jù)等信息共享，滿足了空管系統(tǒng)對(duì)信息的要求，對(duì)空管系統(tǒng)間共享信息具有良好的參照指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】信息共享 發(fā)布訂閱 航班數(shù)據(jù) 監(jiān)視數(shù)據(jù)

1 引言

1.1 空管應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)信息源的要求

空管信息主要分為航班信息和監(jiān)視信息。當(dāng)某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)需獲取另一個(gè)系統(tǒng)的空管數(shù)據(jù)時(shí)，一般考慮以下問(wèn)題：

（1）數(shù)據(jù)是否安全可靠。

（2）數(shù)據(jù)是否完整。

（3）數(shù)據(jù)是否及時(shí)。

（4）數(shù)據(jù)傳輸是否具有高效率

以上的問(wèn)題對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的安全性、完整性、及時(shí)性、高效率性要求。因此系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享需不同程度的滿足以上要求。

1.2 目前空管主流的信息共享技術(shù)介紹

目前主流的信息共享技術(shù)一般包括數(shù)據(jù)庫(kù)共享、Webservice接口、SOCKET數(shù)據(jù)包三種方式。

1.21 數(shù)據(jù)庫(kù)共享

采用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接的方式。數(shù)據(jù)提供方一般采用數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接的方式將數(shù)據(jù)庫(kù)提供給對(duì)方訪問(wèn)。數(shù)據(jù)庫(kù)共享方式存在以下不足：

（1）使雙方的系統(tǒng)具有較大的耦合性。

（2）獲取方存在數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)受限的問(wèn)題，獲取方需采用提供方類(lèi)似的或者支持轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。

1.2.2 Webservice接口

Webservice接口是遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用的一種實(shí)現(xiàn)方式。數(shù)據(jù)提供方采用SOAP方法將接口封裝成遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用，獲取方通過(guò)調(diào)用接口的方式獲取。

Webservice接口可規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸，但是存在實(shí)時(shí)性不夠的問(wèn)題。實(shí)時(shí)性視獲取方的輪詢頻率而定，當(dāng)輪詢頻率低時(shí)，延遲較大;當(dāng)輪詢頻率高時(shí)，延遲較小，但是對(duì)接口的負(fù)荷劇增。

1.2.3 SOCKET數(shù)據(jù)包

SOCKET數(shù)據(jù)包是己按定義的格式，采用TCP或UDP的傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

SOCKET數(shù)據(jù)包的實(shí)現(xiàn)通過(guò)系統(tǒng)API實(shí)現(xiàn)，在高效率性有比較好的體現(xiàn)，但是對(duì)開(kāi)發(fā)效率、可擴(kuò)展性都比較低。

2 基于發(fā)布訂閱模式的系統(tǒng)間信息共享方案

針對(duì)現(xiàn)有空管主流共享技術(shù)存在的不足，本文提出了基于發(fā)布訂閱模式的系統(tǒng)間信息共享方案設(shè)計(jì)。

2.1 發(fā)布訂閱模式介紹

發(fā)布訂閱模式，是數(shù)據(jù)發(fā)布模式的一種，在金融行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等都有廣泛應(yīng)用。發(fā)布訂閱模式定義了一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，讓多個(gè)訂閱者對(duì)象同時(shí)監(jiān)聽(tīng)一個(gè)主題對(duì)象，由發(fā)布者負(fù)責(zé)更新主題對(duì)象。當(dāng)這個(gè)主題對(duì)象在自身發(fā)生變化時(shí)，會(huì)通知所有訂閱者對(duì)象，使它們能夠自動(dòng)更新自己的狀態(tài)。

發(fā)布訂閱模式具有以下特點(diǎn)：

（1） -個(gè)訂閱者可以訂閱多個(gè)發(fā)布者。

（2）消息是會(huì)到達(dá)所有訂閱者，訂閱者可根據(jù)過(guò)濾條件獲取所需信息。

（3）沒(méi)有訂閱者都會(huì)接收到每條消息的一個(gè)副本。

（4）基于推送，消息自動(dòng)向訂閱者廣播，訂閱者無(wú)需輪詢主題獲取新消息。

2.2 共享模式設(shè)計(jì)

鑒于空管系統(tǒng)間對(duì)信息的要求，本方案根據(jù)發(fā)布訂閱模式的特點(diǎn)，定義了共享信息的三種發(fā)布模式：周期性發(fā)布模式、更新性發(fā)布模式和數(shù)據(jù)加密模式。

2.2.1 周期性發(fā)布模式

方案將周期性的將當(dāng)天所有航班的航班信息和監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布。每一個(gè)接入系統(tǒng)將定期的獲取到當(dāng)天所有航班的航班信息和監(jiān)視數(shù)據(jù)。

2.2.2 更新性發(fā)布模式

方案將實(shí)時(shí)將各個(gè)航班的實(shí)時(shí)變化數(shù)據(jù)（包括航班數(shù)據(jù)和監(jiān)視數(shù)據(jù)）進(jìn)行發(fā)布。每一個(gè)接入系統(tǒng)將實(shí)時(shí)獲取到各個(gè)航班的更新信息。

2.2.3 數(shù)據(jù)加密模式

方案可根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況對(duì)本方案發(fā)布的信息采取加密或不加密的手段。當(dāng)方案采取加密手段時(shí)，每一個(gè)接入系統(tǒng)需具備密鑰才可準(zhǔn)確獲取到數(shù)據(jù)。

周期性發(fā)布模式保障了數(shù)據(jù)的完整性，更新性發(fā)布模式保障了數(shù)據(jù)的及時(shí)性和高效率性，數(shù)據(jù)加密模式保障了數(shù)據(jù)的安全性。此三種模式可自由組合，以便最大程度滿足用戶的數(shù)據(jù)需求。

3 方案實(shí)現(xiàn)

按本方案，當(dāng)系統(tǒng)間共享數(shù)據(jù)時(shí)，其數(shù)據(jù)流走向如圖1所示。對(duì)應(yīng)共享雙方的系統(tǒng)，都增加了一個(gè)獨(dú)立的模塊，發(fā)布者的系統(tǒng)增加了發(fā)布模塊，訂閱者的系統(tǒng)增加了訂閱模塊。

發(fā)布者的發(fā)布模塊實(shí)現(xiàn)了將航班數(shù)據(jù)、監(jiān)視數(shù)據(jù)周期性、更新性的發(fā)布到數(shù)據(jù)總線的某些主題上去。訂閱者的訂閱模塊實(shí)現(xiàn)了按自身需要訂閱某些主題，以獲得空管信息。

4 本方案的優(yōu)勢(shì)

本方案具有如下的優(yōu)勢(shì)：

（1）具有較高安全性、完整性、及時(shí)性、高效率性。

（2）與數(shù)據(jù)種類(lèi)無(wú)關(guān)，可支持多種數(shù)據(jù)共享。

（3）接口跨平臺(tái)，不同操作系統(tǒng)都可以正常獲取。

（4）降低了系統(tǒng)間的耦合度。相關(guān)系統(tǒng)可自由選取數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，無(wú)需進(jìn)行不同數(shù)據(jù)庫(kù)之間的轉(zhuǎn)換。

（5）可擴(kuò)展性強(qiáng)。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜后，可將消息訂閱和分發(fā)機(jī)制單獨(dú)，增加新特性以滿足需求。

5 小結(jié)

本文將在發(fā)布訂閱模式引入到空管系統(tǒng)來(lái)，解決了目前空管主流信息共享技術(shù)的問(wèn)題，提供了新的實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)空管系統(tǒng)間的信息共享具有良好的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]楊坤，向凡夫，紀(jì)峰波，基于訂閱/發(fā)布機(jī)制的軍事信息系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)協(xié)同框架探討[J].指揮控制與仿真，2011（03）.

[2]汪錦嶺.面向internet的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院（軟件研究所），2005.

[3]董俊，基于發(fā)布訂閱模式的中間件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]，上海交通大學(xué)，2009.