XCOM

創(chuàng)建XCOM共享空間，眾人拾柴火焰高，讓我們?cè)诖丝臻g種子、澆水、開(kāi)花、結(jié)果

iXcom技術(shù)白皮書(shū)

1. 前言... 1

2. iXcom簡(jiǎn)介... 2

3. iXcom的功能... 3

4. iXcom的特點(diǎn)... 4

5. 基本概念... 5

5.1. 應(yīng)用... 5

5.2. 節(jié)點(diǎn)... 5

5.3. 電文... 6

5.4. 電文號(hào)... 7

5.4.1. 映射電文號(hào)... 7

5.5. 回線... 7

5.6. 主機(jī)名... 8

5.7. 主機(jī)代號(hào)... 8

5.8. 電文實(shí)時(shí)傳輸... 8

5.9. 電文可靠傳輸... 8

5.10. 靜態(tài)連接... 9

5.11. 動(dòng)態(tài)連接... 9

5.12. 隊(duì)列... 10

5.12.1. 發(fā)送隊(duì)列... 10

5.12.2. 接收隊(duì)列... 11

5.13. 分組發(fā)送... 11

5.14. 分組接收... 11

6. 體系結(jié)構(gòu)... 11

6.1. 系統(tǒng)核心... 12

6.1.1. 基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)件層... 12

6.1.2. 數(shù)據(jù)處理構(gòu)件層... 13

6.2. 通信管理... 14

6.3. 應(yīng)用適配器層... 15

1. 前言

本文檔介紹寶信軟件的中間件產(chǎn)品iXcom。iXcom屬于消息通信中間件，它的主要功能是在應(yīng)用程序間傳遞消息，這些消息可以在不同的通信協(xié)議（基于TCP/IP Socket）、不同的主機(jī)系統(tǒng)和不同的應(yīng)系統(tǒng)。

iXcom提供簡(jiǎn)單易用、高效可靠的分布式應(yīng)用開(kāi)發(fā)和通信平臺(tái)，利用它可以快速方便地開(kāi)發(fā)可靠、高效的分布式應(yīng)用。

iXcom提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制功能，可以方便的控制通信線路和得知通信運(yùn)行狀況。

iXcom提供對(duì)多種主流數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，支持Oracle,SQLServer等數(shù)據(jù)庫(kù)。

iXcom提供對(duì)多種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的支持，支持C/C++ , Java, .NET, VB , Delphi等語(yǔ)言。

2. iXcom簡(jiǎn)介

iXcom 是面向分布式應(yīng)用的消息中間件，它為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行，提供了靈活和易用的基礎(chǔ)平臺(tái)。

iXcom提供兩種通訊模式，實(shí)時(shí)傳輸模式和可靠傳輸模式。在實(shí)時(shí)傳輸模式上，iXcom提供快速地?cái)?shù)據(jù)發(fā)送能力，但在通信出現(xiàn)異常時(shí)不能保證數(shù)據(jù)地可靠到達(dá)。在可靠傳輸模式下，iXcom提供可靠的數(shù)據(jù)發(fā)送能力，嚴(yán)格按照應(yīng)用發(fā)送電文的先后順序進(jìn)行電文發(fā)送，保證電文的可靠傳輸。

一個(gè)iXcom 的基本工作示意圖如圖1 所示。應(yīng)用程序分布在網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)上，當(dāng)應(yīng)用程序之間要傳送消息時(shí)，應(yīng)用程序只需將消息電文號(hào)和消息的內(nèi)容通過(guò)iXcom提供的接口傳給iXcom。iXcom 便會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上的各個(gè)iXcom運(yùn)行系統(tǒng)組成的虛擬網(wǎng)，將消息輸送到消息接收者所在的結(jié)點(diǎn)上，然后提交給消息的接收者。

圖1

3. iXcom的功能

iXcom的主要功能如下：

提供端到端的實(shí)時(shí)通信服務(wù)。應(yīng)用不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)通信和其它的網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，應(yīng)用只需關(guān)注應(yīng)用業(yè)務(wù)層，減少學(xué)習(xí)和使用的難度。

提供端到端的可靠通信服務(wù)。適用于分布式環(huán)境下各種不同類型的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，特別是對(duì)通信的可靠性要求較高的應(yīng)用，提供多層次的異步通信機(jī)制。通信的應(yīng)用雙方在處理時(shí)間上可以互不相關(guān)，發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)接收方應(yīng)用可以還未啟動(dòng)。

提供對(duì)發(fā)送電文的并發(fā)傳輸（通信規(guī)約必須是動(dòng)態(tài)連接的）和接收電文的并發(fā)處理，適用于對(duì)效率要求比較高的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

提供簡(jiǎn)單易用、快速、高效可靠的分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用編程接口（API）簡(jiǎn)單且易學(xué)易用。網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)環(huán)境和細(xì)節(jié)對(duì)用戶完全透明并且支持多種網(wǎng)絡(luò)底層環(huán)境，并提供了跨操作系統(tǒng)的C/C++/Java接口；

iXcom可以和具有不同通信規(guī)約的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。

提供WebService，XML-RPC接口，可以和J2EE和.NET進(jìn)行集成。

支持工業(yè)通信協(xié)議Modbus、3964R等協(xié)議。

通過(guò)iXcom提供的協(xié)議框架，可以對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展。

可靠傳輸方式下，支持電文的廣播和多播發(fā)送。

提供對(duì)多種消息格式(ASCII和二進(jìn)制)傳輸?shù)闹С�；提供快速可靠的面向事�?wù)處理的數(shù)據(jù)遞送功能，保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性；

提供分布式（C/S和B/S）的管理平臺(tái)，通過(guò)DNS服務(wù)和應(yīng)用管理等方式，提供對(duì)iXcom的管理和監(jiān)控。

4. iXcom的特點(diǎn)

iXcom有以下特點(diǎn)：

支持多種操作系統(tǒng)，如IBMAIX、HP-UX 、Linux、Windows 2000/NT/XP/2003 等。

支持多種開(kāi)發(fā)工具。iXcom在所有平臺(tái)上都支持C、C++、Fortran和JAVA；在Windows 系列平臺(tái)上，提供VB/Delphi/C# 等接口。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的支持量大：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的支持可從數(shù)十個(gè)到上千個(gè)，具體上限的多少與主機(jī)的性能有關(guān)。

基于TCP/IP Socket 。

支持客戶/服務(wù)器(Client/Server)方式。

5. 基本概念

5.1.應(yīng)用

與具體業(yè)務(wù)有關(guān)的程序，包括客戶端處理輸入輸出的`客戶程序(Client)、服務(wù)端負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的服務(wù)程序(Server)。

5.2.節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)就是通信程序的宿主主機(jī)。一個(gè)iXcom可以和多個(gè)節(jié)點(diǎn)通信。一個(gè)節(jié)點(diǎn)主要有五個(gè)屬性：IP地址、Port號(hào)、通信規(guī)約、主機(jī)名稱和主機(jī)代號(hào)。

IP地址

節(jié)點(diǎn)的IP地址，可以有備用IP地。

Port號(hào)

節(jié)點(diǎn)通信程序的監(jiān)聽(tīng)端口號(hào)

通信規(guī)約（Protocol）

iXcom和外部主機(jī)互相通信的規(guī)約

主機(jī)名稱（HostName）

標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)名稱，不大于8個(gè)ascii字符

主機(jī)代號(hào)（HostDC）

標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)代號(hào)，用做發(fā)送電文時(shí)的目的'地，用2個(gè)ascii字符表示。

注：在本文章，沒(méi)有特殊指名的話，節(jié)點(diǎn)和主機(jī)是同一概念。

5.3.電文

在通信中間件之間傳送的數(shù)據(jù)包，一般由電文頭、電文體（數(shù)據(jù)塊）和結(jié)束符組成。

其中電文頭長(zhǎng)度an>1-2個(gè)字符,對(duì)于特定的通信規(guī)約而言，結(jié)束符是確定不變的'。

數(shù)據(jù)電文(Data Message)

用于傳送應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊，iXcom不對(duì)該類型電文進(jìn)行拆分，但該電文有可能被底層的TCP協(xié)議進(jìn)行拆分和重組。

應(yīng)答電文(ACK Message)

由通信的接收方發(fā)送，用于告知發(fā)送方電文是否已被正確接收。

心跳電文(Heartbeat message)

用于監(jiān)視回線和對(duì)方通信程序的狀態(tài)，用作狀態(tài)檢測(cè)，雙方可根據(jù)實(shí)際需要決定是否發(fā)送心跳電文。

注：

1. 應(yīng)答電文是用于保證通信的可靠傳輸。

2. 控制電文、心跳電文是通信相關(guān)的電文，應(yīng)用不用關(guān)心此類電文。

5.4.電文號(hào)

用于標(biāo)識(shí)一條電文的類型和目的，一般在電文頭部中有電文號(hào)字

段。電文號(hào)是通信雙方按業(yè)務(wù)劃分共通制定的，它一般用長(zhǎng)度不大于6位的ASCII字符表示。

5.4.1. 映射電文號(hào)

用于歷史問(wèn)題等原因，可能在同一項(xiàng)目中出現(xiàn)電文號(hào)重復(fù)的現(xiàn)

象。為了便于應(yīng)用方便處理電文，iXcom提供映射電文號(hào)的功能，應(yīng)用可以根據(jù)需對(duì)每個(gè)電文號(hào)定義它的映射電文號(hào)，該映射電文號(hào)必須是全局唯一的`，也就是說(shuō)在同一項(xiàng)目中雖然電文號(hào)可以重復(fù)，但映射電文號(hào)必須是唯一的。

注：若項(xiàng)目中有重復(fù)電文號(hào)，iXcom和應(yīng)用之間的接口有如下約定：

1） 應(yīng)用發(fā)送電文時(shí)，提供的電文號(hào)必須是映射電文號(hào)。當(dāng)iXcom發(fā)送電文時(shí)，iXcom會(huì)把映射電文號(hào)轉(zhuǎn)化成實(shí)際的電文號(hào)進(jìn)行發(fā)送。

2） iXcom收到電文后，將把收到電文的映射電文號(hào)發(fā)送給應(yīng)用，而不是原有電文號(hào)。

5.5.回線

在通信程序雙方之間建立的一條TCP 連接，一條回線既可以接收也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，通信雙方通信程序之間需要建立兩條回線。

一般情況下，在iXcom中采用的回線模式如下：

5.6.通信模式

通常來(lái)說(shuō)，XCOM間通信，雙方都有一個(gè)客戶端和服務(wù)端。甲方要發(fā)數(shù)據(jù)給乙方，甲方XCOM的客戶端把數(shù)據(jù)發(fā)給乙方的服務(wù)端。反之，乙方發(fā)數(shù)據(jù)給甲方，是乙方的客戶端把數(shù)據(jù)發(fā)給甲方的'服務(wù)端。

Socket類型

<></>

對(duì)應(yīng)值

<></>

說(shuō)明

<></>

WRITE

<></>

C

<></>

客戶端session讀寫(xiě)：本方作為客戶端，主動(dòng)連接對(duì)方，連接建立后，該Socket連接可以發(fā)送電文。

<></>

READ

<></>

S

<></>

服務(wù)器端session讀寫(xiě)：本方作為服務(wù)器端，等待對(duì)方主動(dòng)連接，連接建立后，該Socket連接上可以接收電文并且發(fā)送底層應(yīng)答（按規(guī)約情況而定）。

<></>

READ_WRITE

<></>

CS

<></>

客戶端和服務(wù)端兩個(gè)session都讀寫(xiě),融合以上兩個(gè)session的功能。

<></>

5.7.主機(jī)名

用于在通信時(shí)標(biāo)識(shí)通信節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名字。

5.8.主機(jī)代號(hào)

用于在電文收發(fā)時(shí)標(biāo)識(shí)發(fā)送方和接收方，一般在電文頭部中有主機(jī)代號(hào)的字段，用2個(gè)大寫(xiě)ascii碼字母表示。

5.9.電文實(shí)時(shí)傳輸

電文實(shí)時(shí)傳輸指電文必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須傳遞到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。iXcom在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提供快速可靠的傳輸機(jī)制，保證消息傳遞的實(shí)時(shí)性和可靠性，但在異常（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異�；�?qū)Φ葯C(jī)進(jìn)程異常）時(shí)不保證消息的`可靠傳輸。在異常情況下，應(yīng)用發(fā)送給iXcom的電文數(shù)據(jù)將被丟棄，iXcom將給應(yīng)用誤返回值，應(yīng)用必須考慮電文重發(fā)或其它處理機(jī)制。

5.10. 電文可靠傳輸

電文可靠傳輸指電文的傳遞在時(shí)間上無(wú)特殊的要求，在網(wǎng)絡(luò)連通的情況下必須保證消息可靠的`傳遞到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。電文發(fā)送時(shí)，在遇到可恢復(fù)的故障（包括機(jī)器故障或網(wǎng)絡(luò)故障）情況下，通過(guò)后續(xù)重發(fā)電文能夠保證消息的可靠傳輸。

5.11. 靜態(tài)連接

指通信雙方建立的TCP/IP連接一直保持，直到停止通信程序或異常終止。當(dāng)通信出現(xiàn)異常時(shí)，客戶端必須具備重新連接服務(wù)端功能，保證通信的可靠性。靜態(tài)連接示意圖如下：

注：若通信規(guī)約不存在應(yīng)答電文，等待應(yīng)答階段將不存在。

5.12. 動(dòng)態(tài)連接

動(dòng)態(tài)socket通信是指計(jì)算機(jī)之間的'TCP/IP連接方式是動(dòng)態(tài)的，當(dāng)一次通信結(jié)束后，計(jì)算機(jī)之間的連接隨之關(guān)閉，下一次傳送電文時(shí)，需要重新建立socket連接。如下圖所示：

（注：發(fā)送方在收到應(yīng)答電文后必須關(guān)閉socket連接。）

5.13. 隊(duì)列

在可靠傳輸模式下，隊(duì)列是消息存儲(chǔ)的地方。消息在收發(fā)過(guò)程中將存儲(chǔ)于隊(duì)列中，可靠隊(duì)列中的消息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，不可靠隊(duì)列中的消息存儲(chǔ)于內(nèi)存緩沖區(qū)中。隊(duì)列結(jié)構(gòu)由消息索引和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)等部分組成。iXcom 系統(tǒng)提供的`隊(duì)列基本類型為發(fā)送隊(duì)列和接收隊(duì)列。

5.13.1. 發(fā)送隊(duì)列

發(fā)往目的地的電文存儲(chǔ)在發(fā)送隊(duì)列中，電文根據(jù)發(fā)送目的地（即主機(jī)代號(hào)）分別被放到不同的邏輯發(fā)送隊(duì)列中，iXcom核心從發(fā)送隊(duì)列中取出電文進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

5.13.2. 接收隊(duì)列

iXcom收到電文后，將根據(jù)發(fā)送方的設(shè)置（即主代號(hào)）將電文放到相應(yīng)的邏輯接收隊(duì)列中。

5.14. 分組發(fā)送

應(yīng)用可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求把發(fā)往某一主機(jī)的電文號(hào)按業(yè)務(wù)進(jìn)行分組。每個(gè)組看作一個(gè)隊(duì)列，每一組電文有對(duì)應(yīng)的'組號(hào)（整數(shù)）。對(duì)應(yīng)于每一個(gè)隊(duì)列，iXcom有一個(gè)且同一時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程對(duì)該隊(duì)列進(jìn)行操作發(fā)送，隊(duì)列與隊(duì)列之間的電文是互不影響的，一個(gè)隊(duì)列中的電文堵塞，不會(huì)影響其他隊(duì)列的電文。

注：分組發(fā)送僅限于動(dòng)態(tài)連接方式，不能用于靜態(tài)連接方式。

5.15. 分組接收

應(yīng)用可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要把來(lái)自同一主機(jī)的電文按業(yè)務(wù)進(jìn)行分組。每個(gè)組看作一個(gè)隊(duì)列，每一組電文有對(duì)應(yīng)的組號(hào)（整數(shù)）。對(duì)應(yīng)于每一個(gè)隊(duì)列，iXcom有一個(gè)且同一時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程對(duì)該隊(duì)列進(jìn)行操作發(fā)送（發(fā)送給應(yīng)用，如Tuxedo），隊(duì)列與隊(duì)列之間的電文是互不影響的，一個(gè)隊(duì)列中的電文堵塞，不會(huì)影響其他隊(duì)列的電文。

6. 體系結(jié)構(gòu)

本節(jié)描述iXcom的.基本組成和運(yùn)行方式。

在應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)，應(yīng)用進(jìn)程通過(guò)iXcom接口函數(shù)，將電文放入隊(duì)列中。iXcom 核心進(jìn)程從隊(duì)列中取出消息，根椐電文中的電文號(hào)，通過(guò)iXcom 之間（或與其它通信程序）建立的數(shù)據(jù)通道，將該電文傳送到接收者所在iXcom（或其它通信程序）。接收者所在的iXcom 核心收到電文后將電文寫(xiě)入接收隊(duì)列中，接收應(yīng)用進(jìn)程通過(guò)調(diào)用iXcom的接口函數(shù)，從接收隊(duì)列中取出電文。至此，一個(gè)電文傳遞完畢。

6.1.系統(tǒng)核心

系統(tǒng)核心由兩大部分組成，即基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)件層和數(shù)據(jù)處理構(gòu)件層。

6.1.1. 基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)件層

基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)件層由以下幾部分組成，包括事件分派、socket傳輸、進(jìn)程管理、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池和線程池。

事件分派

事件分派主要工作是建立socket連接、維護(hù)監(jiān)控通信鏈路；從通信鏈路中讀取數(shù)據(jù)并分派給協(xié)議插件。

Socket傳輸

應(yīng)用電文發(fā)送和處理。

進(jìn)程管理

進(jìn)程管理主要工作是管理和維護(hù)iXcom的各進(jìn)程。

數(shù)據(jù)庫(kù)連接池

數(shù)據(jù)庫(kù)連接池主要工作是在電文可靠傳輸模式下，提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)速度的.效率。

線程池

線程池主要工作在于提高在并發(fā)處理電文時(shí)的處理效率。

6.1.2. 數(shù)據(jù)處理構(gòu)件層

數(shù)據(jù)處理構(gòu)件層由以下幾部分組成，包括電文交換、

電文時(shí)序控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、協(xié)議插件和異常處理。

電文存儲(chǔ)

電文存儲(chǔ)包括電文的寫(xiě)入和讀取。當(dāng)收到一條電文時(shí)，iXcom要把它寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便后續(xù)的應(yīng)用處理；當(dāng)有待發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，iXcom要從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)基礎(chǔ)平臺(tái)層發(fā)送給目的地。

電文時(shí)序控制

若應(yīng)用電文存在業(yè)務(wù)關(guān)系，iXcom發(fā)送電文是嚴(yán)格按照應(yīng)用寫(xiě)入電文的先后順序進(jìn)行電文發(fā)送。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

當(dāng)電文中存在二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)，iXcom可以通過(guò)該電文號(hào)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換格式把該電文內(nèi)容全部轉(zhuǎn)換成ascii碼電文，方便應(yīng)用的處理。

協(xié)議插件

異常處理

當(dāng)iXcom收到異常數(shù)據(jù)時(shí)（如電文號(hào)不對(duì)等），會(huì)給對(duì)方發(fā)送底層負(fù)應(yīng)答電文。

6.2.通信管理

通信管理主要由幾部分組成，包括運(yùn)行管理、平臺(tái)監(jiān)控、配置管理和日志管理。

運(yùn)行管理

通過(guò)運(yùn)行管理功能，可以啟動(dòng)和關(guān)閉回線，可以置回線開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)。

平臺(tái)監(jiān)控

通過(guò)平臺(tái)監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前通信狀態(tài)（在線或離線）。

配置管理

通過(guò)配置管理：

可以查看當(dāng)前主機(jī)配置信息，可以查看當(dāng)前電文號(hào)配置信息。

可以修改原有主機(jī)信息（比如IP地址或port號(hào)），可以增加電文號(hào)，可以新增回線。

日志管理

通過(guò)日志管理，可以查看各條回線的通信狀態(tài)信息，從而進(jìn)行通信跟蹤維護(hù)和排障。

6.3.應(yīng)用適配器層

應(yīng)用適配器是應(yīng)用和iXcom進(jìn)行溝通的橋梁，應(yīng)用通過(guò)適配器

把待發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送給iXcom進(jìn)行處理；iXcom通過(guò)適配器把待處理數(shù)據(jù)發(fā)送給應(yīng)用進(jìn)行處理。