全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)

1、全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)、性能和實時的可擴展性摘要：我們描述的實時傳感器網(wǎng)格系統(tǒng)，它支持全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時消息路由和處理的體系結(jié)構(gòu)。當前系統(tǒng)進程在加利福尼亞州南部和中部從E85電臺1赫茲的位置數(shù)據(jù)。我們的系統(tǒng)是建立一個具有網(wǎng)絡(luò)功能的計算機，基于主題的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)，并且可擴展到其他數(shù)據(jù)源。為了確定性能和可伸縮性的上限，我們已經(jīng)在對我們執(zhí)行的系統(tǒng)測試進行評估。通過這些測試，我們能夠顯示，性能不隨時間降解，該系統(tǒng)將同步處理多達1000個數(shù)據(jù)提供者或數(shù)據(jù)消費者的消息代理，而多個消息中介可以被鏈接到提供可伸縮性1000以外供應(yīng)商和消費者。關(guān)鍵字：實時GPS，面向消息的中間設(shè)備，發(fā)布/訂閱的中

2、間設(shè)備，網(wǎng)格計算1、介紹實時感應(yīng)器正在改變我們獲取我們環(huán)境數(shù)據(jù)的方式。在傳感器技術(shù)的最新進展中，例如微電路，納米技術(shù)和低功耗設(shè)計允許傳感器在各種各樣的環(huán)境中進行部署。環(huán)境監(jiān)測，空氣污染和水的質(zhì)量的測量，地震事件的檢測和理解只有少數(shù)地區(qū)會發(fā)生地殼的長期運動，在這些事件中傳感器的部署程度是很容易看到的。廣泛使用的傳感裝置以及能彼此通信的傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署，實現(xiàn)較大的傳感任務(wù)將從根本上改變信息收集和處理。實時GPS數(shù)據(jù)源在產(chǎn)生巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)時，可能會超過傳統(tǒng)的系統(tǒng)可以正常操作處理的能力。例如南加利福尼亞集成GPS網(wǎng)絡(luò)（SCIGN）已部署250持續(xù)經(jīng)營GPS（CGPS）電臺在南加州，而為了地球透鏡板塊邊

3、界的觀測（PBO）（/），更是安裝數(shù)百個電臺在美國西部。日本的GPS地球觀測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或GEONET由1200個GPS監(jiān)測站陣列覆蓋整個國家，平均間距約20公里處。例如，斯克里普斯軌道和永久陣列中心（SOPAC）是在升級SIGN及PBO CGPS站實時操作作為加利福尼亞實時網(wǎng)絡(luò)（CRTN）一部分的過程。每一次和站位置計算小于第二次延遲上的即時數(shù)據(jù)被收集。這些網(wǎng)絡(luò)每年測量能夠產(chǎn)生TB量級的數(shù)據(jù)。表1顯示出由CRTN站產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的近似量。從代理服務(wù)器最初獲得的觀測編碼稱為RYO開放二進制格式。該表顯示了相同的觀察不同編碼尺寸的增加。表1 - 由CRTN

4、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的近似量。該站生產(chǎn)二進制數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以被翻譯成ASCII和地理標記語言（GML）。傳感器的快速普及提出了與傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)問題不同的獨特挑戰(zhàn)。一些研究已經(jīng)討論了與傳感器設(shè)備的各種挑戰(zhàn)的技術(shù)方面，例如功耗，無線通信問題，自主操作，適應(yīng)性的環(huán)境條件和負載平衡。我們解決我們工作不同鄰域的問題：我們描述了一個可擴展的消息接發(fā)系統(tǒng)的架構(gòu)和實現(xiàn)用于處理和傳遞實時GPS位置的數(shù)據(jù)流來結(jié)束消費者，其可以是應(yīng)用程序或（通過網(wǎng)絡(luò)接口）人類。我們相信，我們的體系結(jié)構(gòu)是通用的，并且可以被應(yīng)用到其它類型的數(shù)據(jù)。需要處理龐大數(shù)據(jù)集的應(yīng)用科學是伴隨著計算資源的演化，網(wǎng)絡(luò)寬帶和儲存能力在增加。同時，一些應(yīng)用都

5、被設(shè)計成實時數(shù)據(jù)在運行，以提供近實時的結(jié)果。這樣的應(yīng)用諸如危機管理系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)，因為它們允許當局及時采取行動。地震數(shù)據(jù)同化是一個很好的例子，因為它們使用來自地震或GPS傳感器的資料本組工具。然而，大多數(shù)的這些工具目前使用的數(shù)據(jù)來自數(shù)據(jù)庫而且它們無法獲得實時數(shù)據(jù)由于一些原因。圖1 - 總體傳感器網(wǎng)格架構(gòu)。從持久的GPS網(wǎng)絡(luò)（左下）站的位置被傳送到代理服務(wù)器，并可以通過TCP / IP連接來獲得。這些原始消息由消息代理，它出版的數(shù)據(jù)流消息代理攝入（使用世貿(mào)君瀾經(jīng)紀軟件;見正文）。這些消息可以通過各種網(wǎng)絡(luò)功能的過濾器，其既作為被處理，出版商（消息源）和用戶（消息匯）。圖1示出了整體的傳感器網(wǎng)格架構(gòu)

6、，其中包含多個過濾器進行處理，變換或聚合數(shù)據(jù)流。我們用君瀾經(jīng)紀消息系統(tǒng)為過度的電線郵件傳輸。拿拉達經(jīng)紀也可以配置成提供服務(wù)的附加質(zhì)量如安全和可靠的傳送。這種方法使我們能夠在飛行中重新格式化的消息，所以我們可以轉(zhuǎn)換（例如）原RYO格式的源數(shù)據(jù)到開放地理空間聯(lián)盟的觀察和測量（OM）格式，同時保留原始郵件。用戶可在任何時候連接到過濾器鏈，以獲得用于所需的格式所需的站的消息。該架構(gòu)還可以擴展（在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計感，使用從堿濾波器類繼承）摻入更復(fù)雜的過濾器，如數(shù)據(jù)分析和事件檢測應(yīng)用程序。我們更詳細描述這項工作。在我們的系統(tǒng)中的關(guān)鍵概念是消息的主題發(fā)布和訂閱。正如我們將描述，在我們的系統(tǒng)中“信息”的數(shù)據(jù)

7、包與可以通過網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送的頭信息相結(jié)合。一個基于主題的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)就是一個出版商將許多指定主題名稱的消息發(fā)送到消息代理的一對多網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的例子。這些消息隨后被路由給所有的主題訂閱者。因此，對一個特定主題的發(fā)布者和訂閱不進行直接的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，如在客戶端-服務(wù)器系統(tǒng)，如Web瀏覽器和服務(wù)器的情況。正如我們討論的，這種方法使我們能夠建立可以單獨負責相對簡單原子任務(wù)發(fā)布者和訂閱鏈復(fù)雜的應(yīng)用。發(fā)布者和訂閱者可以連接到使用許多不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的中介消息代理，雖然我們在這里描述的系統(tǒng)是使用TCP / IP實施的。本文的其余部分安排如下。第2節(jié)介紹斯克里普斯軌道和永久陣列中心的實時GPS網(wǎng)絡(luò)。我們也更詳細

8、地描述了系統(tǒng)架構(gòu)。第3節(jié)是對我們系統(tǒng)測試性能和可擴展性的詳細描述。第4節(jié)是規(guī)定文件總結(jié)和確認。2、全球網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)實施斯克里普斯軌道和永久陣列中心（南太地科委）維護和運行加利福尼亞實時網(wǎng)絡(luò)由分布GPS子網(wǎng)絡(luò)傳輸具有小于1秒的延遲可公開獲得的1赫茲站位置。從GPS站原始數(shù)據(jù)由Geodetics RTD的Pro / CLP軟件套件和瞬時站收集位置計算上的動態(tài)。在本節(jié)中，我們描述了上述技術(shù)的實施。圖2顯示在南加州的實時GPS子網(wǎng)。三角形表示連續(xù)GPS臺站（即，基站不是當前在實時訪問），而藍色和紅色圓圈代表的實時站（在，該站的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)進行訪問，因為它是由傳感器測得的）。圖2-加州實時

9、GPS網(wǎng)絡(luò)（CRTN）。注意連續(xù)的GPS站（CGPS）被描繪為三角形，而實時站被表示為圓。圖像是從南太平洋國家獲得GPS Explorer訪問/projects/realtime/我們先回顧一下實時GPS網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)中的初始數(shù)據(jù)源。這在圖1中的左下側(cè)表示。實時GPS網(wǎng)絡(luò)：連續(xù)的全球定位系統(tǒng)（GPS）已經(jīng)在大地測量被用來確定長期的構(gòu)造變形和靜態(tài)位移，如間地震，同震和震后變形。GPS站可以長時間運行且不需要經(jīng)常維護，并且可以使用各種連接類型，如Wi-Fi無線，調(diào)制解調(diào)器和電話線或光纖線路的數(shù)據(jù)采集點進行通信。在過去的15年，個人GPS站（古跡）的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)沿著

10、活躍的斷層線部署，并從這些數(shù)據(jù)不斷被一些組織收集。其中第一個使用GPS地殼形變監(jiān)測的組織是南加利福尼亞集成GPS網(wǎng)絡(luò)（SIGN）。作為首次提出實時操作的SIGN，它的數(shù)據(jù)并沒有以15-30 s的采樣率進行收集檢索和分析，而是以每24小時來慢慢計算隨時間變化的層級位置。斯克里普斯軌道和永久陣列中心（南太地科委），一個SIGN合作者，是在升級SIGN和PBO CGPS站實時操作的過程加州實時網(wǎng)絡(luò)（CRTN）（圖2）的一部分，作為一個合作橙色和圣迭戈縣和南加州大都會水區(qū)。每一次位置計算小于第二延遲的即時數(shù)據(jù)被收集。實時數(shù)據(jù)用于地震和結(jié)構(gòu)監(jiān)測，災(zāi)害緩解，以及提供給需要厘米級的實時定位精度土地測量師。對

11、于計算效率而言，南太平洋國家劃分成CRTN約10站的實時子網(wǎng)。每個子網(wǎng)提供實時位置數(shù)據(jù)（小于1秒的延遲）都在高速率操作（1 - 2赫茲）。從GPS傳感器的原始測量通過FTP站點連續(xù)收集和當?shù)氐腉eodetics RTD/ CLP軟件套件包括RTD的（“實時動態(tài)”服務(wù)器和CLP（CommLinkProxy）儲存，隨后提供給公眾。在RTD服務(wù)器還廣播名為RYO開放二進制格式的實時位置。每個RYO消息報告包含那個時代站的位置。從GPS監(jiān)測站收集的數(shù)據(jù)各種供應(yīng)格式如下：RAW和RINEX：用于歸檔和記錄;實時不可用。RTCM: 發(fā)布實時性和無記錄保存。這是對RTCM功能的GPS接收機領(lǐng)域非常有用。Po

12、sitions: 該站的位置。更新并提供每一秒的位置。 GPS時間序列可以使用這些位置來產(chǎn)生的，并且它們可以是不同的平均時間間隔，如每小時，每天等。也許最有趣的這些格式是地球物理學家在科學計算、模擬或可視化應(yīng)用程序的使用位置信息。然而，RTD服務(wù)器輸出名為RYO二進制格式的位置信息。這需要引入另一種復(fù)雜性的客戶端應(yīng)用程序，因為這些消息必須從二進制轉(zhuǎn)換為到該客戶機可以消費的數(shù)據(jù)格式。此外，直接從RTD服務(wù)器接收站的位置，客戶有望打開套接字連接。這種方法的一個明顯缺點是廣泛的負載當多個客戶端連接時，這可能引入到服務(wù)器。RTD服務(wù)器從點接收原始數(shù)據(jù)后，它適用于內(nèi)部過濾器和為每個網(wǎng)絡(luò)生成一條

13、消息。此消息包含用于從該位置數(shù)據(jù)已經(jīng)收集在那個特定瞬間每一個人站位置信息的集合。除了位置信息還有一個其它測量信息，如質(zhì)量的測量，方差等。傳感器網(wǎng)格：我們已經(jīng)開發(fā)出多種網(wǎng)絡(luò)功能的過濾器的應(yīng)用程序和Web服務(wù)，以提供給科學應(yīng)用的處理實時位置信息GPS傳感器流。這些過濾器使用發(fā)布/訂閱網(wǎng)絡(luò)中間件彼此連接?？傊撓到y(tǒng)的核心是過濾器鏈執(zhí)行格式轉(zhuǎn)換或以其他方式處理源于上述實時網(wǎng)絡(luò)中的輸入數(shù)據(jù)流。這些過濾器作為兩個訂戶（數(shù)據(jù)接收器）和出版商（數(shù)據(jù)源）。拿拉達經(jīng)紀主題（其類似于計算機的文件系統(tǒng)上的目錄和文件名的路徑）用于組織不同的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流源成層次結(jié)構(gòu)如表2所示。目前的過濾器正在被使用，以支持8個網(wǎng)絡(luò)與維

14、護80的GPS站SOPAC。在我們的架構(gòu)中，過濾器是小型應(yīng)用程序，旨在實現(xiàn)簡單的任務(wù)，如轉(zhuǎn)化或聚集的消息。他們正在使用實現(xiàn)的Java編程語言（如為拿拉達經(jīng)紀）。他們也可以用其他編程語言開發(fā)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。我們開發(fā)了一種抽象濾波器編程接口可以擴展來創(chuàng)建新的過濾器。一個基本的過濾器是由三部分組成：一個拿拉達經(jīng)紀訂戶，出版商和數(shù)據(jù)處理單元。抽象過濾器接口提供用戶和出版商的能力。通常的過濾器所預(yù)訂指定拿拉達經(jīng)紀主題以接收流信息，處理接收到的數(shù)據(jù)，并將結(jié)果發(fā)布到另一主題。然而輸出不必總是發(fā)布。例如，一個數(shù)據(jù)庫過濾器可能只收到站位置，以插入到數(shù)據(jù)庫持久性歸檔。此外，過濾器可以并聯(lián)或串行用于實現(xiàn)更復(fù)雜

15、的任務(wù)。我們已經(jīng)開發(fā)了第一個過濾器是格式轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換原二進制消息至不同的格式，因為地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用程序需要的地理數(shù)據(jù)的不同表示。一旦我們收到原始二進制數(shù)據(jù)，我們立即用空過濾器，也就是一個簡單的直通過濾器，不改變該消息。接下來，另一個過濾器，轉(zhuǎn)換二進制消息為ASCII訂閱發(fā)布給君瀾經(jīng)紀話題這個話題并公布輸出消息到另一個話題，這可以繼續(xù)構(gòu)建過濾器鏈。例如，我們已經(jīng)制定了地理標記語言（GML）模式來描述GPS位置信息。另一個過濾器的應(yīng)用程序訂閱ASCII消息主題和發(fā)布位置信息，以不同的主題的GML表示，這種方法使我們能夠保持原有數(shù)據(jù)不變，在不同的串流方式由多個客戶端訪問的消息格式。我們開發(fā)的GML

16、模式是基于豐富的觀測類型是GML3觀測模型的擴展版本。這種模式支持陣列的觀察和觀測集合類型，這是在描述地球科學委會的位置信息，因為它們是多個人站位置的集合是有用的。我們遵循強大的命名約定命名的元素，使架構(gòu)更容易理解到客戶端。我們使用數(shù)據(jù)綁定的目的的Apache XML豆類和創(chuàng)建，讀取ASCII位置信息，并生成利用XML豆類生成的代碼GML實例的應(yīng)用程序。SOPAC GML模式和樣品情況，請訪問：/schemas。在GML模式開發(fā)的GPS站消息和一個示例XML輸出在附錄中給出。GPS站消息和過濾器：如上所述，GPS收集站的消息有幾個小節(jié)。我們已經(jīng)開

17、發(fā)了多種過濾器，可以簡化不是由大多數(shù)客戶所需要的位置信息的部分轉(zhuǎn)換的消息。圖3示出了包括GPS的網(wǎng)絡(luò)，代理服務(wù)器，過濾器和代理整個系統(tǒng)。該ryo2nb濾波器用來使TCP / IP連接到RTD服務(wù)器和這些消息（這是在卷煙格式）發(fā)布到消息系統(tǒng)。Ryo2ASCII過濾器在整個RYO消息，并且不會過濾掉任何東西。然而一些包括位置信息的信息大多數(shù)是不需要客戶端。例如，我們已經(jīng)開發(fā)出一種用戶界面，以顯示在地圖上臺站的當前位置。對于這種特殊應(yīng)用，我們只需要站名和它們在緯度和經(jīng)度的位置。此客戶接口我們開發(fā)ryo2pos濾波器（圖中未示出），該ROY郵件轉(zhuǎn)換為簡單的位置信息。以下是從ryo2pos濾波器輸出樣本

18、信息：在該消息中，我們只包括（按順序）站名（“LEMA”），日期，時間，緯度，經(jīng)度和高度值。這個小應(yīng)用程序是一個有關(guān)個別過濾器如何使用南都經(jīng)紀以實現(xiàn)特定的任務(wù)被鏈接的例子。使用這種方法集成的另一示例應(yīng)用是RDIMM只要求緯度，經(jīng)度，和對于給定的站高度值。我們可以很容易地編寫一個過濾器，剝?nèi)ゲ恍枰牟糠窒⒉⒅惠敵鑫恢眯畔ⅰＯ卤盹@示了關(guān)于這些實時網(wǎng)絡(luò)的信息。注意每個服務(wù)器地址為幾個獨立的GPS站點的代理服務(wù)器和出版商的位置數(shù)據(jù)的特定端口號相關(guān)聯(lián)。當數(shù)據(jù)從代理服務(wù)器被導(dǎo)入到傳感器網(wǎng)格架構(gòu)，我們將其與主題相關(guān)聯(lián)。主題構(gòu)造不僅識別網(wǎng)絡(luò)名，而且還有數(shù)據(jù)的格式。下表顯示了兩個過濾器君瀾經(jīng)紀主題名稱：同樣，

19、ryo2pos過濾器訂閱相應(yīng)的ROY主題，發(fā)布比如說/南太平洋國家/ GPS / CRTN_01/ POS的話題。在這里，我們給一些我們的傳感器網(wǎng)格架構(gòu)開發(fā)的過濾器的簡要介紹：Ryo2ASCII過濾器：訂閱該RYO話題接受二進制消息，將其轉(zhuǎn)換為簡單的ASCII格式并發(fā)布到另一個話題（即“/ ASCII”）。ASCII HTML過濾器：地理標記語言，可能是由開放地理空間聯(lián)盟生產(chǎn)的當今最流行的地理數(shù)據(jù)格式。我們已經(jīng)開發(fā)了GML模式符合了最新的觀察和測量（OM）擴展來形容GPS站的消息。該過濾器的ASCII位置信息轉(zhuǎn)換成GML并發(fā)布到一個新的話題（即“/ GML”）。我們預(yù)計，在不久的將來GIS應(yīng)用

20、程序?qū)⒈婚_發(fā)，以符合在GML OGC標準，并提出GPS信息將幫助我們輕松地集成科學應(yīng)用。ASCII2POS過濾器： RYO消息類型包含了幾個附帶的物理位置等，如位置，質(zhì)量和幾個可選塊子部分。然而，大多數(shù)的這些額外信息都不被應(yīng)用所需要。這個過濾器從ASCII消息中排除可選塊和不必要的信息來創(chuàng)建簡潔的位置信息僅包括一個時間戳，站ID和位置測量。站位移過濾器：一個GPS臺站的使用情況是檢測地震活動。我們已經(jīng)制定了一個簡單的過濾器，分析了GPS站的位置信息，并輸出它的實時物理位移。該過濾器可以根據(jù)不同的時間間隔來計算位移，該站的前一個小時，或在過去24小時內(nèi)，即實際位移。站健康篩選：處理實時測量值的一

21、個優(yōu)點是我們可以立即看到，如果任何一個網(wǎng)絡(luò)中的傳感器的未發(fā)布的位置信息。我們已開發(fā)了這種過濾器以登錄站和（可能）警報管理員的停機時間，如果達到閾值。例如它可以是容忍的一個GPS站將下降為由于網(wǎng)絡(luò)問題幾分鐘，但如果一臺還未超過一個小時發(fā)布位置值，可能需要維修呼叫。單站過濾器：從RTD服務(wù)器原裝進口的消息上面提到的包含多個站的位置信息。然而，一些應(yīng)用可能需要分析的數(shù)據(jù)為特定的站。為此，我們開發(fā)了此過濾器拉從一個特定站測量。RDAHMM過濾器：RDIMM（為正則確定性退火隱馬爾可夫法）是一種數(shù)據(jù)分析和分類體系。此算法和相關(guān)聯(lián)的過濾器中被廣泛描述。在簡要中，RDA HMM過濾器可用于分類的實時數(shù)據(jù)系列

22、的序列，并可以潛在地用于模式變化檢測。3、 測試實時GPS數(shù)據(jù)網(wǎng)格實現(xiàn)在部分程序中，我們所描述的傳感器網(wǎng)格架構(gòu)的執(zhí)行用于管理GPS數(shù)據(jù)流。使用基于發(fā)布訂閱郵件系統(tǒng)和過濾器的Web服務(wù)主題建造。在這個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)PS流通過一系列由南都經(jīng)紀消息基板連接器提供給用戶。我們的系統(tǒng)消耗來自包含80永久站的8 GPS子網(wǎng)的數(shù)據(jù)和集成加州實時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。該GPS站每秒定期公布一次他們的位置。在最簡單的設(shè)置系統(tǒng)中包括代理和多個過濾器，所以該系統(tǒng)的性能將主要受中間商性能的影響，因為過濾器將主要部署在不同服務(wù)器上。然而，在一些情況下是可以預(yù)期的，當大量的過濾器是在同一臺服務(wù)器運行時，性能就會降低。在系統(tǒng)中的消息收發(fā)

23、代理負責從源到訂戶路由實時流。由于數(shù)據(jù)是在1Hz的頻率連續(xù)流動，我們希望消息在不到1秒接收到下一個消息之前交付的，我們不希望任何形式的排隊延遲的消息傳遞。該信息的任何排隊時間超過一秒或臨時存儲將是有害的，因為新的消息將不斷到達，隊列將繼續(xù)增長，從而導(dǎo)致交付失敗。因此性能測試應(yīng)側(cè)重于找出實時提供商和單個經(jīng)紀人可以不引入額外的開銷或無響應(yīng)支持的客戶端的最大數(shù)量。存在于發(fā)布者或訂閱者的支持的號碼以及最大數(shù)據(jù)速率的條件限制為代理。3.1測試方法為了測試系統(tǒng)的性能，我們已經(jīng)創(chuàng)建了由多個濾波器和一個單一的代理的基本設(shè)置。在此設(shè)置中，我們有三個過濾器：消息轉(zhuǎn)發(fā)過濾路由信息的GPS從RTD服務(wù)器到君瀾經(jīng)紀服務(wù)

24、器，RYO到ASCII轉(zhuǎn)換器和一個簡單的客戶端過濾器。在正常的操作中，我們連接到SOPAC RTD服務(wù)器接收GPS消息。然而，對于性能測試，我們記錄24小時的單個網(wǎng)絡(luò)的原始GPS消息，并使用存儲并重放濾波器代替它們。使用存儲的值使我們的測試有可重復(fù)性。此外，我們將討論，我們可以利用目前存在的這些模擬更大的網(wǎng)絡(luò)。我們已經(jīng)寫了兩個過濾器，用于記錄和重放二進制RYO消息：RYO記錄過濾器和RYO發(fā)布者過濾器。第一個過濾器訂閱到RYO主題，通過保存收到的消息到文件中創(chuàng)建日常GPS記錄。它創(chuàng)建午夜后一個新的文件，并將其命名為以反映GPS網(wǎng)絡(luò)已持有的記錄和哪個日期。例如一個名為CRTN_01-09_11_

25、2006-12_00_00_AM.ryo文件的CRTN_01網(wǎng)絡(luò)日期2006年9月11日，在12:00:00 AM收集第一個樣品的RYO記錄。在我們的性能測試中，我們使用RYO發(fā)布者過濾在這些文件中的二進制信息發(fā)布到經(jīng)紀人的話題。通過這種方式，我們有過濾器，它允許我們，因為我們希望創(chuàng)造盡可能多的GPS網(wǎng)絡(luò)取代實際的RTD服務(wù)器。自卷煙發(fā)布者過濾器還提供了能夠更改消息的頻率。目前實際的RTD服務(wù)器在1赫茲的頻率，I.S.發(fā)布網(wǎng)絡(luò)消息每秒一個消息被發(fā)布為每個網(wǎng)絡(luò)。通過改變一個濾波器參數(shù)，我們可以改變這個頻率，因此數(shù)據(jù)流速。在考慮到在不久的將來將GPS站預(yù)計上2HZ頻率工作，即，發(fā)送它們的位置兩次在

26、第二，自卷煙出版商濾波器的這種能力允許我們模擬未來的GPS網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)的整體性能可通過測量幾個特性來估計： 該系統(tǒng)連續(xù)運行的穩(wěn)定性; 能夠支持多個數(shù)據(jù)源; 能夠支持多個客戶端; 端到端發(fā)送消息的時間； 能夠保持傳入消息的順序；圖4示出了用于性能測試系統(tǒng)的基本配置。測試系統(tǒng)由三個濾波器和一個拿拉達經(jīng)紀服務(wù)器。這是最簡單的過濾器配置，允許客戶端訪問可讀格式的GPS信息。第一濾波器是RYO出版商，它取代在現(xiàn)實世界的操作中使用與我們的存檔數(shù)據(jù)RTD服務(wù)器。發(fā)布者過濾器讀取每天RYO存檔文件和發(fā)布GPS位置信息到1Hz的頻率經(jīng)紀人。以ASCII轉(zhuǎn)換器過濾二進制消息轉(zhuǎn)換成ASCII格式和發(fā)布到一個新的課題

27、;最后簡單過濾器訂閱此話題，并接收它們。為了測量平均終端到終端消息的交貨時間，我們對如圖所示的4個點進行測量：1、 之前的消息由RYO發(fā)布者發(fā)布。2、 只要是RYO轉(zhuǎn)換成ASCII就被過濾器接收。3、 經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換和正確發(fā)布到另一個話題。4、 它是什么時間被簡單過濾接收。圖4中的結(jié)構(gòu)具有1至4個完整的網(wǎng)絡(luò)路徑，但它也包括RYO與ASCII的轉(zhuǎn)換在3和4之間，因此，為了找到真正的電匯時間，我們需要用總時間減去格式轉(zhuǎn)換花費的時間：Ttransfer = (T2  T1) + (T4  T3) 由于網(wǎng)絡(luò)延遲，我

28、們還需要進行測試，以確保該消息被以正確的順序傳遞。要做到這一點，RYO發(fā)布者發(fā)送的消息是以遞增的順序標記。它還記錄該消息的大小，這可能會影響到傳送時間。我們用南都公益經(jīng)紀內(nèi)置的事件屬性將時間戳和其他信息從一個濾波器傳遞的到另一個。要做到這一點，RYO發(fā)布者需要創(chuàng)建一個具有三個值的字符串，并將其插入MSGSTAMP屬性（內(nèi)置屬性）。第一個值是郵件編號，第二號碼是消息的字節(jié)大小，最后一個值是毫秒的時間戳記。當后續(xù)的過濾器接收君瀾經(jīng)紀活動，他們先提取MSGSTAMP屬性并追加當前時間戳。這樣，所有發(fā)布，并在過濾器鏈訂閱操作將被標注在MSGSTAMP屬性中。當最終濾波器接收一個消息時，它提取然后字符串

29、追加其時間戳和在用于進一步分析的文件保存它。兩個消息印章樣本下面給出：為了測量系統(tǒng)的五大特點，如上所述，我們確定了以下測試案例：·該系統(tǒng)連續(xù)運行的穩(wěn)定性;·可以由單個代理支持GPS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目;·可以由單個代理支持的客戶端的數(shù)目;·主題的數(shù)目可以由單個代理的支持。這些測試是在社區(qū)網(wǎng)格實驗室的Linux服務(wù)器上執(zhí)行。由于這些服務(wù)器是開放的網(wǎng)絡(luò)，并不是專門提供給我們測試使用的，所以我們的測試偶爾會出現(xiàn)延遲。為了消除這些異常值，最后的測量我們需要應(yīng)用遞歸的Z濾波器。給出了一些測量的Z過濾器，如果任何特定的值是通過使用其標準偏差值和所有的條目的平均值的離群值認定。

30、對于一個測量（×）表示z-過濾式可表示為： Z_value = abst - average / tstandard_deviation 然后計算出的值與一個截斷值比較，它通常設(shè)定為2.5。也就是說，我們丟棄值從平均超過2.5個標準差。如果z值大于臨界值則它被認為是異常值，并從測量除去該值。3.2測試結(jié)果3.2.1系統(tǒng)穩(wěn)定性測試第一個測試時驗證系統(tǒng)性能是時間獨立的，特別是不會隨著時間而降低。性能下降可能導(dǎo)致螺紋差，插座和目標管理在我們的代碼，以及出現(xiàn)問題在Java虛擬機和操作系統(tǒng)中。為了執(zhí)行這個測試，我們按照圖4所

31、示運行24小時系統(tǒng)并且記錄定時。在試驗結(jié)束時，我們首先測量平均消息傳送的時間，然后通過將定時成段，我們確定是否連續(xù)操作降低了系統(tǒng)的性能。我們也希望以此驗證郵件將被傳入訂單。圖5顯示了第一個測試的結(jié)果。這個測試被運行了24個小時。在圖4記錄定時中，測試的最后一個過濾器描述了每一個消息每一秒別發(fā)布的所有步驟。我們應(yīng)用一個Z-過濾器以清潔離群值，并計算出每半小時的平均值。圖中的每個點對應(yīng)至1800測量或大致相當于30分鐘價值的數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，該轉(zhuǎn)移時間大約是超過5.6毫秒，平均的整個范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。整體測試表明連續(xù)操作中沒有導(dǎo)致系統(tǒng)性能的劣化。3.2.2單個代理能夠支持極大數(shù)量的GPS網(wǎng)絡(luò)該系統(tǒng)提供

32、的另一重要特征是能夠同時服務(wù)于多個出版商，這是用于管理全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)流，還有，我們需要同時支持多個GPS網(wǎng)絡(luò)。對于此測試中，我們保留在圖4中所描述的原始配置，并通過添加新RYO中間商增加傳感器數(shù)據(jù)源的數(shù)量。因此，我們模擬從多個GPS網(wǎng)絡(luò)發(fā)布消息。本次測試的結(jié)果允許我們指定一個單一代理支持真實世界中的應(yīng)用。圖6顯示了附加RYO發(fā)布者的測試結(jié)構(gòu)，注君瀾經(jīng)紀主題用于連接濾波器彼此。隨后，簡單過濾從主題2接收ASCII消息。對于這個特殊的測試中，我們再開始新的RYO發(fā)布的過濾器。每一個新的發(fā)布者過濾器發(fā)布二進制數(shù)據(jù)到一個新的課題。每個發(fā)布者發(fā)布的相同（測試記錄）之前測試中使用的數(shù)據(jù)。我們連續(xù)兩天跑這

33、個測試。最初，系統(tǒng)包括的組件如圖4中所示，但每30分鐘后，我們開始50個新的發(fā)布者。我們能夠達到發(fā)布的最大數(shù)量是1000，這是由于可打開的文件的最大數(shù)量描述符允許操作系統(tǒng)是1024。在測試結(jié)束后，我們移除了異常值結(jié)果并且將結(jié)果分割為1800段，其大致等于GPS數(shù)據(jù)流的30分鐘。正如圖7和圖8顯示出了消息傳遞時間總是穩(wěn)定在5毫秒。我們沒有注意到任何意外的增加或減少。這表明，即使在允許券商發(fā)行的最大數(shù)量，系統(tǒng)支持GPS消息傳遞是沒有任何問題的。我們還證實，試運行期間消息順序?qū)⒂枰员Ａ簟?.2.3單個中間商可以支持用戶的最大數(shù)量在之前描述的第二次測試中，我們探討了數(shù)據(jù)提供方對系統(tǒng)的限制，并發(fā)現(xiàn)該消息代理可以支持多達1000個獨立的GPS站字段。在本部分描述的第三類測試中，我們從客戶端觀察系統(tǒng)，并試圖找到例如圖4描述的基本系統(tǒng)所能支持的客戶數(shù)量。確定這個限度是非常重要它可以提供給大量客戶不間斷的實時數(shù)據(jù)訪問。在這些試驗中，我們將僅具有一個GPS網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)，并增加簡單的過濾器的數(shù)量來模擬的實時數(shù)據(jù)的客戶端。這些測試的結(jié)果將使我們能夠決定什么時候布置一個新的中間商