WEB服务关键技术研究与NU-VAS系统研制研制报告

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1、WEB服务关键技术研究与NU-VAS系统研制研制报告南京大学计算机科学与技术系1汇报提纲w 动因 w 立项 w 目标 w 内容 w 进程 w 特点 w 结语报告人 杨献春2一、动因w国家科技教育发展“十五”重点专项规划(国家需求)n新一代高速宽带信息网络 （12大高技术工程之首） w开展宽带综合业务的研究和试验及服务 w实现电信网、广播电视网和计算机网的融通以及业务的融和n软件产业 (20个重点专项之首) w加快发展网络软件、嵌入式软件、构件、信息系统安全软件 w欧盟第六个研究与技术创新框架计划 (国际前沿)n通信、计算和软件技术领域的主要研究内容 w开发新的软件技术、多功能的服务生成环境和工

2、具以控制复杂 分布系统，实现智能环境和满足不断增加的应用和服务的需要 w研究将包括管理、控制和使用完全分布式资源的中间构件技术 w对多功能的服务生成环境和新组件构架的研究以开发业务功能 为目标 （明确了我们可以做什么？）3二、立项w选题n结合点（我们想做什么？） w国家需要与国际研究热点的结合 w支持宽带综合业务的高速信息网络与软件新技术的结合n切入点（怎么做？） w着眼于 “宽带综合业务”和“网络融合” w基于Web Services分布计算模式 w结合在Internet软件方法及新型程序设计方面的工作 w瞄准Web服务生成和自主计算等关键技术n应用案例 wInternet/Intranet

3、环境下的海量视听信息事务处理及VOD业务 w资助n省自然科学基金 wWeb应用生成与更新技术的研究与应用 （BK2002080,2002.7-2004.7）n国家自然科学基金 w计算机系统的软件抗衰和自愈技术研究 （60273035,2003.1-2005.12) 4三、研究目标w任务n研究和探索Internet程序设计新方法n利用这些方法设计出一个适合Web服务生成与更新 的结构框架n在该框架下进行案例实践 w特色n系统研发突出面向服务 （提高开发效率）n系统维护体现软件更新 （延长生命周期）n系统运行保持软件性能 （保持系统活力）5四、研究内容w围绕Web服务的生成（提高软件开发效率）nW

4、eb服务的构件技术n基于Internet构件互操作标准的分层结构框架 w围绕Web服务的软件更新n从软件工程和软件方法的角度，研究融入软件演进理念 的软件更新基础理论w形式化基础；业务流程建模方法；软件更新途径 w围绕Web服务的性能保持n基于时间度量的软件抗衰与基于构件的软件自愈技术n为均衡网络流量而合理提供QoS的区分服务n旨在提高视频处理及服务的效能的基于内容的视频检索 技术6五、研究进展与研制情况w第一部分n开放式Web服务生成框架的设计及相关构件 技术研究n面向Web服务的软件更新和Web应用服务器性 能保持的理论与应用技术研究 w2003.12004.5 共撰写相关论文15篇n研制

5、报告附录中列有11篇，新增4篇 w第二部分n支持Web服务的案例系统NU-VAS研制 w案例来源于面向宽带综合业务的海量视听信息管 理与服务的需求75.1 Web服务生成、更新与性能保持的研究 wWeb服务服务生成框架设计与构件技术研究n开放式的Web服务生成框架 w分析了Web服务的原理和机制1 w基于微软的.NET开发环境所支持的Web服务构件，设计并实现 了该框架的全部六层结构n该结构框架各部分及其关联满足了Web服务特点 w总结了面向服务开发的七条原则nWeb服务构件技术及Delegate语言机制 w研究O-O语言中实现对象动态继承的Delegate机制，并给出了 该机制在实际系统中的

6、实现方法15；探讨了在基于类的O-O 语言中扩展Delegate机制的途径以及利用该机制实现构件动 态改编的方法 2 w提出了一种在构件的多个实现间动态选择的算法及其优化方 法3 15 崔琳 许满武等，一种delegate机制的设计和分析，计算机科学，Vol.31 No.5, P.8285, 2004.5 8Web服务生成、更新与性能保持的研究(续 ）w面向Web服务的软件更新研究n软件更新的形式化基础 w运用合一和半合一算法45分别检测类型的一致性与相容 性，当新构件接口类型与原构件接口类型匹配或相容时， 可保证新构件能适应新计算环境10n业务流程建模的可见性界限分析 w在对象建模中运用可见

7、性界限工程方法LOVEM16，有效表 达出应用流程的管理和更新所需信息n软件更新途径设计 w依据可见见性界限图图LOVC，采用目标标制导导的循环测试环测试 方式 w利用Delegate机制解决构件动态更新问题2 ，并探讨了构 件动态更新的热交换(Hot swapping)机制，使得对构件以 前版本的引用能重定位到新版本上 16 陈光浩，再工程研究与应用，南京大学硕士论文，2001.59Web服务生成、更新与性能保持的研究(续 ）wWeb应用服务器的性能保持（1）n软件抗衰技术研究 w设计和实现了一个基于时间度量的软件抗衰原型 系统，来考察和体现相关问题的研究67 w提出了一种基于Agent并适

8、合Web服务特点的软件 抗衰方法，并将其应用于NU-VAS系统中8n软件自愈技术研究 w结合以往对多Agent软件体系结构的研究9，认 识到软件体系结构在自愈中的重要地位 w提出了一种综合C2和Weaves两种不同的动态体系 结构风格的自愈系统构造方法，并在NU-VAS系统 的VOD业务子系统中应用了该方法10 10Web服务生成、更新与性能保持的研究(续 ）wWeb应用服务器的性能保持（2）nWeb服务器机群的流媒体传输QoSw探讨了比例区分服务技术在Web服务中的应用，提 出了一种基于比例时延区分的Web服务器机群模型 以及两种不同的基于反馈机制的请求派发自适应算 法，并在算法的研究中结合

9、机群系统模型和方案给 出了一种Delegate请求选择和派发策略11n实验结果表明该两种算法能使Web服务器机群获得较高的 QoS性能 w利用Delegate机制的特性，实现了流媒体传输策略 的动态转换15n根据用户请求的特性来动态调节不同级别的QoS11Web服务生成、更新与性能保持的研究(续 ）wWeb应用服务器的性能保持（3）nWeb服务器机群的视频服务快速检索技术w重点研究了基于关键帧的视频检索中特征描述子 的抽取和匹配算法，采用面向对象技术实现了三 种特征描述子以及综合三种特征的抽取工具与搜 索工具12w构建了一个基于MPEG-7标准的多媒体搜索引擎13w在解析MPEG-7标准参考代

10、码的基础框架XM实验 软件的基础上，给出了按照MPEG-7标准对现有视 频音像资源事务管理系统（AVTMS）进行改进的基 本思路1412本项目相关问题的合作研究w国际合作n李正，法国巴黎第七大学， Software Rejuvenation From Theory to Practice（硕士论文）n张雪英，德国波恩大学，专门研究Delegate机制（联合培养 博士） w许满武教授即将去该校合作研究 w国内合作n许满武，南京理工大学等高校，与本项目的部分研究工作结 合，将Web服务的关键技术运用于Operational Simulation 领域的DIS系统的研发中，在国际学术刊物上发表论文2

11、篇 w18 Xiangjun Sun, Fengyu Liu, and Manwu Xu, Research on Interoperability of Intelligent Mobile Agent for DIS，Software Engineering Notes, Vol.28 No.6， Nov. 2003 w19 Xiangjun Sun, Fengyu Liu, Manwu Xu, and Yong Qi, Interoperability Framework of Intelligent Mobile Agent for DIS，International Journal

12、of Engineering Simulation, Vol.5 No.1，March. 2004135.2 NU-VAS系统的研制 w工作基础n1997年 为南京电视台开发了基于MARC格式的磁带 库信息管理系统n2000年，受信兴公司委托，开发了面向音像资料管 理的JVC DVD 光盘事务处理系统，管理用于电视制 作事务的海量多媒体信息 w2002年起，本项目将上述系统作为Web服务生 成等方面研究的实验平台，研制了NU-VAS系统n并直接应用于基于Web服务的电视台海量视听信息 城域网系统的科技攻关 14NU-VAS系统的研制 （续）w除Web服务生成技术外，NU-VAS系统还具有其它特

13、性：n视听信息管理功能 （包含在多个子系统中） w采用MPEG-7标标准实现实现 基于内容的检检索子系统统，为为快速、方便的 检检索多媒体信息提供了一种新途径 w该该子系统统采用典型的分布式架构，适用于异构网络络nVOD业务功能 w基于多服务器群的分布式视频服务系统n采用通用的中、低端服务器构建，利用高速网络协同工作，通过适 当的负载平衡，作为一个整体向客户提供视频服务，性价比高 w大容量磁盘阵列构成的系统存储设备n满足视频播放系统的流媒体对海量存储的需求 w流媒体传输QoS动态转换n利用Delegate机制，在系统中实现了网络通信量、数据存取以及交 互性等多个方面的动态转换 w服务器有一定抗

14、衰和自愈能力n软件系统体系结构采用了C2和Weaves相结合的风格，并引入基于排 队论模型且以客户与服务器之间带宽、服务请求是否过载、服务器 运行状态衰退情况等为约束条件的修复策略15w研制过程（2002年7月2003年12月）n系统需求分析n系统设计n网络建设n软件编码n联调与集成n系统测试NU-VAS系统的研制 （续）16w需求分析n依据以往开发、研究经验和现有研究成果n结合当前软件技术进展n分析网络宽带综合业务需求的特点n考察电视台网络建设情况和具体业务流程n借鉴相关系统的开发经验与教训n明确NU-VAS系统的目标、任务及界限n制定项目的实施方案 NU-VAS系统的研制 （续）17w系统

15、设计（1）n设计步骤w明确各功能模块w细化功能项w制定技术路线w进行总体设计w各子系统分工w详细设计NU-VAS系统的研制 （续）18w系统设计（2）n设计原则w系统设计必须与用户需求紧密结合n保证证系统统的实实用性和系统风统风 格的统统一性w各子系统针对自身特点，选用先进、成熟、实用的开发技术n确保整个工作在高水准而又切实实可行的基础础上进进行w系统设计与开发紧密结合研究思路与现有的研究成果，n达到案例检验理论的目的，证实证实 研究成果的实实用价值值与意义义， 同时时保证证系统统的实实用性与先进进性相结结合w系统的设计要具有功能上的特色和技术上的新意n使系统统的先进进性得到保证证w明确各部分

16、的关键点和难点，在引入成熟技术的同时，对一 些难点和待改进的技术进行攻关n整个系统统的设计设计 开发发任务能顺顺利完成的关键NU-VAS系统的研制 （续）19w开发实施过程n数据库建设与存储策略 w以SQLServer为为后台数据库环库环 境 w数据库设计库设计 必须须考虑电视电视 制作事务务的特点以及光盘库盘库 、 网络络等硬件资资源的配置 w系统统数据库库包括：信息存储储、事务务管理、基本配置和字 典 n开发环境的搭建 w系统的软软件开发发所需开发发工具软件 w系统统运行所需的软软硬件资资源的购购置与设定n应用软件设计开发 w运用分布式对对象、软软件构件、中间间件、MPEG-7、XML和Web 服务务等技术术 w结结合广播电视电视 行业业的特点，进进行了软软件构件模型、Web服 务务框架、软软件更新技术术以及性能保持等研究与设计设计 w实现实现 一个具有分布式、开放体系结结构和可适应应更新的系 统统NU-VAS系统的