【文章內(nèi)容簡介】 式中的決策變量?？紤]自由向量，支撐，自由度，應力等概念在該層上的體現(xiàn)和相互之間的聯(lián)系。 首先從應用層入手在建模的時候可以先從應用層入手，如HTTP，F(xiàn)TP，TELNET，SMTP，REMOTE DATABASE ACCESS等協(xié)議，這些協(xié)議是直接建立在TCP協(xié)議之上，位于OSI模型中的最頂層——應用層，如圖所示?！竟?jié)點】：系統(tǒng)標志應用層模型中節(jié)點的是系統(tǒng)中的分布式服務(wù)，每個服務(wù)有一個節(jié)點與之相對應，不論幾個服務(wù)在同一個物理機器上，還是一個服務(wù)有幾個并行的物理服務(wù)器，一種服務(wù)標志模型種的一個節(jié)點。設(shè)服務(wù)節(jié)點集合為S={S1, S2, … , Sn}；【 邊 】：服務(wù)之間的協(xié)作關(guān)系可以看作是節(jié)點之間的邊，即服務(wù)之間的邏輯通路（如同軟件測試的MM路徑和系統(tǒng)路徑）。設(shè)節(jié)點間的可行鏈路矩陣為SE={ SEij| i, j=1, 2, …, n }；【問題】：結(jié)合系統(tǒng)的實際使用情況，考察服務(wù)上的荷載壓力和服務(wù)之間的信息流量。設(shè)服務(wù)的荷載集合為LS={ LSi | i=1, 2, …, n}，設(shè)服務(wù)之間的邏輯鏈路上的協(xié)作流量為TS={ TSij| i, j=1, 2, …, n }。 考察荷載壓力時，可以根據(jù)服務(wù)的協(xié)作邏輯，用一個集合Ux表示此x場景在整個分布式系統(tǒng)中的實現(xiàn)，它代表這個場景所對應的服務(wù)協(xié)作，確定一個完整的使用方式集合中的一個元素。Ux由兩部分描述，一個是這個場景的預估使用情況Qx（完成次數(shù)/秒），另一個是此場景對各服務(wù)的使用集合，Cx = {Cx1 , Cx2 , …, Cxi ,…, Cxn}，其中Cix是此場景中對服務(wù)i的消耗情況系數(shù)，標志此場景在所有場景中對i服務(wù)所需的資源情況和處理情況，此參數(shù)可以參照相關(guān)工業(yè)標準制定，或根據(jù)實際項目的具體情況制定（根據(jù)CPU利用率、內(nèi)存占用情況、磁盤I/O情況的不同而變）；Ux = QxCx = Qx{Cx1, Cx2, …, Cxn}。則有： 考察服務(wù)之間信息流量時，可以根據(jù)服務(wù)的協(xié)作邏輯，用一個矩陣TSx 表示此x場景實現(xiàn)所要求的服務(wù)之間的信息流量。Tx 由兩部分描述，一個是這個場景的預估使用情況Qx（完成次數(shù)/秒），另一個是矩陣，表示一次場景實現(xiàn)所需要的服務(wù)之間的信息流量。則有：；【權(quán)值】：在應用層建模中，為求服務(wù)上的荷載壓力，不考慮資源和時間等因素，節(jié)點上的自反權(quán)值可設(shè)為與之相對應的壓力P＝{P1, P2, …, Pn} = f (U, Q) ；邊上的權(quán)值可設(shè)為TSij。s【公式】： （1）； （2）； （3）； 【決策變量】：從公式中可以知道，應用層模型中，服務(wù)的荷載Li 是在預估系統(tǒng)使用情況的情況下，對服務(wù)荷載的建模，它的決策變量是Ck和Qk，在Qk一定的時候，Ck即為決策變量，即分布式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)；協(xié)作流量TSij的決策變量是除了CTkij和Qk，在Qk一定的時候，CTkij即為決策變量，即服務(wù)之間的調(diào)用方法；由此可以看出，在分布式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)一定，并且預估系統(tǒng)的使用情況的條件下，這種應用層的系統(tǒng)集成建模已經(jīng)可以考察系統(tǒng)架構(gòu)中各種服務(wù)上的荷載壓力以及服務(wù)之間的信息流量。 其次建模點到點的通訊層面TCP/IP層；在分布式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)一定，并且預估系統(tǒng)的使用情況的條件下，應用層的系統(tǒng)集成建模已經(jīng)可以得出服務(wù)上的荷載壓力以及協(xié)作流量。對應于這樣的需求，在將分布式服務(wù)實施到物理主機的時候，可以應用很多種的分布式服務(wù)器配置方案；系統(tǒng)集成建模在通訊層面TCP/IP層的建模正是對比這些服務(wù)器配置方案，找出系統(tǒng)性能等指標的決策變量，對系統(tǒng)配置進行優(yōu)化，并最終選出幾種方案種的最優(yōu)解。從應用層建?？梢缘玫剑悍?wù)的荷載集合LS={ LSi | i=1, 2, …, n}；協(xié)作流量矩陣。 【節(jié)點】：系統(tǒng)標志傳輸層模型中節(jié)點的是系統(tǒng)中的分布式物理服務(wù)主機，主機和節(jié)點一一對應。設(shè)主機節(jié)點集合為M={M1, M2, …, Mr}，應用層和TCP/IP的節(jié)點有對應關(guān)系矩陣：其中，系數(shù)矩陣元素取值為0或1。此關(guān)系矩陣可描述兩個概念：當描述服務(wù)S向主機M映射的時候，它表述為服務(wù)配置主機的配置情況；當描述主機M向服務(wù)S映射的時候，它表述為主機上配置了哪些服務(wù)；【 邊 】：主機之間的通訊可以看作是節(jié)點之間的邊，即主機之間的物理網(wǎng)絡(luò)拓撲。設(shè)節(jié)點間的可行鏈路結(jié)合為E={ Eij| i, j=1, 2, …, n }，因為主機之間的通訊是有方向的，因此模型應該是一個有向圖，即Eij ≠ Eji；【問題】：結(jié)合系統(tǒng)的實際使用情況，結(jié)合應用層建模的結(jié)果——分布式系統(tǒng)種分布服務(wù)的荷載壓力和協(xié)作流量，考察主機服務(wù)器上的荷載壓力以及真實的物理網(wǎng)絡(luò)流量。模型建立在對實際使用情況的預估和模擬下，前提條件是應用層建模結(jié)果，根據(jù)預估并建模的服務(wù)使用情況和通信流量，在將分布式服務(wù)實施到物理主機的時候，可以應用很多種的分布式服務(wù)器配置方案；配置方案的內(nèi)容包括：分布式服務(wù)器的物理拓撲結(jié)構(gòu)，各個物理主機的配置情況，服務(wù)S向主機M的映射關(guān)系，以及物理主機之間的協(xié)作關(guān)系等。系統(tǒng)集成建模在通訊層面TCP/IP層的建模正是對比這些服務(wù)器配置方案，找出系統(tǒng)性能等指標的決策變量，對系統(tǒng)配置進行優(yōu)化，并最終選出幾種方案種的最優(yōu)解。在TCP/IP層建模的時候，根據(jù)系統(tǒng)配置方案，列出主機節(jié)點集合，和系統(tǒng)物理鏈路作為網(wǎng)絡(luò)模型中節(jié)點的邊?，F(xiàn)在已知：系統(tǒng)的物理拓撲——也就是圖模型的結(jié)構(gòu)以及主機的配置情況；系統(tǒng)使用的各種請求的分布情況；以及由此可以得出的服務(wù)上的壓力情況。預求的結(jié)果是：壓力在物理主機上的分配情況，以及由此可得的系統(tǒng)平均反映時間。由此可以看出，模型中缺少的一個計算條件是：物理主機之間的協(xié)作關(guān)系，即配置有同一個服務(wù)的主機如何分配服務(wù)的請求。考察系統(tǒng)的節(jié)點壓力，可以設(shè)系統(tǒng)自由向量S={S1, S2, … , Sn}；系統(tǒng)的支撐為關(guān)系矩陣 （aij的值為0或1），系統(tǒng)的自由度為 ，與系統(tǒng)的支撐為關(guān)系矩陣相對應的應力的分配比例有比例矩陣，其中（，表示矩陣縱排之和為1，系統(tǒng)意義是一個服務(wù)在各個主機上的的分配；，系統(tǒng)意義是橫排元素和服務(wù)壓力之積的和為此橫排代表主機的總壓力），它由負載均衡策略和請求分配方法決定。設(shè)相應的應力矩陣為 ，則有計算公式：【公式】：；【權(quán)值】： TCP/IP層的系統(tǒng)集成建模中，節(jié)點是系統(tǒng)中的計算單元，權(quán)值可設(shè)置為節(jié)點之間的實際通訊流量；【決策變量】：從公式中可以知道，TCP/IP層系統(tǒng)集成模型中，主機的荷載矩陣是在預估系統(tǒng)使用情況的情況下，對物理主機荷載的建模，它的從公式中可以知道，它的決策變量是服務(wù)的荷載LSi和分配矩陣B ，LSi的決策變量是Ck和Qk，在Qk一定的時候，Ck即為決策變量，即分布式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)；分配矩陣B，即系統(tǒng)對于請求負載的分配策略，即應力的分配比例——支撐的內(nèi)部協(xié)作機制。 系統(tǒng)集成方案的設(shè)計過程系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)是充分的理解本身系統(tǒng)和條件：了解系統(tǒng)的軟件架構(gòu)，系統(tǒng)內(nèi)部是如何進行通訊和協(xié)作的，即了解系統(tǒng)的自由向量，自由度。預估系統(tǒng)使用方式和使用頻度，使用第一節(jié)中應用層的建模方法建模，可以得到系統(tǒng)在自由向量上每個服務(wù)的壓力需求，和服務(wù)之間的信息量要求，將用戶使用的視圖轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的服務(wù)視圖。然后根據(jù)應用層建模的結(jié)果可以選擇為服務(wù)配置計算單元的配置方案、網(wǎng)絡(luò)拓撲方案以及流量分配荷載均衡的方案。再應用第一節(jié)中TCP/IP層建模方法建模，可以得到系統(tǒng)在主機上的壓力需求，和主機之間的通信量要求。分析模型的決策變量，可以找到系統(tǒng)集成的瓶頸，并進行改進。并且可以應用建模方法對比幾種系統(tǒng)集成的方案，如服務(wù)器的使用，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t情況以及平均的請求返回時間等。 系統(tǒng)集成方案分析和選優(yōu)，以及優(yōu)化的建模 進行系統(tǒng)優(yōu)化，首先應明確系統(tǒng)集成優(yōu)化的目標。分布式系統(tǒng)集成的優(yōu)化目標是在滿足系統(tǒng)正常使用的情況下，設(shè)計分布式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲方案和服務(wù)器配置方案，使得系統(tǒng)的投資達到最小。 系統(tǒng)就如同一個平面結(jié)構(gòu)，有豎直方向和水平方向概念。 豎直方向是指完整處理用戶請求的串行數(shù)據(jù)流方向。如一個HTTP請求進入系統(tǒng)需有WEB的服務(wù)器接受請求，再訪問數(shù)據(jù)庫，最后返回Response。這樣的方向就是豎直方向?？梢哉f豎直方向代表的是分布式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)。豎直方向上的荷載分流和均衡技術(shù)需要有很好的軟件架構(gòu)，即系統(tǒng)不會讓系統(tǒng)中豎直方向某個層面上的負載過重這種不均衡現(xiàn)象。這樣的現(xiàn)象會產(chǎn)生某個層面工作過重，而其他層面上的計算單元處于閑置狀態(tài)，出現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸。水平方向是指系統(tǒng)處理同類的不同請求的并行數(shù)據(jù)流方向。如系統(tǒng)有多個WEB服務(wù)器和DB服務(wù)器作為集群系統(tǒng)。則同類請求可能由不同的主機來同時處理。這樣的并行方向就是水平方向。水平方向代表的是分布式系統(tǒng)的并行計算結(jié)構(gòu)。水平方向的荷載均衡技術(shù)需要有很好的請求分配技術(shù)，即系統(tǒng)不會某臺或者某幾臺計算單元處理過多的請求而提供同樣服務(wù)的其他主機處于閑置狀態(tài)，出現(xiàn)壓力分布不均衡。 系統(tǒng)的優(yōu)化可以分別從豎直方向和水平方向來進行。豎直方向上，即應用層模型的優(yōu)化，可以采用多服務(wù)協(xié)作的軟件架構(gòu)，將不同的服務(wù)配置到不同的主機上，使得復雜的過程被分解為幾塊，由多個計算單元來依次處理。當系統(tǒng)的軟件架構(gòu)一定的情況下，則可以使用許多其他的方式方法來平衡豎直方向的壓力，比如判斷請求的地址和內(nèi)容來決定是否處理請求等。水平方向殺過那的優(yōu)化方法，則更直觀和豐富?？梢越o壓力最大的服務(wù)配置多臺主機等。 系統(tǒng)集成的建模是在多個層次上進行的，按照系統(tǒng)集成可以定制調(diào)優(yōu)的層面，每個層次對應不同的主題。在系統(tǒng)集成模型的基礎(chǔ)上，分析模型的決策變量，找到系統(tǒng)集成的瓶頸，并進行改進?？梢赃M行系統(tǒng)集成的優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化也是可以針對不同層次的主題而進行。從而把系統(tǒng)集成的優(yōu)化工程化，結(jié)構(gòu)化。 小結(jié)本章是本文的理論核心，主要介紹了用圖論和結(jié)構(gòu)的理論指導建模分布式系統(tǒng)的方法，提出按照OSI網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議模型的七層結(jié)構(gòu)來進行建模。并通過分析系統(tǒng)豎直方向和水平方向上的壓力瓶頸，能夠在各個層面上，針對不同的主題調(diào)優(yōu)系統(tǒng)集成方案，最終達到在滿足系統(tǒng)的使用要求條件下的最小投資。SEVEN系統(tǒng)正是在這樣的建模方法之下，進行了多層的建模，并且針對不同的主題，在各個層面上調(diào)優(yōu)。最終達到豎直方向和水平方向上的壓力平衡。在很大概率上保證系統(tǒng)的可靠性。4. SEVEN系統(tǒng)簡介ECMS系統(tǒng)是HP CSSC（China Software Solutions Center）正在進行的分布式應用系統(tǒng)。ECMS(External Corporate Messaging Solution)是這樣一套成熟的產(chǎn)品，它是一整套基于J2EE的運算框架，運用Apacheamp。RESIN作為WEB服務(wù)器，由Apache來處理HTTP請求和回復，由RESIN作為應用服務(wù)器，其他服務(wù)是Java Application。它分個人版和企業(yè)版本，在客戶端分別是兩個client端桌面程序，它們可以讀取個人PC機器上的Outlook Express等郵件客戶端和郵件服務(wù)器上的郵件，穿過VPN以SSL加密的方式，通過web服務(wù)器發(fā)送到Web瀏覽器，WAP瀏覽器，PocketPC和palm的瀏覽器上。使企業(yè)中的移動用戶可以無論在什么樣的地方都可以存取自己的重要信息。另外，系統(tǒng)還有數(shù)據(jù)倉庫功能，方便系統(tǒng)管理員查閱從前的系統(tǒng)使用情況。當用戶在企業(yè)內(nèi)收到新的郵件的時候，可以收到由系統(tǒng)發(fā)出的提醒短信。本系統(tǒng)集成了多種技術(shù)，提供給用戶一套完整的服務(wù)，SSL加密信息安全技術(shù)，Oracle AQ信息隊列技術(shù)，SMPP協(xié)議短信技術(shù)，SMTP協(xié)議郵件技術(shù)，HTML模板技術(shù)等等，共同支撐起這樣完整的一套移動信息系統(tǒng)。 功能簡介SEVEN系統(tǒng)是一個移動軟件架構(gòu)，能使移動運營商快速的Deliver 給企業(yè)用戶Turekey數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。有了SEVEN系統(tǒng)，用戶移動設(shè)備安全的訪問在企業(yè)防火墻之后的企業(yè)數(shù)據(jù)。 需求移動用戶的數(shù)量比過去5年增長了2倍。并且現(xiàn)在政府以及各行各業(yè)推行無紙化辦公，無論是商業(yè)上，行政上，亦或是娛樂生活上，Email已經(jīng)變成了溝通和聯(lián)系的最主要方式之一。但現(xiàn)在移動設(shè)備的用戶不能及時的接收到他們的電子信件。因此很多需要立即接收并且得到回復的電子郵件就無法處理，而通常這樣的信件又是非常重要和緊要的。因此這樣的損失是巨大的。而一個移動用戶在出差，旅行，或者開會等外出時候，每天平均會花至少53分鐘的時間處理接收電子郵件的事情。有時候甚至沒有辦法接收到企業(yè)電子郵件。 系統(tǒng)功能功能： Email接收；讀，寫，恢復，轉(zhuǎn)發(fā)電子郵件服務(wù) 個人信息管理Personal Information Management；編輯修改日歷和計劃；編輯管理個人和企業(yè)地址本 Multiple Access Points多路訪問帶有WAP瀏覽器的移動設(shè)備，如Pocket PC, Palm OS等；桌上電腦，移動筆記本通過IE等WEB瀏覽器；或者通過智能設(shè)備上的客戶端程序訪問；SEVEN系統(tǒng)的訪問方法如下表所示：網(wǎng)絡(luò)連接的企業(yè)版（EENC）服務(wù)器連接的企業(yè)版(EESC)個人版 (PE)描述企業(yè)的IT管理部門不需要企業(yè)內(nèi)部信息流通的記錄為企業(yè)IT部門 設(shè)計的解決方案，帶有最少的企業(yè)信息；為個人注冊用戶設(shè)計的方案連接方法直接連接到企業(yè)郵件服務(wù)器上的安全連接安全的連接到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)里一個SEVEN企業(yè)服務(wù)器EESC安全的連接道一個個人版的桌面客戶端 網(wǎng)絡(luò)連接企業(yè)版EENC： 服務(wù)器連接企業(yè)版EESC： 個人版PE： SEVEN系統(tǒng)功能和服務(wù)項目矩陣 郵件服務(wù)器功能 Microsoft Exchange Microsoft Exchange 2000Lotus Domino Lotus Domino R5Supported IMAP Mail ServerSupported POP Mail Server收發(fā)郵件P, N, SP, N, SP, NP, NP