[发明专利]基于互操作协议的层次式分布仿真运行支撑环境实现方法

说明书

技术领域：本发明涉及分布仿真运行支撑环境的实现方法，尤其是广域网上支持大规模仿真的层次式分布仿真运行支撑环境实现方法。

背景技术：高层体系结构HLA(High Level Architecture)已于2000年9月被定为国际分布仿真通用标准IEEE1516，它为建模与仿真提供了一个通用的技术框架和开放的标准。在HLA中，为实现某种特定的仿真目的而组织到一起，并且能够彼此进行交互作用的仿真系统、支撑软件和其它相关的部件就构成了一个联盟(Federation)；每个参与到联盟中的应用系统称为盟员(Federate)。HLA标准主要由三部分组成：(1)对象模型模板(ObjectModel Templates)；(2)接口规范说明(Interface Specification)；(3)框架与规则(Framework and Rules)。HLA的具体实现为运行支撑环境RTI(Run Time Infrastructure)。RTI(RunTime Infrastructure)是HLA框架的核心，它实现了接口规范中定义的服务，目的是将仿真应用和底层通信等基本功能相分离。由RTI提供对底层通信等基本功能的支持，即在同一联盟执行过程中，所有的盟员按照HLA接口规范说明要求同RTI进行数据交换，实现盟员之间的互操作。RTI提供的功能对于盟员是透明的，盟员不必涉及网络编程，因而可将精力放在应用领域和有关的仿真开发上。同时遵循共同的RTI接口的仿真应用可以灵活地组成功能各异的联盟，有利于构件的重用以满足不同需要。RTI相当于一个分布式操作系统，它为多种类型的仿真间的交互提供了一组通用服务，这些服务主要包括联盟管理(FM)、声明管理(DM)、对象管理(OM)、所有权管理(OWM)、时间管理(TM)、数据分发管理(DDM)六个方面。但HLA只规定了RTI应提供哪些服务功能，并未具体规定应如何实现及部署RTI。作为一个软件整体，人们首先想到的最自然、最直接的实现及部署方式为集中式RTI。集中式RTI是在一个联盟中只部署一个RTI服务器，HLA的所有功能都集中在该RTI服务器上实现。由于HLA规定，盟员之间不能直接通信，盟员之间的所有通信都必须经过RTI，因此，集中式RTI服务器在大规模仿真中容易成为影响系统效率的瓶颈，不利于仿真规模的扩充，不适合大规模仿真的需要。为了解决集中式RTI的效率瓶颈，美国国防部建模与仿真办公室DMSO提出了功能分布式RTI的实现方法。所谓功能分布式RTI即是将RTI的实现分成两部分，一部分称为中心RTI部件CRC(Central RTI Component)，主要负责联盟管理、对象管理中的全局名及全局标识管理、所有权管理以及时间管理中的时间计算等工作，另一部分称为局部RTI部件LRC(Local RTI Component)，主要负责声明管理、对象管理中的对象发现、数据更新、交互等、时间管理中的逻辑时间、消息排序等、以及数据分发管理等功能；在一次分布式仿真中，系统部署一个中心RTI部件CRC，同时在每个盟员中部署一个局部RTI部件LRC，CRC部件、每个LRC部件之间都相互连接。使用功能分布式RTI仿真，要求在CRC和不同的LRC之间维护数据的一致性。随着仿真规模的增大，数据一致性维护十分困难；同时由于在功能分布式RTI的实现中要求CRC、每个LRC之间相互通信，因此以CRC、LRC为节点将组成一个全连通的通信拓扑结构，造成网络中大量的信息交互，导致节点数目受到网络通信的限制，因而仿真规模也受到限制。功能分布式RTI产品有DMSO的RTI 1.3NG-v5、瑞典Pitch公司研制的pRTI等。