基于内容发布/订阅系统中的事件匹配和路由算法

基于内容的发布/订阅是一种新型的通信方式。在这样的系统中,事件通知的发布者不必给消息明确的目的地址,消息的目的地址由匹配订阅者申明的选择谓词的消息内容确定。因此,订阅与事件的匹配,路由成为基于内容发布订阅系统中面临的关键问题。详细分析了几个有影响的基于内容发布/订阅系统原型中使用的事件匹配和路由算法,和算法的特点和适用范围     

基于订阅划分的多维索引并行匹配算法

针对基于内容的发布/订阅系统匹配算法中的计数算法和树形算法在多操作符匹配结构中效率不高的问题,提出了一种基于订阅划分的多维索引并行匹配算法(SPMP-match).该算法利用二叉树原理对订阅进行分组,然后组织成树形索引结构,采用一种边匹配谓词边观察的策略,及时终止无成功匹配订阅的情形.该算法仅对可能和一个事件匹配成功的所有订阅进行匹配,不会产生无价值的时间消耗,并且在查找匹配成功的订阅时,只须要查看所有可能和某事件匹配成功的订阅表,避免了扫描整个订阅集合.     

发布/订阅系统语义Web匹配算法

将语义Web技术引入发布/订阅系统中,结合领域本体,提出一种智能匹配算法.以双索引哈希邻接表,结合谓词表、变量约束表和变量类型表作为订阅条件RDF图模式的数据结构,采用元语句级匹配计数方法,使原子订阅条件仅匹配一次,原子订阅条件间"与关系"的顺序匹配.定量和定性分析了算法的时间和空间复杂度.实验结果比较表明,所设计的智能匹配算法具有较高的订阅匹配效率,适合于大规模发布/订阅系统.     

基于内容的发布/订阅模糊匹配路由过滤器

基于模糊匹配的优化思想,设计基于内容的发布／订阅模糊匹配路由过滤器,对基于覆盖路由的模糊匹配过滤器的构造原理、模糊函数的构造和匹配规则、属性的隶属度函数和匹配阀值进行研究,并给出模糊匹配过滤器的算法描述和实验结果。研究结果表明:采用模糊匹配算法对属性进行过滤,可以快速找到符合订阅要求的发布事件消息,有效地提高系统性能。     

基于黄金分割法的订阅间隔树区间划分算法设计

在发布订阅系统中,匹配算法的主要作用是负责高效地找到与给定的服务相匹配的所有订阅条件,算法的匹配速度及转发开销是影响发布订阅系统整体性能的一个关键因素.针对采用订阅间隔树模型的发布订阅系统,提出了一种基于黄金分割法的订阅间隔划分算法(IDAGSM).该方法利用匹配树原理,把多个订阅组织成一个树形索引结构,即订阅间隔树,利用黄金分割法对区间进行划分,并对订阅间隔树进行深度优先遍历,通过从查找匹配时间与构建订阅间隔树的深度与二分法进行实验对比,证明该方法能使事件与订阅之间的匹配效率得到一定的提高,并有效地减少转发开销.     

内容发布订阅系统的路由优化和负载均衡技术

研究在非均匀数据分布情况下的负载均衡和大规模系统中的事件路由效率问题.使用K-D树划分结构实现了内容发布/订阅系统的静态负载均衡.在此基础上,利用K-D树的索引机制,实现了系统事件代理之间的分层路由机制,将路由效率提高到O(lnN).基于区域匹配和路由2种负载特征,采用区域分裂和复制方法实现代理之间的负载调度.通过转移加入和动态探测的方法解决了动态负载均衡问题.性能分析和仿真实验表明,上述方法解决了基于事件空间划分的内容发布/订阅系统的高效路由和负载均衡问题.     

基于消息侦听的高效快速发布/订阅路由算法

针对MANET环境中密度驱动的发布/订阅路由算法在相邻Hill间转发消息过程中存在较大时延和冗余控制开销问题,提出一种消息侦听的高效快速发布/订阅路由算法(FEPML).该算法通过边缘节点侦听机制,快速构建相邻Hill之间的双向传输路径,提高内容匹配的效率;利用心跳消息转发时的捎带信息,避免向边缘状态的Hill转发消息,减少绕路;同时压缩消息头部字段,减少冗余开销.仿真结果显示:与现有的典型相关算法相比,FEPML可以有效地降低数据传输开销,快速实现发布消息和订阅节点的匹配,降低平均端到端时延.     

基于NDN的高效发布/订阅系统设计与实现

TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol)网络下的发布/订阅系统受限于IP与位置的绑定关系,需要复杂的中间件进行发布者与订阅者之间事件的匹配.命名数据网络(named data networking,NDN)以数据命名取代IP的主体地位,由于其具有上下逻辑拓扑一致性、天然支持多播、具有网络层缓存、多路径转发等特点,故NDN在实现发布/订阅系统上更简洁、高效.设计了一个基于NDN的高效发布/订阅通信协议,并且利用NDN的命名机制对传输小块数据的发布/订阅通信协议进行了进一步优化,使得发布过程的网络开销减少一半.在Android平台上实现了分别代表大块数据和小块数据传输的新闻和天气信息发布/订阅系统,功能验证显示系统支持分布式多发布者、多订阅者的发布和订阅活动,而且对用户操作具有一定的容错功能.在ndnSIM上对所设计的2种发布/订阅通信协议进行模拟,实验结果显示优化后的发布/订阅通信协议在系统效率、传输时延2个性能指标上都优于通用情况的发布/订阅通信协议.     

订阅/发布模式下多节点协同的数据分发方法

为了提高分布对称体系结构的订阅/发布系统对大数据量内容的分发效率,提出了一种基于订阅节点协同的数据分发方法.首先,利用MD5算法将订阅节点映射到32 bit逻辑地址空间中;然后依据订阅者与发布者间的逻辑距离所处区间,将订阅节点集合划分成独立不相交的桶,为主题数据的转发规划出合理的路径,且该数据分发路径能适应系统的动态变化.基于逻辑距离的桶分割方法确保了数据分发的单向收敛性,限制了分发路径的深度.真实环境中的实验结果表明,基于订阅节点协同的分发方式通过利用订阅节点的资源,降低了对GB级数据量内容进行分发的分发时延,减轻了发布节点的负载,与传统的点对点分发方式相比,数据分发效率得到了显著提高.     

一种采用Chord协议的网格日志系统

为记录在大规模网格环境中发生的事件,提出了一种联合使用服务和Chord协议的日志服务系统.通过Chord协议中的一致哈希算法,把采用订阅通知的方式收集来的系统节点的性能数据和系统中所发生事件的记录,分布式存储于日志服务系统中;为了把Chord协议和Web service相结合,对Chord协议的节点加入算法做了修改,使得数据发布服务可以作为Chord节点动态加入离开Chord网;为了在日志系统中查询数据,在Chord协议基础上加入了基于元数据查询的算法.