[发明专利]基于多层次分布式服务的分布仿真支撑环境的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及局域网和广域网上的支撑大规模仿真的分布仿真支撑环境的实现方法，包括仿真终端的局部集成环境和多层次分布式服务环境的实现方法。

背景技术

高层体系结构HLA(High Level Architecture)为分布式仿真的建模和实践提供了一个通用的技术框架和开放的标准。HLA的具体实现是运行支撑环境RTI(RunTime Infrastructure)，RTI提供了一组通用服务，这些服务包括联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理、数据分发管理六个方面。目前RTI主要有以下几种类型：

1、集中式。主要代表是日本三菱公司的eRTI等。

2、功能分布式。主要代表是国防科大的KDRTI，瑞典的pRTI等。

3、全分布式。比如Georgia大学的FDK。

4、层次式。比如国防科大的StarRTI，北京航空航天大学的BHRTI目前RTI主要存在了以下几个问题：

一、容错性需增强。

1、目前各种RTI，除了全分布式RTI外，都存在一个中心RTI，负责全局相关事务处理，如果该中心RTI故障，将造成整个联邦故障。全分布式RTI的问题在于，当仿真规模增加到一定程度后，系统复杂度过大，效率和可靠性难以保证。

2、对于层次式RTI，如果某个局部RTI故障，也将造成该RTI负责的一组成员仿真中断甚至失败，尽管有些容错处理，比如BHRTI通过心跳机制检测故障RTI并恢复，但是在恢复期间，受影响的该组成员是无法继续参与仿真的。

二、网络负载平衡能力需增强。

目前的所有拥有多服务器的RTI，要实现服务器间的网络负载平衡，只能通过静态配置手段，在仿真初始前优化配置好各RTI服务器下属的成员，而无法在仿真运行时动态实现RTI服务器之间的网络负载平衡。

三、数据分发管理层次只到成员为止，软件复用级别的粒度偏大。

在HLA标准中SOM规定了成员级的需求和公布信息，RTI负责将需求信息只分发到成员为止，成员接收到信息后自行处理。不同成员的SOM是不同的，在不同仿真应用中难以遇到完全相同功能需求的成员，这样造成了成员复用难度较大。即使仿真中基于BOM规范来提高可复用性，也只是在仿真对象模型基础上的复用，这与软件模块的复用含义不同。对于软件设计而言，要提高软件复用能力，就得减小软件复用模块的粒度，粒度越小，复用性越好。

四、声明管理既要声明定购内容，又要声明公布内容，在使用上比较繁琐。

五、目前，还有大量的非HLA方式开发的分布式仿真系统，其交互信息往往并非划分为对象类和交互类，数据传输时也不是按照RTI的接口方法逐个设置对象类属性值，而是直接发送一段数据包。这样的旧系统在进行适应性改造时，除了内部处理流程外的所有内容都要重新设计和开发，使旧系统改造的工作量较大。

六、HLA标准规定的接口方法细致具体，其中IEEE1516版本达到146个，这也造成了利用RTI开发人员必须接受系统的培训后才可能掌握。但是在一般的分布式仿真系统开发中，开发人员往往没有必要掌握所有接口方法来实现全方位控制，实际需要主动调用的功能集中于联邦创建、加入和退出联邦、时间推进、需求声明、对象和交互数据发布等，需要的回调方法集中在时间同步、对象和交互数据更新和联邦管理事件等。

发明人针对以上问题，提出了一种基于多层次分布式服务的分布仿真支撑环境，给出了一个从使用角度看更简单，但是能够支持从局域网到广域网的大规模分布式仿真的支撑环境的实现方法。本发明具备HLA提出的六大功能，但并不致力于与HLA接口标准相兼容。

发明内容

本发明的目的在于提高大规模分布式仿真系统的容错能力、网络负载平衡能力，减小仿真成员软件复用粒度以及简化开发人员工作。