?? tao-architecture.htm
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<HTML><HEAD><TITLE>Huihoo Power! - TAO(實時CORBA)系統構架</TITLE><LINK rev="make" HREF=mailto:schmidt@cs.wustl.edu"><HEAD> <BODY text = "#000000"link="#000fff"vlink="#ff0f0f"bgcolor="#ffffff"><br>(<font color="#008000"><em>by </em>huihoo.org</font> Allen,fat1)<br><br>原文：http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/TAO-architecture.html<br><HR><H3>TAO(實時CORBA)系統構架概述</H3>TAO是一個ORB實現，它包含了網絡接口，操作系統，通信協議以及CORBA中間件構件和相關特性。<p><center><table cellpadding=1 border=4 cellspacing=4><tr><td align=center>圖 1. TAO構架構件</TD><TD align=center>TAO功能</td><tr><td align=left><center><IMG SRC="i/shiva-view5.gif"></center></td><td><UL><LI> <A HREF="#presentation">最優(yōu)化表現層</a><P><LI> <A HREF="#schedservice">實時調度服務</A><P><LI> <A HREF="#orbcore">實時ORB核心</A><P><LI> <A HREF="#rtoa">最優(yōu)化對象適配器</A><P><LI> <A HREF="#ridl">針對特殊Qos屬性的實時IDL(RIDL)模式</A><P><LI> <A HREF="#memory">跨越操作系統保護域的有效的零拷貝緩沖區(qū)管理</A><P><LI> <A HREF="#osqos">一個高性能的ATM端接口控制器(ATM Port Interface Controller-APIC)</a><P><LI> <A HREF="#osqos">操作系統和網絡資源的實時調度</A><P></UL></td></table></center><p>圖 1中每個構件的摘要如下：有關TAO ORB系統構架的完整信息請看<AHREF="PDF/RT-ORB.pdf">在線的RT-ORB.pdf文檔</a><HR><P><H4><A NAME="osqos">1. G比特I/O子系統</A></H4>一個I/O子系統負責ORB和應用程序對底層網絡和操作系統資源，如設備驅動程序，協議棧，CPUs等資源的訪問。這里很關鍵的問題是建立一個實時I/O子系統(1)加強在最小化優(yōu)先反演和不確定性時的QoS保證，(2) 這使應用程序對特殊的QoS需求變得很方便，而且(3)有助于ORB中間件利用通過基本的網絡所提供的QoS保證<P>面對這些挑戰(zhàn)，我們?yōu)槿A盛頓大學的TAO開發(fā)了一個運行在<A HREF="http://www.arl.wustl.edu/arl/projects/">G比特ATM網絡</a>之上的高性能的I/O子系統TAO I/O子系統包括以下構件 (1) 一個高速的ATM端接口控制器(<AHREF="http://www.arl.wustl.edu/arl/apic.html">APIC</A>),(2) 一個實時的I/O子系統, (3) 一個實時的調度器, 和(4) 一個輸入控制器, 顯示在圖 2. <P><center><table cellpadding=1 border=4 cellspacing=4><tr><td><center><IMG SRC="i/rtio.gif"></center><tr><td align=center>圖 2. TAO的G比特I/O子系統</table></center><p>為了確保應用程序的QoS，TAO從底層的I/O子系統獲得保證。為了完成這個任務,我們正在開發(fā)一個高新能的網絡I/O子系統。其系統構件描述如下.<P><B>1.1. 高速網絡適配器</B><P>我們的I/O子系統的心臟是一個由一個或多個ATM接口控制器芯片<A HREF="http://www.arl.wustl.edu/arl/refpapers/zubin/apicbrief.html">(APIC)</A>互相連接而組成的菊花鏈.APIC能作為一個系統/網絡接口使用，也能作為I/O接口芯片組使用.它支持一個雙向2.4Gbps速率的聚集.另外, TAO分層結構的設計使它能運行在通常的連接到通過使能QoS的的網絡(如支持RSVP的IPv6)和實時互連(如VME底板和多處理器的共享內存環(huán)境)的網絡嵌入式平臺.<P><B>1.2. 實時I/O系統</B><P>TAO通過Solaris和實時操作系統VxWorks等提供了增強的流模式.TAO的實時I/O系統最優(yōu)化反演和隱藏的調度問題源于協議的處理中.我們的策略是避免優(yōu)先反演，用一個核心線程池專用處理協議并且用應用程序的線程關聯這些線程.這些核心線程運行在與應用程序線程同樣的優(yōu)先級別, 這樣能防止多種實時調度事故的發(fā)生如優(yōu)先反演和隱藏調度. <P><B>1.3. 實時調度</B><P>TAO通過支持周期性實時應用程序的實時I/O調度類來確保支持QoS. 一旦實時I/O類的一個線程被操作系統接納,調度程序將負責(1) 計算在類中相關的其它線程的優(yōu)先級并且(2)周期性地分發(fā)這些線程以使它們在最后期限是滿足的. <P>TAO實時I/O調度類允許應用程序指定它們在一個高級, 直覺方式下的需求.例如,TAO實時調度類的一個實現是基于<EM>比率單調調度</EM>(rate monotonic scheduling)的, 這些應用程序能在它們的計算時間里指定它們的處理需求<EM>C</EM>和周期<EM>P</EM>. 操作系統為實時I/O線程賦于優(yōu)先級以確保可調度. <P><B>1.4. 輸入控制器</B><P>為確保應用程序的QoS需求,TAO為實時I/O調度類執(zhí)行輸入控制.輸入控制允許操作系統要么確保指定的計算時間，要么拒絕接收線程. 輸入控制對于實時系統在確定和統計QoS需求方面很有用處. <P><HR><P><H4><A NAME="orbcore">2. 實時ORB核心</A></H4>TAO ORB核心管理傳輸連接, 傳遞客戶請求到一個對象適配器，并可能返回響應給客戶.它也負責處理應用構件的并發(fā)模式.圖 3 表示了在TAO ORB核心客戶端和服務器端的構件.<P><center><table cellpadding=1 border=4 cellspacing=4><tr><td><center><IMG SRC="i/corba_orb_core.gif"></center><tr><td align=center>圖 3. TAO的ORB核心構件</table></center><P>TAO's ORB 核心是基于高性能，跨平臺的<AHREF="ACE.html">ACE</a>構件之上，如<AHREF="PDF/acc-con-siemens.pdf">接收器和連接器</a>, <AHREF="PDF/reactor-siemens.pdf">感應器</a>,和<AHREF="PDF/ACE-concurrency.pdf">任務</a>. 圖 3 說明了TAO ORB核心的客戶端是如何使用ACE的<code>策略連接器</code>去緩沖到服務器的連接的,這樣就保存在調用和執(zhí)行之間的連接設置時間和最小化時間(minimizing latencies). 服務器端使用ACE的<code>策略連接器</code>, <a href="PDF/reactor-siemens.pdf">在與感應器</a>的連接中,獲得連接.<a href="PDF/acc-con-siemens.pdf">感應器</a> 代表著一種連接處理器激活ACE激活策略的方式(<EM>e.g.,</EM> 一個線程激活策略在圖中顯示),將每個線程句柄轉到相應的<a href="PDF/Act-Obj.pdf">活動對象</a>. 連接處理器從請求中解析出Inter-ORB Protocol(IOP)并把它們傳遞到TAO的<a href="#rtoa">對象適配器</a>，并由對象適配器將這些請求分發(fā)到伺服程序進行處理. <P><HR><P><H4><A NAME="rtoa">3. 實時對象適配器</a></H4>TAO對象適配器負責對客戶請求到對象實現的<EM>多路分解</EM>和<EM>分發(fā)</EM>. 一個標準的GIOP兼容性客戶請求包含了遠程對象實現和操作的標識.遠程對象實現用一個對象鍵表示，遠程操作以一個字符串表示.通常ORB通過以下步驟解析客戶對目標對象實現操作的請求(顯示在圖 4(A)): <P><UL> <LI> <B>第1、2步</B> -- 操作系統協議棧將輸入的客戶請求(e.g., 通過數據鏈路層, 網絡層, 和傳輸層,以及用戶/核心邊界)傳遞到ORB對象適配器.<P><LI> <B>第3,4,5步</b> -- ORB核心使用客戶對象鍵信息來定位適當的對象適配器，伺服程序和目標IDL操作的骨架;<P><LI> <B>第6步</B> -- IDL骨架定位適當的操作, 編組請求緩沖到操作參數,并且執(zhí)行上調操作. <P> </UL><center><table cellpadding=1 border=4 cellspacing=4><tr><td><center>?? 快捷鍵說明
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