基于ICE中间件的分布式卫星验证评估系统设计

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基于 ICE 中间件的分布式卫星验证评估系统设

计

0 前言

卫星地而测试是卫星研制过程中的重要环}丁，对其系统功能验证及性能评估具有重要作用。

然而，卫星地而测试系统本身作为一个复杂巨系统，其设计与实现过程仍受多种因素影响。①

在应用过程中，测试系统中各测试单元常常需要把不同类型的测试结果周期性传递给各差异化

服务单元，其信息交勺_过程呈现发布一词阅模式。②不同类型的数据报告传输对其传输效

率、安全性、可靠性等的要求可能不一样，所以系统信息交勺_过程要能够有效支持信息传输

的差异性。③鉴于测试环境的多样性，系统需跨平台操作。然而，现有系统中各测试单元与服

务单元间的紧祸合关联，严重限制了系统的可扩展性，无法满足各服务单元的差异化需求，并

且现有系统的勺_操作性较差，难以在实际应用中人规模部署。

基于 ICE (Internet Communication Engine)中间件的信息不 J阅/发布机制为解决上述问题提供了

一种新思路。ICE 中间件通过解祸合消息发布者和消息订阅者之间的关联关系，保证了系统的

高可扩展性及灵活配置，从而为人型卫星地而测试系统的分布式设计奠定了实现基础。针对上

述分析，本文给出一种新型的基于 ICE 中间件的分布式卫星地而测试系统设计，并给出其详细

实现过程。与传统系统相比，该系统能够有效避免传统系统的复杂性，实现了日标服务器的动

态定位及负载均衡，在系统开销、内存使用及网络带宽占用等方而都有明显优势。

1 基于 ICE 中间件的分布式设计原理

中间件技术作为构建分布式应用系统的重要支撑技术，广泛应用于分布式系统设计中。然而，

现有中间件技术在跨平台操作性及开发便利性等方而均不同程度地存在缺陷。

ICE 作为一种而向对象的中间件平台，它能够为构建而向对象的分布式应用系统提供基于不同

操作系统及不同编程语言的工具、通用接口和库支持;并且 ICE 提供了简单的对象模型、简洁

而功能强人的应用接口、高效紧凑的协议以及丰富的调用和派遣模式，从而为地而卫星测试系

统设计提供了一种新思路。

首先，ICE 提供的一种发布/订阅服务 ICEStrom，该服务能够消除消息发布者和消息订阅者之

间的紧祸合关系，从而保证了系统的高可扩展性及灵活配置。传统的消息订阅/发布模式如图 1

所示。

在传统消息订阅/发布模式下，消息发布者周期性为消息订阅者提供所需要的消息。但是，该

架构要求由消息订阅者来管理消息发布者的注册细竹、观测数据传输以及出错恢复等。在比较

复杂的应用环境下，如多个订阅者订阅不同的消息且存在多个发布者发布不同的消息时，传统

信息订阅/发布模式就需花费人量的资源来管理和维护上述过程中的细竹，严重限制了系统的

可扩展性和灵活配置能力。而在 ICE 架构下，由ICEStorm 充当消息发布者和消息词阅者的中

介，当消息发布者准备好分发一个新消息时，它不再关注订阅者，只需要简单地向 ICEStorm

服务器发出一个请求，由ICEStrom 服务器全权负责把消息传递给订阅者。与此类似，订阅者

仅需要与 ICEStrom 服务器进行简单的交，完成像订阅和取消订阅这样的任务，就可以获得感

兴趣的消息。在此逻辑下，发布者和订阅者都可以专注于其应用逻辑，极人地减少了信息订

阅/发布过程中的复杂度。如图 2所示。

同样，消息发布可以基于主题进行分类。订阅者会指定他们感兴趣的主题，只有那些与该订阅

者感兴趣的主题或相吻合的主题才会发布给该订阅者。因此，上述架构特别适合于应用到人规

模差异化应用环境。此外，ICE 还提供了分布式管理服务，主要用于定位和激活ICE 应用程

序，该服务应用由注册定位服务和任意竹点组成，它们协同管理组成应用的信息和服务进程，

并为在不同的服务器上运行相同的服务提供冗余，在其中一台服务器无法提供服务的情况下，

其它的在同一个服务群组中的服务器还可以为客户端提供相同的服务。

2 基于 ICE 中间件的分布式卫星地面测试系统设计

通过对系统需求分析，结合 ICE 在信息词阅/发布及分布式管理服务方而的优势，本文提出一

种基于 ICE 中间件的分布式卫星地而测试系统的实现方案，如图 3所示。

测试系统中的各功能模块分布式部署，并基于 ICE 中间件进行系统集成，从而为系统的测试提

“ ”供支持。功能模块主要包含三种模块:提供硬件接口功能的一系列智能设备，包含特定软件功

能的计算机以及控制标准商用仪器的计算机软件。前端测试单元通过多样的测试接口对卫星遥

测、遥控及姿势等各种指令、信号及数据进行测试，并对测试数据分析整理形成各种主题的数

据报告，最后发布给各差异化的服务单元。该系统依托 ICE 中间件技术，解祸合卫星地而测试

系统中各服务单元间的关联关系，从而实现系统的灵活配置和数据的高效发布，并实现了日标

服务器的动态定位及负载均衡。

上述系统中，安全有效的事件消息通信机制是卫星地而测试系统设计中非常重要的一环，图 4

给出了事件消息传输模块的设计。

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标签： #设计 #系统设计

摘要：

基于ICE中间件的分布式卫星验证评估系统设计0前言卫星地而测试是卫星研制过程中的重要环}丁，对其系统功能验证及性能评估具有重要作用。然而，卫星地而测试系统本身作为一个复杂巨系统，其设计与实现过程仍受多种因素影响。①在应用过程中，测试系统中各测试单元常常需要把不同类型的测试结果周期性传递给各差异化服务单元，其信息交勺_过程呈现发布一词阅模式。②不同类型的数据报告传输对其传输效率、安全性、可靠性等的要求可能不一样，所以系统信息交勺_过程要能够有效支持信息传输的差异性。③鉴于测试环境的多样性，系统需跨平台操作。然而，现有系统中各测试单元与服务单元间的紧祸合关联，严重限制了系统的可扩展性，无法满足各服...

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