SOA关键技术之通信中间件

一、概述由于SOA是一种面向服务的软件架构设计方法，其应用的精髓是各服务之间的调度与整合，因此在整车实现过程中其所涉及到的关键技术主要是面向服务的接口、通信以及相关的安全问题等方面，如：跨域的通信中间件、服务注册与发现、服务接口的定义和描述、数据与协议的转换、身份验证、服务治理以及服务编排等。图1

整车SOA关键技术其中，跨域通信技术作为整车SOA开发中的重要一环，在实现服务间的安全有效沟通上起到了关键的作用，就目前的SOC（Service-OrientedCommunication）应用而言，其相关协议主要有SOME/IP、DDS、MQTT和HTTP，四者在应用上各有所长，如下：表1SOME/IP、DDS、MQTT和HTTP特性对比由上表可知，DDS技术在各操作系统及云端等方面的应用上可做到全适配，因此对于该技术我们这里先做个简单了解。二、DDS在之前关于整车通信的相关文章中我们曾也简单讨论过关于通信中间件的话题，我们知道DDS(DataDistributionService，数据分发服务）是作为面向服务的通信中间件，其可通过丰富的QoS(QualityofService，服务质量）功能确保数据在核内、跨核、跨芯片以及跨域等多应用场景下的高质量传输。由于DDS具有高可靠、高实时、高灵活、高扩展等特性，因此该技术在交通、国防、工业等众多领域都被广泛应用，而随着汽车智能化的发展，在自动驾驶技术对数据的高实时、高安全的要求下，DDS技术在智能汽车上得以快速发展，而如今DDS正在被纳入AUTOSARAP/CP的官方标准之中。2.1简介在软件架构上，处于实时分布式系统中的DDS是位于操作系统与应用程序之间的中间层位置，其所处层级如下图所示：图2

通信中间件位置该技术通过采用发布-订阅模型（Data-CentricPublish-Subscribe，DCPS）来实现各节点之间的数据交互，其通信模型如下所示：图3DDS通信模型如图3所示，该模型通过构建虚拟的全局数据空间的概念让所有对该空间内数据感兴趣的应用程序都可以接入其中。在全局数据空间的左边是向该空间提供数据信息的应用程序，其被称为DataWriter，而从该空间获取数据的应用则是DataReader，左右两边的应用通过数据的发布与获取形成匹配关系，并最终将数据应用于具体的场景之中，其过程可如下图示意：图4DDS通信关系在DDS技术的应用中，其核心协议主要有两部分，即DDS以及DDSI-RTPS。其中，DDS用于描述以数据为中心的发布-订阅（DCPS）模型，因此也称作DDS-DCPS协议。RTPS（Real-TimePublishSubscribeProtocol）定义了标准的序列化方式以及发现机制也称为DDS的互操性，即确保基于不同供应商的DDS而实现的应用程序可方便相互操作。图5DDS核心协议除核心协议外，DDS技术的应用还包含如DDS-SECURITY、DDS-RPC、DDS-XTYPES、DDS-WEB、DDS-XML、DDS-JSON等扩展协议。其中DDS-RPC、DDS-XTYPES和DDS-SECURITY是应用较为频繁的扩展协议。DDS-RPC：定义了基于DDS实现的远程调用框架；DDS-XTYPES：定义了DDS类型系统；DDS-SECURITY：定义了安全模型和SPI架构。扩展协议集与核心协议共同组成了完整的DDS协议，其架构如下：图6DDS协议如上图，在OSI模型（开放式系统互联通信参考模型）中DDS位于其应用层，其向下可支持UDP、TCP、SharedMemory等底层协议，同时还可支持静、动以及复杂类型的IDL文件的解析以及代码的生成。在服务质量方面，在上文中我们提到了DDS可通过提供丰富的QoS功能确保多应用场景下数