CORBA分布式系统中网络分割协议可行度分析

　　0引言

　　当今越来越多的应用由于其规模和复杂性，需要在分布式系统中完成，而许多分布式应用都需要系统提供容错机制[1]，例如航空交通管制、网上支付应用等，若没有容错措施，系统中任何一个环节的错误都可能造成巨大损失。而分布式系统各节点使用不同的操作平台和不同的通信协议，容错机制在系统不同层次上实现，对于每一个新的操作平台都要重新研究相应的容错机制，这样就大大降低了系统的可扩展性，并极大地增加了开发难度和开发成本。

　　公共对象请求代理体系结构（CommonObjectRequestBrokerArchitecture，CORBA）[2]是由对象管理组织（ObjectManagementGroup，OMG）提出的基于分布式对象的中间件规范，该规范中的接口定义语言（InterfaceDescriptionLanguage，IDL）描述了客户对象请求和对象执行接口，完整地定义了接口并说明每个操作参数。IDL实现了组件间交互无需考虑操作平台和通信协议的不同。将分布式系统与CORBA结合[3-4]，并将容错机制交由CORBA实现能很好地解决上述问题。

　　容错CORBA（FaultTolerantCORBA，FTCORBA）介绍了一种基于冗余[5]的容错机制，但没有考虑网络分割的情况，当网络出现故障，形成两个或多个相互隔离的子网，各子网对象状态因为不能互通所以不能保持一致，从而大大限制了操作的执行。因此，研究一种新的能够应对网络分割情况的FTCORBA就显得非常必要了。

　　1体系结构

　　1.1CORBA体系结构及特性

　　客户端通过接入对象引用（ObjectReference）、了解对象类型和希望实现的操作来执行请求[6]。客户端可静态（访问特定对象的存根）或动态地建立请求。用动态和静态接口建立请求使用的是相同的请求语法，信息的接收方分辨不出请求是用哪种方式建立的。在执行一些功能时客户端也可直接与ORB交互。

　　ORB将对象执行（ObjectImplementation）相应的执行代码、传输参数和传输控制信息放入IDL骨架或动态骨架。骨架是与特定的接口和对象适配器相对应的。对象执行可通过静态IDL骨架或动态骨架来接收请求。在处理对象请求或其他情况下，对象执行可能会包含从对象适配器传来的ORB服务。当请求执行完成后，控制和执行结果将会返回给客户端。

　　客户端和对象执行是如何获悉接口和执行信息的呢，接口定义在OMGIDL或接口库中，这些定义将用于产生客户端存根和对象执行骨架；对象执行信息则是存储在执行库中。

　　1）创建对象组，实现对象冗余。

　　a）用户端应用调用resolve_initial_references（）函数获取复制管理器引用。

　　b）用户端应用通过复制管理器里GenericFactory接口，调用create_object（）函数提供type_id和the_criteria，然后返回对象组引用和factory_creation_id给复制管理器，其中factory_creation_id用于之后复制管理器调用GenericFactory接口函数delete_object（）删除对象组。

　　c）参数管理器接口为对象组提供设置参数的操作，例如复制类型、成员类型、一致性类型、最小复制数、初始化复制数等。

　　d）复制管理器调用本地对象库，在合适的位置创建对象组，并且满足InitialNumberReplicas和MinimumNumberReplicas参数值，即对象组的初始对象数和执行过程中对象组包含的最小对象数。

　　e）复制管理器决定出对象组中的主对象，创建包含容错域对象代表的TAG_FT_GROUP组件，并允许其他组件访问主对象和对象组中各对象的状态版本；然后复制管理器创建对象组引用。

　　f）对每一个网关，复制管理器建立一个TAG_INTERNET_IOP文件，它包含网关内主机、端口和允许被访问的TAG_FT_GROUP组件；然后复制管理器在TAG_INTERNET_IOP文件中增加对象组地址。

　　g）复制管理器记录对象组引用。

　　h）对每一个成员，复制管理器将复制对象成员添加到对象组；根据复制类型激活成员；核对复制类型、故障监测类型和故障监测间隔，然后决定是否初始化该成员的故障监测功能；最后，复制管理器将自己或由它创建的对象登记到故障通知器，用来接收该成员的故障通知。

　　i）对于COLD_PASSIVE和WARM_PASSIVE复制类型，复制管理器决定对象组的主对象，将TAG_FT_PRIMARY组件包含到该对象的文件中，只有主对象才能执行调用到对象组上的方法。

　　j）复制管理器将对象组引用返回给应用。

　　2）故障监测和恢复。

　　a）复制管理器告知故障监测器开始监测对象。

　　b）故障监测器定期调用is_alive（）函数作用于对象组内的主对象，主对象回复该请求。

　　c）若主对象出现故障，没有回复is_alive（），监测器等待超时，则向故障通知器报告主对象出现故障，然后故障通知器告知复制管理器主对象出现故障。

　　d）复制管理器确认对象组包含这个主对象和该对象组的复制类型，并从对象组中移除该主对象，并调用容错组件为对象组指定新的主对象。如果当前对象组的成员少于最小成员数，那复制管理器开始建立新的成员。

　　e）如果候补对象还没有进入工作状态，那么复制管理器激活该对象。