【文章內(nèi)容簡介】 完善的系統(tǒng)接口規(guī)范，凡是符合此規(guī)范的硬件、軟件、子系統(tǒng)都可以平滑地接入系統(tǒng)。指揮中心建設(shè)是“金盾工程”的一部分，同樣也要遵循標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，而公安交通指揮中心建設(shè)本身又是一個(gè)系統(tǒng)集成項(xiàng)目，需要將不同廠家、不同功能的子系統(tǒng)集成到一個(gè)指揮調(diào)度平臺(tái)上來，其中的硬件接口規(guī)范因?yàn)槎甲駨南鄳?yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如視頻標(biāo)準(zhǔn)、通訊標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、供電標(biāo)準(zhǔn)）相對(duì)簡單，而軟件接口還沒有一個(gè)統(tǒng)一的解決方案。不同生產(chǎn)廠家所編制的軟件功能及實(shí)現(xiàn)方式各不相同。為了以后的擴(kuò)展需要制定出一套用于公安交通指揮中心集成的軟件接口規(guī)范體系。以利于集成其他子系統(tǒng)或產(chǎn)品，從而逐漸完成整體指揮中心的架構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用消息傳送中間件提供實(shí)時(shí)的、高效的、可靠的、跨越不同操作系統(tǒng)、跨越不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的消息傳送服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各交通業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間、業(yè)務(wù)子系統(tǒng)與信息交換平臺(tái)之間、應(yīng)用系統(tǒng)與信息交換平臺(tái)之間和信息交換平臺(tái)內(nèi)部各分布式模塊之間的信息通信。系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)、事件以及控制命令均采用XML進(jìn)行封裝，通過消息傳送中間件傳送到數(shù)據(jù)層、中間層和應(yīng)用層的各業(yè)務(wù)處理模塊，由具體的業(yè)務(wù)處理模塊進(jìn)行解析和處理。這樣，基于XML消息解析的信息交換和處理機(jī)制以及透明的安全可靠的消息傳送中間件共同構(gòu)成了系統(tǒng)的分布式應(yīng)用支撐環(huán)境。 消息傳送機(jī)制消息傳送機(jī)制所描述的是系統(tǒng)內(nèi)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、綜合信息交換平臺(tái)、與非公安信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)之間信息傳遞和有效交付的方法和過程。本系統(tǒng)采用消息傳送中間件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中所有分布式應(yīng)用的消息傳送。中間件最初是指一類連接性的軟件，它能夠提供一組服務(wù)，允許在多個(gè)機(jī)器上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)交互。它涵概了從主機(jī)到客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。隨著中間件在分布式系統(tǒng)中的不斷發(fā)展，尤其是Internet相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和成熟，中間件的概念和種類也在不斷發(fā)展。當(dāng)前，中間件更多指的是一類操作系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間的一類系統(tǒng)軟件。它屏蔽各操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的底層細(xì)節(jié)，為分布式應(yīng)用提供基礎(chǔ)框架。有了中間件以后，可以更方便的開發(fā)、運(yùn)行和管理分布式應(yīng)用系統(tǒng)。消息中間件是指通過一定格式將數(shù)據(jù)從一個(gè)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)應(yīng)用程序，能在不同平臺(tái)之間通信，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)中可靠的、高效的、實(shí)時(shí)的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸，并能支持多種平臺(tái)及多種開發(fā)工具的中間件 。本系統(tǒng)的消息傳遞方式需求有2種：直接交付模式和訂閱發(fā)布式模式。其中直接交付模式是指消息直接從源應(yīng)用程序傳遞到目標(biāo)應(yīng)用程序，這種交付模式多用于系統(tǒng)內(nèi)各分布式核心模塊之間的信息交換和各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳遞。訂閱發(fā)布模式是指源應(yīng)用程序并不一定知道消息的“消費(fèi)者”是誰或者一個(gè)消息具有多個(gè)“消費(fèi)者”，因此只能將消息按消息內(nèi)容的意義發(fā)布到某一信息主題上，由對(duì)該信息主題感興趣的消息消費(fèi)者主動(dòng)訂閱獲取。[ 1] 消息傳遞示意圖無論是那種消息傳遞方式，都要求消息傳送模塊必須安全、可靠、高效的將消息送達(dá)，提供消息傳遞的“透明鏈路”。 一個(gè)優(yōu)秀的消息中間件能夠提供以下功能：端到端的實(shí)時(shí)通信服務(wù)；端到端的可靠傳輸服務(wù)；簡單易用、高效可靠的分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用編程接口（APIs）簡單且易學(xué)易用；分布式應(yīng)用的管理平臺(tái)，通過名字服務(wù)和應(yīng)用管理等方式；對(duì)分布式應(yīng)用的管理和監(jiān)控；安全管理（加/解密）功能，為客戶應(yīng)用之間的消息傳輸提供了數(shù)據(jù)安全性保證，有效保護(hù)了私有數(shù)據(jù)的保密性；支持常連接和動(dòng)態(tài)連接（遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的撥號(hào)連接），能夠更好的適應(yīng)不同情況下通訊的應(yīng)用；支持多種網(wǎng)絡(luò)底層環(huán)境等。上述消息中間件的功能能夠?yàn)楸鞠到y(tǒng)的消息傳送需求提供完整的解決方案，不僅能夠提供安全可靠高效的消息傳送服務(wù)，而且還能夠提供更完善的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持、負(fù)載均衡控制以及傳送管理和維護(hù)等服務(wù)。由消息中間件提供的消息傳輸服務(wù)用例如下圖所示：[ 2] 消息服務(wù)用例圖消息中間件相當(dāng)于一個(gè)消息總線，是系統(tǒng)通信的橋梁，連接系統(tǒng)中所有的部件，負(fù)責(zé)消息的分派、傳遞、過濾和處理結(jié)果返回等。各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)掛接在消息總線上，向總線登記感興趣的消息類型。系統(tǒng)構(gòu)件根據(jù)需要發(fā)出消息，由消息總線負(fù)責(zé)將該消息分派到系統(tǒng)中所有對(duì)此消息有需求的子系統(tǒng)；子系統(tǒng)接收到消息后，根據(jù)自身狀態(tài)對(duì)消息進(jìn)行響應(yīng)，并通過總線返回處理結(jié)果。由于子系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，并不要求各個(gè)子系統(tǒng)具有相同和地址空間或局限在一臺(tái)機(jī)器上。 [ 3] 應(yīng)用進(jìn)程基本處理流程在消息中間件的支撐下，系統(tǒng)中的任意一個(gè)模塊可以通過消息中間件將信息傳遞到另一個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)信息的交互通訊。在這個(gè)基礎(chǔ)上，各模塊之間可以自由制定消息通訊協(xié)議，通過消息中間件實(shí)現(xiàn)消息透明的高效可靠安全的傳送。消息的具體內(nèi)容由消息提供模塊封裝，由消息接收模塊解析處理。通過定義新的消息格式，系統(tǒng)能夠進(jìn)一步為今后對(duì)其他系統(tǒng)的集成提供簡單的方法和靈活的部署。這種消息處理機(jī)制具有極強(qiáng)的靈活性、易用性、可擴(kuò)展性和易擴(kuò)充性。 消息格式采用XML進(jìn)行封裝（對(duì)XML的簡介請(qǐng)參見后面的章節(jié)）。優(yōu)秀的消息中間件有TongLINK/Q、BEA的eLink 、IBM的MQSeries等，本設(shè)計(jì)推薦使用東方通科技的TongLINK/Q消息傳送中間件。東方通科技是國內(nèi)最大的中間件平臺(tái)技術(shù)專業(yè)廠商之一，TongLINK/Q是該公司完全自主研發(fā)的基于消息隊(duì)列的消息中間件產(chǎn)品，在金融、郵電、交通、政府等行業(yè)有許多成功的應(yīng)用案例。下一章節(jié)將以東方通科技的TongLINK/Q為例簡要介紹消息中間件的功能和特性。TongLINK/Q 是面向分布式應(yīng)用的消息傳送中間件，它為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行，提供了靈活和易用的支撐平臺(tái)。TongLINK/Q 提供兩種通訊方式，實(shí)時(shí)通訊傳輸和可靠通訊傳輸。在分布式的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理環(huán)境中，它擔(dān)當(dāng)通訊資源管理器（Communication Resource Manager）的角色，為分布式應(yīng)用提供實(shí)時(shí)的、高效的、可靠的，跨越不同操作系統(tǒng)、不同網(wǎng)絡(luò)的消息傳送服務(wù)；在要求可靠傳輸?shù)南到y(tǒng)中，可以利用TongLINK/Q 做為一個(gè)通訊平臺(tái)，用TongLINK/Q 提供的可靠傳輸功能來傳遞消息和文件。同時(shí)提供其它輔助功能方便系統(tǒng)的開發(fā)及使用。1) TongLINK/Q簡介TongLINK/Q是基于消息隊(duì)列（Message Queuing）的消息中間件，主要功能是在應(yīng)用程序之間提供可靠的消息傳送，這些消息可以在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和不同的應(yīng)用軟件之間傳遞。首先，它提供一個(gè)簡單易用、高效可靠的分布式應(yīng)用開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)，利用TongLINK/Q可以簡單方便的開發(fā)可靠、高效的分布式應(yīng)用。其次，它還提供了一個(gè)分布式應(yīng)用管理平臺(tái)，它通過遠(yuǎn)程監(jiān)控程序，提供對(duì)分布式應(yīng)用的管理和監(jiān)控。此外，TongLINK/Q還提供發(fā)布－訂閱模式的消息傳輸，信息的發(fā)布者和訂閱者在位置上互相透明，為信息的訂閱和發(fā)布提供一種簡便的開發(fā)模型。一個(gè)TongLINK/Q 的基本工作示意圖如 [圖 1] 所示。應(yīng)用程序分布在網(wǎng)絡(luò)上的大量節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)應(yīng)用程序之間要傳送消息時(shí)，應(yīng)用程序只需將消息接收者的名字和消息的內(nèi)容通過TongLINK/Q 提供的接口傳給TongLINK/Q， TongLINK/Q 便會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的各個(gè)TongLINK/Q 運(yùn)行系統(tǒng)組成的虛擬網(wǎng)，將消息輸送到消息接收者所在的結(jié)點(diǎn)上，然后提交給消息的接收者。[圖 1] 基于ToneLINK/Q的消息傳輸過程示例TongLINK/Q 的主要組成部分如下：216。 應(yīng)用程序開發(fā)接口：是一組功能完善的函數(shù)，應(yīng)用程序通過此組函數(shù)與TongLINK/Q 系統(tǒng)交換信息，獲取TongLINK/Q 提供的實(shí)時(shí)消息傳輸和可靠消息傳輸服務(wù)。216。 運(yùn)行核心：可執(zhí)行程序，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，表現(xiàn)為守護(hù)進(jìn)程。它們主要功能是給應(yīng)用進(jìn)程提供實(shí)時(shí)和可靠消息傳輸服務(wù)；對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；處理各種異常情況。216。 遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)：操作員可以遠(yuǎn)程通過菜單界面配置、實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理系統(tǒng)的運(yùn)行。TongLINK/Q的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：[圖 2] ToneLINK/Q的總體結(jié)構(gòu)在應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)，應(yīng)用進(jìn)程通過TongLINK/Q 接口函數(shù)，將消息放入消息隊(duì)列中。TongLINK/Q 核心進(jìn)程從消息隊(duì)列中取出消息，根椐消息中的接收者的名字，通過TongLINK/Q 之間建立的數(shù)據(jù)通道，將該消息傳送到接收者所在TongLINK/Q 核心。接收者所在的TongLINK/Q核心收到消息后將消息寫入消息隊(duì)列中，接收應(yīng)用進(jìn)程通過調(diào)用TongLINK/Q 的接口函數(shù)，從消息隊(duì)列中取出消息。至此，一個(gè)消息傳遞完畢。2) TongLINK/Q的功能TongLINK/Q 的主要功能如下：216。 提供端到端的實(shí)時(shí)通信服務(wù)。應(yīng)用不必考慮網(wǎng)絡(luò)路由和其他的網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，使網(wǎng)絡(luò)的建立與網(wǎng)絡(luò)的物理連接無關(guān)。216。 提供端到端的可靠傳輸服務(wù)。適用于分布式環(huán)境下各種不同類型的應(yīng)用開發(fā)，特別是對(duì)通信的可靠性要求較高的應(yīng)用，提供多層次的異步通信機(jī)制。相互通信的應(yīng)用具有時(shí)間上的不相關(guān)性，發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)接收方應(yīng)用可以還未啟動(dòng)。216。 提供簡單易用、高效可靠的分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用編程接口（APIs）簡單且易學(xué)易用。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和細(xì)節(jié)對(duì)用戶完全透明并且支持多種網(wǎng)絡(luò)底層環(huán)境，并提供了跨操作系統(tǒng)的Java接口；提供對(duì)多種消息傳輸?shù)闹С?；提供快速可靠的面向事?wù)處理的數(shù)據(jù)（塊）遞送功能，保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性；提供統(tǒng)一的應(yīng)用集成環(huán)境。216。 提供分布式應(yīng)用的管理平臺(tái)，通過名字服務(wù)和應(yīng)用管理等方式，提供對(duì)分布式應(yīng)用的管理和監(jiān)控。應(yīng)用管理提供了對(duì)服務(wù)程序的策略性調(diào)度、監(jiān)控、并發(fā)（支持順序發(fā)送）管理和異常處理等功能，為關(guān)鍵的應(yīng)用服務(wù)提供了有效的支持。運(yùn)行系統(tǒng)管理來維護(hù)TongLINK/Q 邏輯通信鏈路，實(shí)時(shí)的檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，屏蔽通信中的瞬間網(wǎng)絡(luò)故障。工作在可靠傳輸方式時(shí)，在應(yīng)用、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)從失效到恢復(fù)正常狀態(tài)后能夠接續(xù)原來的工作，保證一次傳送，可靠到達(dá)。216。 除了支持傳統(tǒng)的樹型邏輯結(jié)構(gòu)還提供對(duì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的支持，從而強(qiáng)化了TongLINK/Q 系統(tǒng)本身的多元化邏輯結(jié)構(gòu)功能。216。 提供安全管理（加/解密）功能，為用戶應(yīng)用之間的消息傳輸提供了數(shù)據(jù)安全性保證，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的保密性。216。 支持常連接和動(dòng)態(tài)連接（遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的撥號(hào)連接），能夠更好的適應(yīng)不同情況下通訊的應(yīng)用。216。 提供調(diào)試開關(guān)的功能，使用戶可以根據(jù)需要及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心，提高效率和可靠性。216。 提供日志定時(shí)清理和磁盤空間管理功能。216。 Client/Server 模式，優(yōu)化設(shè)計(jì)的可調(diào)諧核心系統(tǒng)，支持高度并發(fā)，開銷小，通訊效率高；具有完整的日志功能，查看系統(tǒng)運(yùn)行情況；實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能、動(dòng)態(tài)地配置系統(tǒng)的參數(shù)、調(diào)協(xié)系統(tǒng)的性能。216。 提供只基于開發(fā)庫和代理的TongLINK/Q 用戶系統(tǒng)。使TongLINK/Q 系統(tǒng)的應(yīng)用降低了對(duì)硬件環(huán)境的要求。216。 為了提高系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性，TongLINK/Q 系統(tǒng)提供了CLUSTER 隊(duì)列功能。216。 支持多種網(wǎng)絡(luò)底層環(huán)境。3) TongLINK/Q的特點(diǎn)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、適合中國應(yīng)用環(huán)境的消息中間件，TongLINK/Q具有高效、可靠、實(shí)用等特點(diǎn)。主要包括: 216。 高效、可靠、靈活的傳輸功能TongLINK/Q是基于消息隊(duì)列（Message Queuing）的消息中間件，主要功能是在應(yīng)用程序之間提供可靠的消息傳送，這些消息可以在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和不同的應(yīng)用軟件之間傳遞?！　ongLINK/Q提供一個(gè)簡單易用、高效可靠的分布式應(yīng)用開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)，利用TongLINK/Q可以簡單方便的開發(fā)可靠、高效的分布式應(yīng)用。216。 預(yù)建連接　　TongLINK/Q在節(jié)點(diǎn)間以預(yù)建連接的方式建立傳輸通道，以減少因頻繁建立/拆除連接所引起的系統(tǒng)開銷和網(wǎng)絡(luò)開銷，并通過定時(shí)發(fā)送檢測包來檢測網(wǎng)絡(luò)的連接情況。216。 多路復(fù)用　　TongLINK/Q在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間只建立一個(gè)通訊連接，節(jié)點(diǎn)中的所有應(yīng)用共用一個(gè)連接，減少連接切換的時(shí)間和資源開銷。216。 高效穩(wěn)定的流量控制　　TongLINK/Q通過多種機(jī)制來保證對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的有效利用，如滑動(dòng)窗口機(jī)制、自適應(yīng)機(jī)制和斷點(diǎn)續(xù)傳機(jī)制，既保證傳輸?shù)母咝剩直ＷC傳輸?shù)姆€(wěn)定性。216。 隊(duì)列機(jī)制　　消息的發(fā)送和接收都通過隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。隊(duì)列的可靠性屬性決定了其消息的可靠性屬性，隊(duì)列空間的大小和可存放消息的個(gè)數(shù)由用戶自行定義。216。 傳輸優(yōu)先級(jí)管理　　TongLINK/Q采用靈活的優(yōu)先級(jí)機(jī)制。每個(gè)發(fā)送隊(duì)列對(duì)應(yīng)多個(gè)優(yōu)先級(jí)定義，應(yīng)用程序根據(jù)消息的緊急程度設(shè)置所發(fā)送消息的優(yōu)先級(jí)，一般，高優(yōu)先級(jí)的消息具有更多的發(fā)送機(jī)會(huì)。通過靈活運(yùn)用優(yōu)先級(jí)，一方面可以防止大的消息長時(shí)間占用傳輸通道，另一方面可以保證所有消息，特別是小消息都有機(jī)會(huì)發(fā)送。216。 備份路由功能　　TongLINK/Q 支持多上級(jí)、多下級(jí)和靜態(tài)路由功能，通過路由功能，可以實(shí)現(xiàn)非相鄰節(jié)點(diǎn)之間的消息傳輸；通過備份路由功能，可以為非相鄰節(jié)點(diǎn)之間指定多條鏈路，當(dāng)出現(xiàn)正在使用的鏈路發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)切換到備份鏈路上，保證消息的正常連續(xù)傳輸。 216。 壓縮傳輸通過對(duì)大的消息進(jìn)行壓縮，可以有效利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬，對(duì)帶寬條件不太好的網(wǎng)絡(luò)尤其有效。TongLINK/Q提供了對(duì)第三方壓縮解壓縮策略的支持。216。 斷點(diǎn)重傳　　當(dāng)消息在傳輸過程中由于意外原因引起傳輸失敗時(shí)，TongLINK/Q將從傳輸失敗點(diǎn)繼續(xù)發(fā)送該消息，而不是將整個(gè)消息重新發(fā)送。通過重傳機(jī)制，既可以有效減少高故障率網(wǎng)絡(luò)上的冗余通訊量，又可以避免極端情況下，如頻率極高的網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)，消息傳輸?shù)姆磸?fù)失敗重傳。216。 可調(diào)核心規(guī)模 TongLINK/Q核心參數(shù)可以根椐應(yīng)用的具體要求、運(yùn)行環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，最大限度地與應(yīng)用系統(tǒng)相配合，減少系統(tǒng)資源占用。 216。 事件機(jī)制事件為TongLINK/Q運(yùn)行過程中發(fā)生的某些特殊情況。用戶可以自行確定所需要的事件，當(dāng)這些事件發(fā)生時(shí)，TongLINK/Q將產(chǎn)生特定的消息，記錄下所發(fā)生的事件，通過分析這些事件消息，可以獲知系統(tǒng)的運(yùn)行