WEB服務關鍵技術(shù)研究與NU-VAS系統(tǒng)研制研制報告

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,WEB,服務關鍵技術(shù)研究與,NU-VAS,系統(tǒng)研制,研,制報告,南京大學計算機科學與技術(shù)系,1,匯報提綱,動因,立項,目標,內(nèi)容,進程,特點,結(jié)語,報告人,楊獻春,2,一、動因,國家科技教育發(fā)展,“,十五,”,重點專項規(guī)劃,(,國家需求,),新一代高速寬帶信息網(wǎng)絡,（12大高技術(shù)工程之首）,開展,寬帶綜合業(yè)務,的研究和試驗及服務,實現(xiàn),電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)的融通,以及,業(yè)務的融和,軟件產(chǎn)業(yè),(20個重點專項之首),加快發(fā)展網(wǎng)絡軟件、嵌入式軟件、,構(gòu)件,、信息系統(tǒng)安全軟件,歐盟第六個研究與技術(shù)創(chuàng)新框架

2、計劃,(,國際前沿,),通信、計算和軟件技術(shù)領域的主要研究內(nèi)容,開發(fā),新的軟件技術(shù)、,多功能的服務生成環(huán)境,和工具,以控制復雜分布系統(tǒng)，實現(xiàn)智能環(huán)境和滿足不斷增加的應用和服務的需要,研究將包括,管理、控制和使用完全分布式資源的,中間構(gòu)件技術(shù),對多功能的服務生成環(huán)境和新組件構(gòu)架的,研究以,開發(fā)業(yè)務功能,為目標,（明確了我們可以做什么？）,3,二、立項,選題,結(jié)合點,（我們想做什么？）,國家需要,與,國際研究熱點,的結(jié)合,支持寬帶綜合業(yè)務的,高速信息網(wǎng)絡,與,軟件新技術(shù),的結(jié)合,切入點,（怎么做？）,著眼于“,寬帶綜合業(yè)務,”和“,網(wǎng)絡融合,”,基于,Web Services,分布計算模式,結(jié)合在

3、,Internet,軟件方法及新型程序設計,方面的工作,瞄準,Web,服務生成,和,自主計算,等關鍵技術(shù),應用案例,Internet/Intranet,環(huán)境下的海量視聽信息事務處理及,VOD,業(yè)務,資助,省自然科學基金,Web,應用生成與更新技術(shù)的研究與應用,（,BK2002080,）,國家自然科學基金,計算機系統(tǒng)的軟件抗衰和自愈技術(shù)研究,（,60273035,2003.1-2005.12),4,三、研究目標,任務,研究和探索,Internet,程序設計,新方法,利用這些方法設計出一個適合,Web,服務生成與更新的,結(jié)構(gòu)框架,在該框架下進行,案例實踐,特色,系統(tǒng)研發(fā),突出面向服務,（提高開發(fā)效

4、率）,系統(tǒng)維護,體現(xiàn)軟件更新,（延長生命周期）,系統(tǒng)運行,保持軟件性能,（保持系統(tǒng)活力）,5,四、研究內(nèi)容,圍繞,Web,服務的生成,（提高軟件開發(fā)效率）,Web,服務的,構(gòu)件技術(shù),基于,Internet,構(gòu)件互操作標準的,分層結(jié)構(gòu)框架,圍繞,Web,服務的軟件更新,從軟件工程和軟件方法的角度，研究融入,軟件演進,理念的軟件更新基礎理論,形式化基礎；業(yè)務流程建模方法；軟件更新途徑,圍繞,Web,服務的性能保持,基于時間度量的,軟件抗衰,與基于構(gòu)件的,軟件自愈,技術(shù),為均衡網(wǎng)絡流量而合理提供,QoS,的,區(qū)分服務,旨在提高視頻處理及服務的效能的,基于內(nèi)容的視頻檢索,技術(shù),6,五、研究進展與研制情

5、況,第一部分,開放式,Web,服務生成框架的設計及相關構(gòu)件技術(shù)研究,面向,Web,服務的軟件更新和,Web,應用服務器性能保持的理論與應用技術(shù)研究,2003.12004.5,共撰寫相關論文15篇,研制報告附錄中列有11篇，新增4篇,第二部分,支持,Web,服務的案例系統(tǒng),NU-VAS,研制,案例來源于面向?qū)拵ЬC合業(yè)務的海量視聽信息管理與服務的需求,7,5.1,Web,服務生成、更新與性能保持的研究,Web,服務,服務生成框架設計,與構(gòu)件技術(shù)研究,開放式的,Web,服務生成框架,分析了,Web,服務的原理和機制,1,基于微軟的.,NET,開發(fā)環(huán)境所支持的,Web,服務構(gòu)件，設計并實現(xiàn)了該框架的全

6、部,六層結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)框架各部分及其關聯(lián)滿足了,Web,服務特點,總結(jié)了面向服務開發(fā)的七條原則,Web,服務構(gòu)件技術(shù)及,Delegate,語言,機制,研究,O-O,語言中實現(xiàn)對象動態(tài)繼承的,Delegate,機制，并給出了該機制在實際系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法,15,；探討了在基于類的,O-O,語言中擴展,Delegate,機制的途徑以及利用該機制實現(xiàn)構(gòu)件動態(tài)改編的方法,2,提出了一種在構(gòu)件的多個實現(xiàn)間動態(tài)選擇的算法及其優(yōu)化方法,3,15 崔琳 許滿武等，一種,delegate,機制的設計和分析，計算機科學，,Vol.31 No.5,P.8285,2004.5,8,Web,服務生成、更新與性能保持的研究(

7、續(xù)）,面向,Web,服務的軟件更新研究,軟件更新的形式化基礎,運用合一和半合一算法,45,分別檢測類型的一致性與相容性，當新構(gòu)件接口類型與原構(gòu)件接口類型匹配或相容時，可保證新構(gòu)件能適應新計算環(huán)境,10,業(yè)務流程建模的可見性界限分析,在對象建模中運用可見性界限工程方法,LOVEM,16,，,有效表達出應用流程的管理和更新所需信息,軟件更新途徑設計,依據(jù)可見性界限圖,LOVC,，,采用目標制導的循環(huán)測試方式,利用,Delegate,機制解決構(gòu)件動態(tài)更新問題,2,，并探討了構(gòu)件動態(tài)更新的熱交換(,Hot swapping),機制，使得對構(gòu)件以前版本的引用能重定位到新版本上,16 陳光浩，再工程研究與

8、應用，南京大學碩士論文，2001.5,9,Web,服務生成、更新與性能保持的研究(續(xù)）,Web,應用服務器的性能保持（1）,軟件抗衰技術(shù)研究,設計和實現(xiàn)了一個基于時間度量的軟件抗衰原型系統(tǒng)，來考察和體現(xiàn)相關問題的研究,67,提出了一種基于,Agent,并適合,Web,服務特點的軟件抗衰方法，并將其應用于,NU-VAS,系統(tǒng)中,8,軟件自愈技術(shù)研究,結(jié)合以往對多,Agent,軟件體系結(jié)構(gòu)的研究,9,，認識到軟件體系結(jié)構(gòu)在自愈中的重要地位,提出了一種綜合,C2,和,Weaves,兩種不同的動態(tài)體系結(jié)構(gòu)風格的自愈系統(tǒng)構(gòu)造方法，并在,NU-VAS,系統(tǒng)的,VOD,業(yè)務子系統(tǒng)中應用了該方法,10,10,

9、Web,服務生成、更新與性能保持的研究(續(xù)）,Web,應用服務器的性能保持（2）,Web,服務器機群的流媒體傳輸,QoS,探討了比例區(qū)分服務技術(shù)在,Web,服務中的應用，提出了一種基于比例時延區(qū)分的,Web,服務器機群模型以及兩種不同的基于反饋機制的請求派發(fā)自適應算法，并在算法的研究中結(jié)合機群系統(tǒng)模型和方案給出了一種,Delegate,請求選擇和派發(fā)策略,11,實驗結(jié)果表明該兩種算法能使,Web,服務器機群獲得較高的,QoS,性能,利用,Delegate,機制的特性，實現(xiàn)了流媒體傳輸策略的動態(tài)轉(zhuǎn)換,15,根據(jù)用戶請求的特性來動態(tài)調(diào)節(jié)不同級別的,QoS,11,Web,服務生成、更新與性能保持的研

10、究(續(xù)）,Web,應用服務器的性能保持（3）,Web,服務器機群的視頻服務快速檢索技術(shù),重點研究了基于關鍵幀的視頻檢索中特征描述子的抽取和匹配算法，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)實現(xiàn)了三種特征描述子以及綜合三種特征的抽取工具與搜索工具,12,構(gòu)建了一個基于,MPEG-7,標準的多媒體搜索引擎,13,在解析,MPEG-7,標準參考代碼的基礎框架,XM,實驗軟件的基礎上，給出了按照,MPEG-7,標準對現(xiàn)有視頻音像資源事務管理系統(tǒng)（,AVTMS）,進行改進的基本思路,14,12,本項目相關問題的合作研究,國際合作,李正，法國巴黎第七大學，,Software Rejuvenation From Theory to

11、 Practice（,碩士論文）,張雪英，德國波恩大學，專門研究,Delegate,機制（聯(lián)合培養(yǎng)博士）,許滿武教授即將去該校合作研究,國內(nèi)合作,許滿武，南京理工大學等高校，與本項目的部分研究工作結(jié)合，將,Web,服務的關鍵技術(shù)運用于,Operational Simulation,領域的,DIS,系統(tǒng)的研發(fā)中，在國際學術(shù)刊物上發(fā)表論文2篇,18 Xiangjun Sun,Fengyu Liu,and,Manwu Xu,Research on Interoperability of Intelligent Mobile Agent for DIS，Software Engineering Not

12、es,Vol.28 No.6，Nov.2003,19 Xiangjun Sun,Fengyu Liu,Manwu Xu,and Yong Qi,Interoperability Framework of Intelligent Mobile Agent for DIS，International Journal of Engineering Simulation,Vol.5 No.1，March.2004,13,5.2,NU-VAS,系統(tǒng)的研制,工作基礎,1997年 為南京電視臺開發(fā)了基于,MARC,格式的磁帶庫信息管理系統(tǒng),2000年，受信興公司委托，開發(fā)了面向音像資料管理的,JVC DVD

13、,光盤事務處理系統(tǒng)，管理用于電視制作事務的海量多媒體信息,2002年起，本項目將上述系統(tǒng)作為,Web,服務生成等方面研究的實驗平臺，研制了,NU-VAS,系統(tǒng),并直接應用于基于,Web,服務的電視臺海量視聽信息城域網(wǎng)系統(tǒng)的科技攻關,14,NU-VAS,系統(tǒng)的研制,（續(xù)）,除,Web,服務生成技術(shù)外，,NU-VAS,系統(tǒng)還具有其它特性：,視聽信息管理功能,（包含在多個子系統(tǒng)中）,采,用,MPEG-7,標準實現(xiàn)基于內(nèi)容的檢索子系統(tǒng)，為快速、方便的檢索多媒體信息提供了一種新途徑,該子系統(tǒng)采用典型的分布式架構(gòu)，適用于異構(gòu)網(wǎng)絡,VOD,業(yè)務功能,基于多服務器群的分布式視頻服務系統(tǒng),采用通用的中、低端服務

14、器構(gòu)建，利用高速網(wǎng)絡協(xié)同工作，通過適當?shù)呢撦d平衡，作為一個整體向客戶提供視頻服務，性價比高,大容量磁盤陣列構(gòu)成的系統(tǒng)存儲設備,滿足視頻播放系統(tǒng)的流媒體對海量存儲的需求,流媒體傳輸,QoS,動態(tài)轉(zhuǎn)換,利用,Delegate,機制，在系統(tǒng)中實現(xiàn)了網(wǎng)絡通信量、數(shù)據(jù)存取以及交互性等多個方面的動態(tài)轉(zhuǎn)換,服務器有一定抗衰和自愈能力,軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用了,C2,和,Weaves,相結(jié)合的風格，并引入基于排隊論模型且以客戶與服務器之間帶寬、服務請求是否過載、服務器運行狀態(tài)衰退情況等為約束條件的修復策略,15,研制過程,（,2002年7月2003年12月）,系統(tǒng)需求分析,系統(tǒng)設計,網(wǎng)絡建設,軟件編碼,聯(lián)調(diào)與集

15、成,系統(tǒng)測試,NU-VAS,系統(tǒng)的研制,（續(xù)）,16,需求分析,依據(jù)以往開發(fā)、研究經(jīng)驗和現(xiàn)有研究成果,結(jié)合當前軟件技術(shù)進展,分析網(wǎng)絡寬帶綜合業(yè)務需求的特點,考察電視臺網(wǎng)絡建設情況和具體業(yè)務流程,借鑒相關系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗與教訓,明確,NU-VAS,系統(tǒng)的目標、任務及界限,制定項目的實施方案,NU-VAS,系統(tǒng)的研制,（續(xù)）,17,系統(tǒng)設計（1）,設計步驟,明確各功能模塊,細化功能項,制定技術(shù)路線,進行總體設計,各子系統(tǒng)分工,詳細設計,NU-VAS,系統(tǒng)的研制,（續(xù)）,18,系統(tǒng)設計（2）,設計原則,系統(tǒng)設計必須與用戶需求緊密結(jié)合,保證系統(tǒng)的實用性和系統(tǒng)風格的統(tǒng)一性,各子系統(tǒng)針對自身特點，選用先進、

16、成熟、實用的開發(fā)技術(shù),確保整個工作在高水準而又切實可行的基礎上進行,系統(tǒng)設計與開發(fā)緊密結(jié)合研究思路與現(xiàn)有的研究成果，,達到案例檢驗理論的目的,，證實研究成果的實用價值與意義，同時保證系統(tǒng)的實用性與先進,性,相結(jié)合,系統(tǒng)的設計要具有功能上的特色和技術(shù)上的新意,使系統(tǒng)的先進性得到保證,明確各部分的關鍵點和難點，在引入成熟技術(shù)的同時，對一些難點和待改進的技術(shù)進行攻關,整個系統(tǒng)的設計開發(fā),任務,能順利完成,的關鍵,NU-VAS,系統(tǒng)的研制,（續(xù)）,19,開發(fā)實施過程,數(shù)據(jù)庫建設與存儲策略,以,SQLServer,為后臺數(shù)據(jù)庫環(huán)境,數(shù)據(jù)庫設計必須,考慮,電視制作事務,的特點以及,光盤庫、網(wǎng)絡等硬件資源,的配置,系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括,：,信息存儲、事務管理、基本配置和字典,開發(fā)環(huán)境的搭建,系統(tǒng)的,軟件開發(fā)所需開發(fā),工具軟件,系統(tǒng)運行所需的軟硬件資源的購置,與設定,應用軟件設計開發(fā),運,用分布式對象、軟件構(gòu)件、中間件、,MPEG-7、XML,和,Web,服務等技術(shù),結(jié)合廣播電視行業(yè)的特點，進行了軟件構(gòu)件模型、,Web,服務框架、軟件更新技術(shù)以及性能保持等研究與設計,實現(xiàn)一個具有分布式、開放體系結(jié)構(gòu)和可適應