高级架构 - 数据分发管理

概要

• 引言
  
• 基本概念
  

– 命名空间
– 爱好管理

• 静态数据分发管理
  

– 基于类的过滤

• 动态数据分发管理
  

– 基于值的过滤
– 基于区域的
– 基于网格的
引言

• 基本题目：当一个模仿器生成大概对其他模仿器有爱好的信息（例如状态更新）时，谁应该吸收消息？
  
• 例子：在假造情况中移动的车辆 – 移动车辆发送“更新”消息，指示新位置
  

– 每个能“看见”移动车辆的车辆应该吸收消息
– 发送者/RTI怎样知道哪些其他团结体应该吸收消息？
    • 数据分发本质上是一个消息路由题目
基本概念

通信原语

• 单播 ：一个发送者，消息被一个目的地吸收
• 广播 ：一个发送者，消息被所有目的地吸收
• 组播：一个发送者，消息被多个（但不肯定全部）目的地吸收
– 操纵（类似于新闻组）
   • 参加群组
   • 离开群组
   • 向群组发送消息
– 可以通过单播或网络组播实现
在SIMNET和DIS中的数据分发

• 题目：谁吸收发送的每条消息？
  
• 方法：广播每条消息，吸收者负责过滤（删除）不需要的消息
  
• 有N个团结体时，会有O(N^2)条消息；大概利用大量的通信带宽
  
• 花时间吸收和过滤不需要的消息成为瓶颈
  

数据分发

目标：将一个模仿器生产的数据路由给那些对吸收它感爱好的模仿器（理想情况下，不给那些不感爱好的模仿器）
这意味着有

• 模仿器指定其感爱好吸收的数据的方式（爱好表达）
  
• 描述产生的数据的方式（描述表达）
  
• 指定描述和爱好表达的通用语言（命名空间）
  

类比：互联网新闻组

• 描述表达

• 消息发布到的新闻组名称
  
• 在reddit“r/Minecraft”发布通告
  

• 爱好表达

• 用户订阅的新闻组聚集
  
• 订阅“r/Minecraft”和“r/gaming”
  

• 命名空间

• 所有新闻组名称的聚集
  

命名空间

• 用于创建数据描述表达式和爱好表达式的“词汇”
• 名称空间是一组元组（V1, V2, … VN），其中 Vi 是基本类型或另一个元组

• 例子：（类别, 位置）
  

– 类别：罗列类型 <坦克, 飞机, 舰船>
– 位置：元组（int: X坐标, int: Y坐标），其中 0 < X < 1000 且 0 < Y < 1000名称空间中的值：(坦克,(30,200)); (飞机,(10,20))

• 元组空间的值大概对应于
  

– 模仿的状态变量（例如，对象属性的值），或
– 仅为路由数据而界说的新构造（HLA：路由空间区域）

• 可包罗对象的静态属性（例如，类别名称、属性名称）或动态属性（属性值）
  

爱好管理

爱好与描述表达式

• 爱好表达式：名称空间的子集

• 对所有飞机感爱好 • (飞机, (X, Y)) 对任何 X 和 Y
  
• 对“附近”的坦克感爱好 • (坦克, (X, Y)) 其中 10 < X < 20 且 130 < Y < 150
  

• 描述表达式：名称空间的子集

• (坦克, (15, 135))
  
• (飞机, (X, Y)) 其中 35 < X < 38 且 98 < Y < 100
  

• 数据路由

• 假如消息的描述表达式与模仿器的爱好表达式重叠，则模仿器吸收消息
  

静态与动态数据分发

• 静态数据分发

• 名称空间仅包罗在实行过程中不变的静态属性
  
• 基于类别的数据分发 --->根据数据类型过滤 ---> “给我所有坦克类对象的位置属性更新”
  
• 不能基于动态计算的量进行过滤 --->不能说：“给我靠近我的坦克对象的更新”
  
• 例子：HLA 中的声明管理 
  

• 动态数据分发

• 名称空间包罗大概在实行过程中变化的动态量
  
• 基于值的数据分发 ---> “给我靠近我的坦克对象的更新”
  
• 例子：HLA 中的数据分发管理 ---> 路由空间 ---> 订阅我战场区域内坦克对象的位置属性
  

静态数据分发（基于类）

• HLA 中的声明管理服务
• 联盟对象模型（FOM）界说了描述联邦间交换的所有数据的对象类层次结构

• 对象类
  
• 属性
  

• 描述表达式和爱好表达式指定对象类层次结构中的点
基于类的数据分发（静态）

• 联盟对象模型（FOM）界说了联邦间传输的信息类型

• 对象类（例如，坦克）
  
• 属性（例如，位置，炮塔方向）
  

• 一些关键原语（联邦/RTI 接口）

• 发布对象类属性：由联邦调用以声明其能够更新的对象类和属性
  
• 订阅对象类属性：声明联邦有爱好吸收的对象类和属性
  
• 注册对象实例：通知 RTI 联邦内已创建一个对象的实例
  
• 发现对象实例*：通知联邦已注册订阅类的一个对象实例
  
• 更新属性值：通知 RTI 已修改一个或多个对象的属性
  
• 反映属性值*：通知联邦已订阅的属性已被修改
  

• 每个类从父类继承属性
  
• 名称空间：<类别, 属性> <Vehicle,position>, <Aircraft,position>, <Aircraft,altitude>, <Tank,position>, <Tank,turret>, <B-17,position>, <B-17,altitude>, <B17,bombs>, <Spitfire,position>, <Spitfire,altitude>, <Spitfire, bullets>
  

• 发布对象类属性 [类别, 属性]
• 描述表达式：对象实例的一个属性

• 名称空间中的单一 <类别, 属性> 点
  
• 例子：<Spitfire, 位置> 或 <Aircraft, 高度>
  

• 订阅对象类属性 [类别, 属性]
• 爱好表达式：以订阅点为根的子树

• 订阅（飞机，高度）：吸收关于飞机、B-17 和喷火战斗机对象的高度属性的更新
  
• <飞机, 高度>, <B-17 轰炸机, 高度>, <喷火战斗机, 高度>
  

动态 DDM（基于值）

• 动态（基于值的）数据分发：HLA 数据分发管理

• 路由空间
  
• 发布区域
  
• 订阅区域
  

• DDM 实施

• 基于区域
  
• 基于网格
  

HLA 数据分发管理（DDM）

• HLA DDM 提供了一个更通用的机制 • 区域 – 由范围指定的矩形 • 名称空间

• 路由空间：从 0 到 1 的 N 维坐标系统
  
• 与模仿状态分开，仅用于路由
  

• 爱好表达式

• 订阅区域：路由空间中的 N 维矩形
  
• 将区域与订阅请求关联
  

• 描述表达式

• 更新（发布）区域：路由空间中的 N 维矩形
  
• 与每个对象实例关联
  

• 假如更新属性的更新区域与该类/属性的联邦订阅区域重叠，更新属性的对象实例的消息将被路由到该联邦

HLA DDM

• N 维标准化路由空间（假造情况中的游戏区）
  
• 爱好表达是路由空间中的区域（S1=[0.1,0.5], [0.2,0.5]）
  
• 描述表达式：每次更新都与路由空间中的更新区域（U）相干联
  
• 假如联邦已订阅正在更新的属性且其订阅区域与更新区域重叠，则联邦会收到消息
  
  
  
  
  
• 更新点：传感器未被通知车辆
  
• 更新区域：传感器被通知车辆 过滤精度
  

总体来说，DDM 是
• 过滤精度
• 实施思量（映射到多播组）
• 易用性之间的折衷
HLA DDM 服务

路由空间（名称空间）和区域
• 在联盟初始化文件中界说路由空间
• 创建区域，修改区域，删除区域

• 用于订阅和更新区域 订阅区域（爱好表达式）
  
• • 利用区域订阅/取消订阅对象类属性
  
• 除了基于类的过滤外还利用
  
• 更新区域（描述表达式）
  
• • 利用区域注册对象实例或将区域与更新关联
  
• • 取消与更新的区域关联 • 更新属性值 基于区域的方法
  

基于区域的方法

基于网格的方法

• 将路由空间划分为网格单位，将每个单位映射到一个多播组
• 订阅区域：参加与订阅区域重叠的每个组
• 属性更新：将更新发送到与更新区域重叠的每个组
• 需要额外的过滤以避免不需要的消息，重复消息
更改订阅区域

• 对于（旧区域中的单位 - 新区域中的单位），实行离开操纵
• 对于（新区域中的单位 - 旧区域中的单位），实行参加操纵
总结（DDM）

• 声明管理（静态）
• 数据分发管理提供基于值的数据过滤

• 动态爱好，描述表达式
  
• 设计涉及多个衡量 ： 过滤效率 ，易用性 ， 实施复杂性
  

• 实施

• 将名称空间映射到多播组
  
• 将爱好表达式映射到多播组参加
  
• 将描述表达式映射到多播组发送 
  

• DDM

• 基于区域
  
• 基于网格
  
• 其他（基于排序的方法 - 见 tomacs.pdf）
  

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