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1、 . . 摘要计算机软件技术已经有了很大的发展，比如加密解密技术、web技术、数据仓库技术等，软件体系结构也有了大程度上的发展，分布式的软件体系结构成为正在成为现代软件的趋势和主流。如何配置大型分布式系统的软件和硬件，如何对系统集成进行建模，从而使得系统建模量化，工程化，对于复杂的分布式应用具有深远的意义。系统集成的建模、方案选取、测试和优化是系统集成质量控制的最终手段。它们以图论为理论基础，以一套分层建模的方法论为基础，参考最终的用户需求，结合一系列的测试工具，提出并选取具有一定可靠性概率保证的方案。本文针对系统集成的特点结合结构理论，提出系统集成的压力，支撑，自由度的观点，并且在此基础上提
2、出了一套应用图论结合网络传输的OSI七层结构进行多层的建模系统集成的方法论。其中，本文重点介绍了对系统集成进行应用层和TCP/IP层的建模方法，可以求出系统的压力向量，支撑向量，以与网络流量等系统集成的关键指标。最后本文结合一个实际项目ECMS来对这样的理论进行实际的应用。在应用层和TCP/IP两层上对系统集成进行了建模，并且进行了分层优化。最后使系统达到横向和纵向上的负载平衡。提高了系统的可靠度。关键词：系统集成、服务、计算单元、建模、图、节点、路径、应用层、TCP/IP层1.引言系统集成是将不同的软硬件产品集成起来，并在此基础上为客户开发专门定制的应用软件，最终完成满足客户需求的计算机系统
3、，包括定制软件开发、应用软件平台转换、新增功能开发、集成和调试等。在信息化中，买了服务器、交换机、办公软件等软硬件设备，只有经过高质量的系统集成，才能用起来，并且用得好、用得稳。系统集成的作用由此可见一斑。尤其是，随着政府信息化、行业信息化与企业信息化的深入开展，基于软硬件产品的应用成为当前用户关注的焦点，而这更少不了系统集成1。1系统集成评价与需求调查 胡敏，晶炜 发表：2003.11.07 来源：中国计算机用户1.1课题的来源信息系统开发至今已有40多年的历史，计算机把人们从繁重的信息处理中解放出来，大大的提高了人们的工作，随着现代大型软件应用的发展和计算机硬件性能和软件架构的逐渐增强，越
4、来越多的高质量，多功能的大型集成系统成为了热点问题1。1基于统一过程的信息系统集成与设计徐慧，管致锦，工学院，226007。90年代计算技术最引人注目的进展之一就是应用计算环境从集中走向分布。其间，Client/Server计算技术一度成为分布式计算的主流技术。在分布式Client/Server计算机系统的建立与应用系统的开发过程中，人们深刻地认识到系统集成是决定成败的关键因素之一。然而，当今企业计算的分布性、可扩展性和异构性等要求使Client/Server结构在大型企业和机构的分布式计算应用方面遇到了新的挑战。与此同时，随着分布对象技术和构件技术的发展，各软件生产商和研究机构纷纷推出各自的
5、解决方案，如COMDCOM、JAVARMI和CORBA标准。其中，OMG的CORBA标准支持对异构平台的互操作和可移植，并以其技术的开放性和灵活性赢得了900多家软硬件厂商的支持1。1分 布 式 计 算 软 件 平 台（项 君 - 周 立- 王 怀 民）在这样以分布，异构，并行为特点的现代软件中，从多线程到服务器群分布式并行计算，卓越的性能是系统集成自始自终追求的目标。可以说，多线程的并行是程序级的，代码级的集成；而服务器群的分布式并行计算则可以看作是服务器级别的集成，在超大型的应用里，还要应用到服务器集群，这时的系统集成就更加成了整个系统良好运行的关键。本文所论述的系统集成是指对分布式服务器
6、群的集成和优化1。1.jdon.1.2课题的意义本论文开题的背景是：计算机软件技术已经有了很大的发展，比如加密解密技术、web技术、数据仓库技术等，软件体系结构也有了大程度上的发展，分布式的软件体系结构成为正在成为现代软件的趋势和主流。本文的目的和思路是：在现今的分布式软件背景下，为系统的集成和优化提出一套方案建模和方案选取的方法学。它们以图论为理论基础，以一套分层建模的方法论为基础，测试和优化是系统集成质量控制的最终手段，参考最终的用户需求，结合一系列的测试工具，模拟真实情况下的服务器计算和处理情景，应用一套建模和优化的算法，提出并选取具有一定可靠性概率保证的方案。考虑到影响到性能的因素时，
7、不仅仅有分布式并行服务器群在的物理上，逻辑上的复杂关联，还有硬件设施的性能，如网络带宽，磁盘I/O速度等。根据离散数学中图论的概念和理论，可以对系统集成的方案进行建模，并按照集成，在几种系统集成的方案中，可以根据这样的标准算法，比较出合理或者相对较优的方案。这是在C/S和B/S等多层计算体系框架的服务器端的服务器集成方法。可以为大型企业级应用计算提供合理的配置计划。向更大一些的应用围扩展，从局域网到广域网，综合配置和集成广域网上的各种应用，减少网络延迟等。系统集成是整个系统的静态配置方案，结合动态资源管理方法，动态平衡网络负载等动态调度方案，可以使系统集成真正达到协调，合理。1.3研究的现状从
8、集群到网格1：现代分布式软件和硬件的集成工程，正在呈现需求趋于多样化、软件和服务焦点化，需要更加专业化、品牌化的集成服务。这使得网格应用的概念明确的提了出来。网格应用领域目前主要有四类：分布式超级计算、分布式仪器系统、数据密集型计算和远程沉浸。1分布式超级计算(Distributed Super computing)是指将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来，并用网格中间件软件“粘合”起来，形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。2分布式仪器系统（Distributed Instrumentation System）是指用网格管理分布在各地的贵重仪器系统，提供远程访问仪器设备的手段，提
9、高仪器的利用率，大大方便用户的使用。在网格出现之前，人们就试图通过网络访问一些仪器设备或仪器数据，但当时的软硬件环境都不成熟，只能实现一些低要求应用罢了，而网格将分布式仪器系统变成了一个非常易于管理和有弹性的系统。3数据密集型计算并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动着的，特别是一些带有重大挑战（Grand Challenge）性质的应用，它们大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。但是，相比之下，数据密集型计算(Data Intensive Computing)的应用好像要比计算密集型应用多得多。它对应的数据网格更侧重于数据的存贮、传输和处理，而计算网格则更侧
10、重于计算能力的提高，所以它们的侧重点和实现技术是不同的。4远程沉浸(Tele-immersion)这个术语是在1996 年10 月， 由伊利诺州大学芝加哥分校的电子可视化实验室EVL (Electronic Visualization Laboratory)最早提出来的。远程沉浸是一种特殊的网络化虚拟现实环境。这个环境可以是对现实或历史的逼真反映，可以是对高性能计算结果或数据库的可视化， 也可以是个纯粹虚构的空间。“ 沉浸”的意思是人可以完全融入其中： 各地的参与者通过网络聚在同一个虚拟空间里，既可以随意漫游， 又可以相互沟通，还可以与虚拟环境交互，使之发生改变。这些大型的网格应用中，建模和优
11、化无疑是最为关键的主题之一。在更加复杂的应用中，相关建模和优化技术和方法学也随之扩展，直到神经网络算法学和拓扑学。开放式系统集成模型（OAIM, Open Application Integration Model）正是对于系统集成建模的一整套成功的理论和方法学。本文是在开放式软件架构系统集成的基础上，对于压力和配置的建模研究。1.4本文的几点工作本文针对系统集成的特点结合结构理论，提出系统集成的压力，支撑，自由度的观点，并且在此基础上提出了一套应用图论结合网络传输的OSI七层结构进行多层的建模系统集成的方法论。根据离散数学中图论的概念和理论，提出一套对系统进行建模，设计集成的方案；其中，本文
12、重点介绍了对系统集成进行应用层和TCP/IP层的建模方法，可以求出系统的压力向量，支撑向量，以与网络流量等系统集成的关键指标。并且给出了一种选择系统集成方案的标准和根据。在几种系统集成的方案中，可以根据这样的标准算法，比较出合理或者相对较优的方案。这是在C/S和B/S等多层计算体系框架的服务器端的服务器集成方法。可以为大型企业级应用计算提供合理的配置计划。向更大一些的应用围扩展，从局域网到广域网，综合配置和集成广域网上的各种应用，减少网络延迟等。系统集成是整个系统的静态配置方案，结合动态资源管理方法，动态平衡网络负载等动态调度方案，可以使系统真正做到理论化，并能在各个层面正确分析和控制。最后，
13、本文结合HP惠普实施的一个真实项目H3GA来验证并演示这种建模和优化的理论。1.5 本文的结构本文共分为6章：1阐述了本研究的起因和意义，介绍了研究的现状，给出了所做的几点工作；2简要地介绍了系统集成的充分必要性，以与现在系统集成在实务中面临的问题，以与介绍现代大型Web应用的系统集成；3第三章实本文的理论核心部分，主要介绍了用图论和结构的理论指导建模分布式系统的方法，提出按照OSI网络传输协议模型的七层结构来进行建模。并通过分析系统竖直方向和水平方向上的压力瓶颈，能够在各个层面上，针对不同的主题调优系统集成方案，最终达到在满足系统的使用要求条件下的最小投资；4简要介绍SEVEN系统的需求，为
14、什么分布式系统，有些什么样的系统特性？包括那些包，包与包之间的关系如何？系统使用流程；其中包括系统使用的预估。5第五章主要应用系统集成建模理论建模SEVEN系统；分别进行应用级别建模和TCP/IP层建模；并且分析系统集成模型，提出优化策略；6第六章总结图论建模系统集成的方法，以与此方法在SEVEN系统中的应用。2. 系统集成相关概要2.1 理解系统集成集成的概念绝不只是把各个单项器件、设备和技术互连在一起，而是一个全系统外全方位的综合问题。集成是指系统中的核心把若干部分、要素联结在一起，使之成为一个统一整体的过程。简单的要素结合在一起并不能称为集成，因为集成的原动力是系统核心的凝聚作用，只有当
15、要素经过优化，相互之间以最合理的结构形式结合在一起，形成一个由适宜的要素组成的、优势互补的有机体，才能称为集成。集成的目的是成倍地提高整体效果，即通常所说的“1+12”。欧洲的科研战略计划ESPRIT/CIM-OSA课题组把集成过程分成物理系统集成应用集成经营集成三个阶段1。1系统统集的约束机理研究绍军 禹六 大学自动化系 2002年5月2.1.1 物理系统集成物理系统的集成可分为器件、设备和系统三个层次。器件级集成是最低层的，它将各种最基本的元件（如三极管、二极管等）集成在一起，形成了集成电路，并且集成的规模越来越大，所完成的功能越来越多。设备级集成是在计算机网络支撑下实现计算机与企业低层执行设备的集成。系统级(硬件)的集成是将各分系统进行集成，这里所谓的分系统不仅包括生产分系统，还包含设计、管理等技术支撑分系统。这样，通过不同层次的硬件集成，为从管理决策到生产运行中各个层次与同一层次之间架起了信息沟通的桥梁1。1系统统集的约束机理研究绍军 禹六 大学自动化系 2002年5月2.1.2 应用系统集成应用集成关心的是整个系统各部分的应用软件与其用户，包括人和机器之间的控制和信息集成。软件集成就是要在硬件集成所架起的桥梁上建立上桥和通行规则，解决异构软件的相互接口问题。如果没有软件集成，则设备级以上的硬件集成就没有什么意义。因此
