第３４卷 Ｖｏ１．３４ ・增 刊 计算机工程 ２００８年９月 Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００８ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｉｓｓｕｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 软件开发与测评・ 文章编号：１０ｏｏ＿＿３４２８（２ｏ０８）增刊—加８０＿＿＿ｏ２ 文献标识码：Ａ 中圈分类号ｌ Ｎ９４５．１３ 基于内容分发的信息分发管理系统 陈洁 （华东计算技术研究所，上海２００２３３） 摘要：在内容分发网络体系架构基础上，针对信息系统中通信服务需求与网络资源的矛盾，提出系统信息分发策略、内容分发流程、资 源匹配与管理以及内容分发路由等信息分发管理概念和处理方法。基于业务信息不同的内容、类型和服务需求，采取相应的分发控制流程 和管理方法，实现网络信息的按需分发及需求资源的合理匹配，为用户提供高效、稳定的内容服务，确保信息分发的实时性和服务质量。 关健词：信息分发管理；分发策略；资源匹配；分发路由 Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ＣＨＥＮＪｉｅ （Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３３） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉ Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｓｏｍｅ ｎｏｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｔｒａｔｅｇｙ，ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｉｓｔｉｂｕｔｒｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｒｏｕｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ａｉｍ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｆｌｉｃｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ＱｏＳ ａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｅｓｏｕｒｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｔａｋｅｎ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｌｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄａｔａ ｍｏｒｅ ｒａｐｉｄｌｙ，ｅｆｉｃｉｆｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｓｔｅａｄｉｌｙ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｔｒａｔｅｇｙ；ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ；ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｒｏｕｔｉｎｇ ｌ概述 如何保证网络中数据业务的通信需求达到用户满意的程 度是长期存在的问题。网络中通信量迅速增长，单纯依靠增 加带宽已无法满足对服务质量的要求。尤其在军事信息系统 中，战术通信网络的传输手段通常是有线通信和无线通信的 结合。由于战时带宽资源极其有限，因此需要对数据业务进 行按需分发…。同时，战术通信系统中还存在通信网与上层 指控应用的脱节，造成应用业务需求与通信资源状态不匹配， 局部网络拥塞以及链路负载不均衡等问题 。 针对上述情况，提出信息分发管理系统的理念，采用内 容分发网络的基础架构，提供目录检索服务、分发／订阅服务、 感知／访问服务以及递送支持等服务，从而构建一种新的分层 图１信息分发管理系统体系结构 ３基于内容的信息分发管理 在分布式ＣＤＮ的体系结构基础上，基于内容分发的信息 分布式分发网络，以满足军事信息系统的实时响应、按需分 发和均衡负载等要求 Ｊ。 分发管理系统主要包括内容分发策略、基于内容的分发流程、 业务与资源的匹配管理和内容分发路由等方面的处理方法和 过程。 ２信息分发管理系统的网络体系结构 本文描述的信息分发管理系统是以分层分布式网络为基 础的信息服务平台，采用了基于内容分发网络的基本架构 。 其核心骨干网络由高速链路和分布在边缘的信息分发服务器 组成，各分布式的自组织通信子网通过服务器接入骨干网络。 ３．１信息分发策略 要改善网络传输的服务质量状况，实现信息有序和按需 分发，首先需要制定一套管理和控制网络分发、访问的规则。 系统由分布在“边缘”的信息分发服务器群完成信息的 存储、处理，基于内容的按流程分发，内容智能路由，入口 流量控制，业务与资源的匹配和管理等各项功能和服务。服 信息分发策略提供了这种机制，用来说明网络中的设备应该 如何处理不同类型的通信业务，并管理网络中分布的设备使 之具有一致的配置。 基金项目：国家部委基金资助项目 务器中应有一个作为管理中心，负责信息分发策略的制定和 下发。可移动的信息用户，通过无线信道连接分发服务器， 形成多个无线自组织通信子网，接入分发管理系统网络，并 通过服务器的注册和管理，获得信息分发管理系统的服务。 该系统的整体结构如图１所示。 作者倚介：陈机网络技术 洁（１９６７－－），女，高级工程师，主研方向：移动计算 Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｉｅ＠ｅｃｉｃｔ．ｃｏｒｎ．ｃｎ 收稿日期：２００８—０８—２８ 信息分发策略由分发管理系统的管理员定义，包含的规 则有： 务质量与当前的网络资源利用状态进行匹配和管理，即控制 网络的入口流量，确保优先和紧急业务得到满意的ＱｏＳ保障， 同时优化网络资源的利用。为此，在原有的应用层与通信网 络之间的数据业务接口基础上，增加控制管理信息的交互接 口，使信息用户与分发服务器之间能够交互业务属性（包括 内容类型、优先级别、数据量等）和网络资源状态信息，以 达到用户服务质量需求的自适应调整及与网络资源状态的最 佳匹配，并由各分发服务器控制骨干网络的入口总流量，调 （１）相关信息传递给谁； （２）传递什么内容的信息； （３）往哪里传递； （４）什么时间传递； （５）以怎样的方式、手段传递。 分发策略由管理中心统一制定、规划和管理，并将各项 业务的优先级别、分发策略、流程规划等策略预案下发给各 分布式信息分发服务器，由服务器实施预定策略，管理信息 的分类、资源分配、流动方式、传输路径和时机等，保证能 够根据接收到的信息属性及通信需求的描述，按照管理中心 度、管理网内的通信资源使其得到合理的应用，保证信息的 高效、有序分发，从而实现信息分发系统的应用层与通信层 之间基于内容的一体化。 分发服务器主要通过对不同内容类型的业务流进行流量 下发的策略预案，确定相应的路径、带宽和传输保障方式， 实施数据的高效分发，使网络资源得到合理、有效的利用。 ３．２基于内容的分发流程 对于业务信息的分发，信息分发管理系统采用内容分发 方法，通过解析用户数据业务或请求的具体内容，按照预先 制定的与业务类型相匹配的分发流程，将业务信息自动、透 明地发送到相应的服务器，实现基于内容的数据分发。由于 大量的分发业务和访问请求，均由分发流程依据最佳的分发 策略原则自动定向传输到适当的目的端服务器，能够实现适 当的信息分发给适当的用户，即按需分发，因而可大幅提高 传输信息的相关性，有效降低网络传输的负载压力，最大限 度地提高分发到用户的相关信息流量和网络利用效率。 对数据的内容解析和按流程分发，是由网络边缘分散配 置的各信息分发服务器完成的。业务数据报文在服务器中处 理的方法和步骤如图２所示。 删 豳分发圈ｌｉ 一 及报文内容ｌ１ｆ －一一１ Ｉ． 地址 户 里 苎苎： 堕苎些堕望 是否已注册：； 斓黼蕺麟 －＿Ｊ１ ］ 信息 ——－—－———处理 户 ｊ嚣 蝗 一１ｌ一 报文｝ 圈２基于内容的按漉程分发 信息分发服务器通过通信接口将接收到的用户业务数据 经传输服务模块向上层传递，信息处理模块与传输服务之间 传递完整的报文信息。通过报文解析处理，可以获知业务的 类型、优先级别及报文内容等信息，进而由分发控制模块对 此进行分析，基于报文类型和内容，查找并执行与之相匹配 的信息分发流程，确定报文分发的目的用户。报文的下发首 先由名录服务完成用户名称地址与实际通信地址的转换，对 于不在线的目的用户，由信息过滤模块将报文缓存至数据库， 否则即由传输服务将封装好的报文按照指定的分发流程直接 发送给各目的端用户，实现基于内容的按流程分发。 ３．３资源匹配和管理 在网络带宽资源有限的情况下，需将数据业务的传输服 控制和路径调度，完成对网络资源的分配和管理，资源分配 和管理流程如图３所示。 队列 圈３资源匹配与管理方法漉程 从上图可以看出，在网络边界的一对源端和目的端服务 器之间，将其通信量的整体集合按照业务类型映射到不同服 务类别。服务器内部的资源调度算法根据不同业务类别和服 务质量要求，调整各业务流在发送队列中所占的长度，控制 业务发送流量，从而为不同业务配置相应的带宽资源。对于 优先级或实时性要求高的紧急业务，可以充分利用服务器之 间的多条传输路径，实施路径调度，合理占用其他业务应用 的网络资源，实现业务应用与网络资源的优化匹配。由于骨 干网络的结构复杂，边界节点问存在多跳链路，因而采用业 务流量控制和路径调度的方法较之动态配置和调整各条链路 带宽更易于实现；同时该方法比基于ＩｎｔＳｅｒｖ的预留资源方法 具有更高的资源利用率。 ３．４内容分发路由 内容路由的功能是根据用户业务的具体内容，将特定的 业务流导向由分发流程指定的适当的节点，即确定不同内容 的业务数据到达接收端的分发路径。 在网络的通信对端之间存在多条传输路径，通常的动态 路由方法容易造成局部拥塞、负载不均衡导致资源利用率低 等问题。与此不同，内容分发路由方法，可以根据不同业务 的内容特性和服务质量需求，通过负载均衡策略，为各项业 务指定合适的传输路径，在满足各业务服务质量需求的前提 （下转第８４页） 一８１— 如图６所示，考虑较为恶劣的情况，以Ｖ２作为输入信 ３实际模拟 号，Ｖｌ作为干扰信号。经过此电路以后，包络线上的干扰信 笔者采用Ｍｕｌｔｓｉｍ２００１软件辅助模拟电路的设计，同时 号被抑制，达到了滤波的作用。实际工作中，干扰信号Ｖ１ 也在实验室通过面包板搭建了此电路，并进行了试验。试验 的峰一峰值Ｖ。一。远比２ Ｖ小，其噪声频率也比１ ｋＨｚ大，如 数据Ｉｏ与仿真数据Ｉｏ’如表１所示。其中，测得实际阻值 图７所示，仿真说明此电路对高频噪声也有很好的抑制，同 Ｒ２＝１１９．９ｋ Ｑ，Ｒ３＝９．９２ｋ Ｑ，Ｒ４＝５６．４ｋ Ｑ。可以看出，仿真 时对于低频信号几乎没有相移延时，满足客户要求。 结果与试验数据接近，证明仿真数据具有可信度。 表１试验数据与仿真数据 ４结束语 利用Ｍｕｌｔｓｉｍ２００１软件设计模拟电路，与在实验室面包 板上搭建电路测试结果几乎一致，但却可以不受元器件种类、 图６较为恶劣的干扰 数量和测试仪器的限制，使得设计者可以节约成本和时间。 总之，高品质的仿真性能和强大的分析能力使设计者能快速 有效地完成设计任务。 参考文献 【１］田智勇，李延斌，李忠波，等．基于ＥＤＡ电子线路的仿真研究【ＪＪ 沈阳工业大学学报，２００２，（４）． ［２】从宏寿．程卫群，李绍铭．ＭＵＬＴＳＩＭ ８仿真与应用实例开发［ＭＩ１ 北京：清华大学出版社，２００２：９８—９９，１３９一ｌ４２． ｝３］童诗自，华成英．模拟电子技术基础［Ｍ】．三版．北京：高等教 图７实际情况下的干扰仿真 育出版社，２００３：２５３—２５７ （匕接第８１页） 卜，最大地提升剐络资源利用效率。 图４是内容分发路由的４ 结束语 结构模型。 信息分发管理系统提出了网络信息按需分发和智能管理 的思想和运作模式，为解决网络资源与通信服务之问的矛盾 提供全新的概念和方法，尤其适用于军事信息系统。在制定 端 总体分发策略及规则的基础上，为不同业务类型的信息提供 按流程的分发处理，实现信息的按需分发。在传输保障方面， 根据信息内容分类和通信服务需求进行交互式资源匹配和管 理，并为各类业务提供专属的内容分发路由，为实现通信需 求与网络资源的优化匹配，提高网络利用效率，保证信息的 实时、可靠分发提供一种新的方法。 翻ｔ盈辩 业务传输通道 参考文献 图４内容分发路由结构模垂 ｆ １］Ｅｒｆｅｎ Ｓｔｒａｉｎ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅａｍ．Ｔｈｅａｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 从图中可以看出，内容分发路由根据发送信息的内容， （ＩＤＭ）［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ．ｏｆ ２ １ Ｓｔ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ 在连接端系统的入口和出口分发服务器之间，建立特定的数 Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｖｉｒｇｉｎｉａ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ．２０００ 据通道。通道的路径选择由分发服务器来确定，处于通道路 【２１ Ｂｒｕｃｅ Ｔ Ｂ．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ／Ａｄｖａｎｃｅｄ 径中间的节点只负责信息交换，而不必再去选择路由。分发 Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ． 服务器根据不同业务的类型、级别，利用报文标签交换方法， ｏｆ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．ＩＳ．１．Ｊ：ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ，１９９９． 为其选择和制定符合全局优化目标的通道，并允许资源匹配 ［３］张俊，王舂江，林媛康．基于信息分发管理的内容分发网络模 管理功能对每个业务流的路径通道进行调度和再分配，从而 型【Ｊｊ．电视技术，２００６，１１：８ＯＩ８２． 实现基于内容的分发路由管理和资源匹配、负载均衡等综合 【４］佘丹娴．内容分发网络（ＣＤＮ）的发展与应用…．中山大学研究 优化目标。 生学刊．２００６，２６（１）：９５—１０３． 一８４