中间件透明性和可观察性综述
中间件技术
中间件技术定义：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。
相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。
执行中间件的一个关键途径是信息传递。
通过中间件，应用程序可以工作于多平台或 OS 环境。
中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间。
中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
中间件特点：•满足大量应用的需要；•运行于多种硬件和OS平台；•支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能；•支持标准的协议；•支持标准的接口。
由于中间件需要屏蔽分布环境中异构的操作系统和网络协议，它必须能够提供分布环境下的通讯服务，我们将这种通讯服务称之为平台。
基于目的和实现机制的不同，我们将平台分为以下主要几类：•远程过程调用中间件（Remote Procedure Call）•面向消息的中间件（MesSAge-Oriented Middleware）•对象请求代理中间件（object RequeST Brokers）•事务处理监控（Transaction processing monitors）1、远程过程调用远程过程调用是一种广泛使用的分布式应用程序处理方法。
一个应用程序使用RPC来“远程”执行一个位于不同地址空间里的过程，并且从效果上看和执行本地调用相同。
事实上，一个RPC应用分为两个部分：server和client。
server 提供一个或多个远程过程；client向server发出远程调用。
server和client 可以位于同一台计算机，也可以位于不同的计算机，甚至运行在不同的操作系统之上。
区块链跨链技术及其安全性综述
区块链跨链技术及其安全性综述目录一、区块链技术概述 (2)1. 区块链基本概念 (2)2. 区块链技术发展 (3)3. 区块链技术应用领域 (4)二、跨链技术介绍 (6)1. 跨链技术概念及作用 (7)2. 跨链技术发展历程 (8)3. 跨链技术分类 (10)三、区块链跨链技术机制 (11)1. 主流跨链技术解析 (12)2. 跨链技术工作原理 (13)3. 跨链技术操作流程 (14)四、跨链技术的安全性分析 (16)1. 安全威胁与挑战 (17)2. 安全性保障技术 (18)3. 风险评估及防范策略 (19)五、跨链技术在各领域的应用及实例分析 (21)1. 金融领域应用 (22)2. 供应链管理应用 (24)3. 物联网领域应用 (25)4. 其他领域应用实例 (26)六、跨链技术的未来发展趋势与展望 (27)1. 技术发展前沿动态 (28)2. 未来研究方向和挑战 (30)3. 跨链技术与其他技术的融合创新 (31)七、总结与建议 (32)1. 当前研究总结 (33)2. 行业建议与前景展望 (35)一、区块链技术概述区块链技术是一种分布式数据库技术，它通过去中心化、加密算法和共识机制等技术手段，实现了数据的安全存储、传输和验证。
区块链技术的核心思想是将数据分为一个个区块，每个区块都包含了一定数量的交易记录，并通过哈希指针链接到前一个区块，形成一个不断增长的链条。
这种链条式的存储方式使得区块链具有高度的安全性和不可篡改性。
区块链技术最早应用于比特币，后来逐渐发展成为一种跨链技术。
跨链技术是指在不同的区块链网络之间实现数据和价值的互操作性，使得不同区块链之间的资产可以自由流动。
跨链技术已经在数字货币领域取得了一定的成果，但仍面临着诸多挑战，如性能瓶颈、安全性问题和治理模式等。
研究区块链跨链技术的安全性显得尤为重要。
1. 区块链基本概念区块链是一种分布式数据库技术，它通过一系列块（Block）以时间顺序链接在一起形成链（Chain）。
中间件的三个标准
中间件的三个标准中间件是指位于操作系统与应用程序之间的软件层，它可以提供各种服务和功能，帮助应用程序与底层硬件、操作系统以及其他应用程序进行通信和交互。
中间件通常具有以下三个标准，即高可用性、易用性和可扩展性。
首先，高可用性是中间件的第一个标准。
高可用性指的是系统或软件在经历故障或意外情况之后，能够以最小的中断时间恢复正常运行。
在中间件中，高可用性体现在以下几个方面：1. 容错性：中间件需要能够检测到故障，并能够自动进行切换或恢复，以确保系统的持续可用性。
2. 数据一致性：中间件在进行系统切换或故障恢复时，需要确保数据的一致性，避免数据丢失或数据冲突的问题。
3. 故障监控与自愈：中间件需要具备故障监控的能力，能够实时监控系统的运行状态，并能够根据预设的策略自动进行故障恢复或系统切换。
其次，易用性是中间件的第二个标准。
易用性指的是中间件的安装、配置和使用过程应该简单、方便，即使对于非专业人员也应该能够轻松上手。
在中间件中，易用性体现在以下几个方面：1. 图形化界面：中间件应该提供友好的图形化界面，方便用户进行配置和管理。
2. 易于部署：中间件的安装和部署过程应该简单明了，用户可以根据指导文档快速完成操作。
3. 良好的文档支持：中间件应该提供详细的用户手册和技术文档，方便用户了解中间件的功能和使用方法。
最后，可扩展性是中间件的第三个标准。
可扩展性指的是中间件能够随着应用程序的需求进行扩展，而不会出现性能瓶颈或功能限制的问题。
在中间件中，可扩展性体现在以下几个方面：1. 水平扩展：中间件应该支持水平扩展，即通过增加机器的数量来提高整体系统的能力，而不仅仅是通过增加单个机器的性能来提升。
2. 插件机制：中间件应该提供插件机制，允许用户根据自身需求进行定制和扩展。
3. 弹性伸缩：中间件应该支持弹性伸缩，根据实时负载情况自动调整系统资源，以提高系统的性能和可用性。
总之，中间件的三个标准分别是高可用性、易用性和可扩展性。
分布式对象中间件概述
分布式对象中间件概述分布式对象中间件（Distributed Object Middleware）是一种用于构建分布式应用程序的技术。
它提供了一组工具和库，帮助开发人员在分布式系统中使用对象编程模型，隐藏了底层分布式系统的复杂性。
通过使用分布式对象中间件，开发人员可以实现以下几个目标：1.透明性：分布式对象中间件隐藏了底层分布式系统的复杂性，开发人员可以将分布式系统看作一个本地系统，无需关心底层的网络通信和数据传输细节。
2.可扩展性：分布式对象中间件通过将对象分布在多个节点上实现了系统的可扩展性。
开发人员可以根据实际需求增加或删除节点，并且系统仍然能够以相同的方式运行。
3.容错性：分布式对象中间件提供了容错机制，当一些节点发生故障时，系统可以自动切换到其他可用的节点上，保证系统的可用性。
4.一致性：分布式对象中间件提供了一致性保证机制，保证在分布式系统中的实时数据一致性。
1. 对象管理器（Object Manager）：负责管理分布式系统中的对象，包括对象的创建、销毁和迁移等操作。
3. 事务管理器（Transaction Manager）：负责管理分布式系统中的事务，包括事务的创建、提交和回滚等操作。
4. 资源管理器（Resource Manager）：负责管理分布式系统中的资源，包括内存、存储和网络等资源的分配和释放。
1.客户端通过对象管理器获取分布式系统中的对象引用。
2.客户端调用对象的方法，并将请求发送到本地对象管理器。
3.本地对象管理器将请求转发到分布式对象管理器。
4.分布式对象管理器将请求转发到相应的对象所在的节点。
5.对象节点收到请求后，执行相应的方法，并将结果返回给对象管理器。
6.对象管理器将结果返回给客户端。
1.简化开发：开发人员可以使用面向对象的编程模型来开发和管理分布式系统，而不需要关心底层分布式系统的复杂性。
2.提高可扩展性：分布式对象中间件支持动态添加和删除节点，可以根据实际需求对系统进行扩展。
中间件基础知识
中间件基础知识在计算机科学中，中间件（Middleware）是位于客户端和服务器之间的软件层。
它可以充当一个桥梁，将不同的应用程序或服务连接起来，以实现数据传输、通信和交互。
中间件提供了一种机制，使得不同系统之间可以进行无缝的集成和合作。
中间件的作用可以分为以下几个方面：1. 封装和复用：中间件可以将一些常见的功能封装起来，供其他应用程序或服务直接调用。
这样做可以提高开发效率，避免重复劳动。
例如，常见的身份验证、日志记录、缓存等功能都可以通过中间件来实现。
2. 解耦和分离：中间件可以将不同系统之间的耦合度降低，提供了一种解耦的机制。
通过中间件，应用程序可以只关注自身的业务逻辑，而不需要去关心与其他系统的通信细节。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性。
3. 安全性和可靠性：中间件可以提供一些安全和可靠的机制，保证数据的安全传输和可靠交互。
例如，HTTPS协议可以通过中间件来实现数据的加密传输，保护数据的机密性；消息队列中间件可以通过消息的异步传输来保证数据的可靠性。
4. 性能和扩展性：中间件可以提供一些性能和扩展的机制，以满足系统的需求。
例如，负载均衡中间件可以将请求分发到多个服务器上，以提高系统的并发能力和响应速度；缓存中间件可以提供数据的快速访问，减轻后端数据库的压力。
在实际应用中，中间件有多种不同的类型，如Web中间件、消息中间件、缓存中间件等。
每种类型的中间件都有其特定的功能和用途。
Web中间件是最常见的一种中间件。
它位于Web服务器和应用程序之间，负责处理HTTP请求和响应。
常见的Web中间件有Nginx、Apache等。
它们可以提供一些功能，如静态文件服务、反向代理、负载均衡等。
消息中间件是用于处理消息传递的中间件。
它可以将消息发送者和消息接收者解耦，实现异步通信。
常见的消息中间件有Kafka、RabbitMQ等。
它们可以提供高吞吐量和可靠的消息传输，适用于分布式系统和微服务架构。
缓存中间件是用于缓存数据的中间件。
简述中间件的工作原理及分类。
简述中间件的工作原理及分类。
中间件是一种软件模块或组件,通常被嵌入到主程序中,提供对
应用程序的扩展和增强。
中间件的工作原理可以概括为以下几点:
1. 提供额外功能:中间件可以内置一些主程序无法提供的功能,
如异步编程、事件处理、数据库连接等,以增强应用程序的功能。
2. 提高应用程序性能:中间件可以在不修改主程序的情况下,动
态地加载和卸载资源,提高应用程序的性能。
3. 处理异步请求:中间件可以监听来自客户端的请求,并且可以
异步地处理这些请求,使得应用程序可以更加灵活地响应用户的请求。
4. 提供的安全性:中间件需要遵循一定的安全规则,以确保应用
程序的安全性。
按照功能分类,中间件可以分为以下几个方面:
1. 系统工具中间件:如命令行工具、日志工具、性能分析工具等,提供一些基本的系统功能。
2. 数据库中间件:如JDBC驱动程序、ORM框架、集成开发环境
等,提供数据库连接和操作功能。
3. 网络中间件:如HTTP中间件、FTP中间件、WebSocket中间件等,提供网络通信和服务器端功能。
4. 消息中间件:如Kafka、RabbitMQ等,提供异步消息传递和存储功能。
5. 分布式中间件:如Zookeeper、Consul等,提供分布式协调和管理功能。
云原生中间件管理能力要求
云原生中间件管理能力要求
云原生中间件管理能力要求
随着云计算技术的发展，越来越多的企业开始应用云原生架构进行应用程序开发和部署。
而云原生中间件管理则成为支持云原生架构的关键能力之一。
下面将从管理能力的四个方面来探讨云原生中间件的需求。
一、自动化管理能力
云原生中间件在部署之初需要进行配置。
而随着业务发展，中间件也需要不断地进行升级、扩容等操作。
通过自动化控制中间件的部署和管理，可以节省部署、测试的时间和精力。
因此，自动化能力成为云原生中间件管理的重要需求。
二、可伸缩性
在云原生架构中，容器是最基本的操作单元。
而中间件的容器数量需要随业务需求的变化而调整。
中间件的伸缩性应该支持自动水平扩展和垂直扩展，以满足业务快速发展所需。
三、高可用性
中间件在应用系统中扮演了非常重要的角色，因此要求中间件能够实
现高可用性。
云原生中间件管理需支持故障自愈和自动切换等功能，
保证业务系统的稳定性。
四、可观察性
对于中间件的管理，需要对其运行状况进行监控和管理。
对中间件进
行性能分析和故障排查可以有效地提升应用系统的稳定性，因此需要
具有可观察性。
总结
随着云计算技术的不断发展，云原生架构成为云计算技术的重要标志。
而云原生中间件管理能力则是支撑云原生架构的关键能力之一。
具有
自动化管理、可伸缩性、高可用性和可观察性的云原生中间件管理能
力将为应用系统的稳定运行带来巨大的帮助。
跨境电商中的供应链透明度与可追溯性
跨境电商中的供应链透明度与可追溯性随着全球化的快速发展，跨境电商已经成为了现代商业中不可或缺的一部分。
供应链透明度和可追溯性作为跨境电商中的关键要素，对于确保产品质量、提高消费者体验以及保护知识产权都起着至关重要的作用。
本文将讨论跨境电商中供应链透明度和可追溯性的重要性，并分析一些实施这些要求的方法。
1. 供应链透明度的意义供应链透明度是指企业能够清楚地了解产品从原材料采购、生产加工、到最终交付消费者手中的整个过程。
在跨境电商中，供应链透明度能够帮助消费者了解产品的质量、来源地和生产过程，从而增加其信任感和忠诚度。
首先，供应链透明度有助于确保产品质量。
通过透明的供应链，消费者可以追踪产品质量控制的每一个环节，了解产品是否符合标准和规定。
这就可以帮助消费者避免购买低质量或假冒伪劣产品的风险，增强消费者对产品质量的信心。
其次，供应链透明度有助于保护知识产权。
跨境电商往往涉及到各种国家和地区的产品和设计，可能会面对知识产权侵权的问题。
通过建立透明的供应链，企业可以有效地监控和追踪产品知识产权的使用情况，及时发现和应对侵权行为，保护自己的知识产权权益。
最后，供应链透明度有助于提高消费者体验。
通过透明的供应链，消费者可以了解产品的来源地和环保情况，从而选择符合自己价值观和需求的产品。
这种个性化的消费体验可以帮助企业赢得更多消费者的青睐和支持。
2. 可追溯性的重要性可追溯性是指能够准确地追踪产品的生产、流通和销售过程。
在跨境电商中，可追溯性不仅有助于保障消费者权益，还能提高整个供应链的效率和运营管理。
首先，可追溯性有助于确保产品的安全和合规性。
通过追踪产品的来源、生产过程和流通情况，企业可以及时发现和解决产品安全隐患，保障消费者的健康和权益。
此外，可追溯性也有助于确保产品符合国际和国内的相关法律法规，减少企业可能面临的法律风险。
其次，可追溯性有助于提高供应链的效率和管理水平。
通过实施可追溯性系统，企业可以更加精确地掌握产品的库存情况和供应链各个环节的运营情况。
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Software Engineering and Applications 软件工程与应用, 2016, 5(1), 10-21Published Online February 2016 in Hans. /journal/sea/10.12677/sea.2016.51002A Survey of Middleware Transparency andObservabilityYunfei Yin1,2, Yanhua Peng11CISDI R & D Co., Ltd., CISDI Group Co., Ltd., Chongqing2College of Computer Science, Chongqing University, ChongqingReceived: Jan. 27th, 2016; accepted: Feb. 14th, 2016; published: Feb. 17th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThe arrival of the era of large-scale distributed computing has brought new opportunities and challenges to enterprises and society. In order to improve the efficiency, we often use middleware technology. Therefore, the transparency and observability of middleware is the premise of mid-dleware selection. In this paper, we have a summary of the research on the concept, features, re-search status and technical connotation of the transparency and observability of middleware, and our goal is to help middleware enthusiasts to understand the research key points and research methods of middleware transparency and observability, thus providing a certain reference for the same line who develops or uses the middleware.KeywordsMiddleware, Transparency, Observability中间件透明性和可观察性综述尹云飞1,2，彭燕华11重庆赛迪冶炼装备系统集成工程技术研究中心有限公司，重庆2重庆大学计算机学院，重庆收稿日期：2016年1月27日；录用日期：2016年2月14日；发布日期：2016年2月17日尹云飞，彭燕华摘要大规模分布式计算时代的到来，给企业和社会带来了新的机会和挑战。
为了提高效率，我们往往借助于中间件技术，因此中间件的透明性和可观察性是选用中间件的前提。
在本文中，我们对中间件的透明性和可观察性概念、特点、研究现状、技术内涵进行了综述性研究，旨在帮助中间件爱好者了解中间件透明性和可观察性研究的要点及研究方法，由此对从事中间件平台开发和使用的同行提供一定的参考。
关键词中间件，透明性，可观察性1. 引言1.1. 概述透明性是指软件开发平台和软件运行平台对于应用系统而言提供跨平台、跨语言和网络通信的服务，应用系统的跨平台、跨语言和网络通信功能均由软件开发平台和软件运行平台来提供。
中间件平台是一种具有透明性的软件开发平台和软件运行平台，它通过ipc实现了网络层协议、通过ipctransport实现了传输层协议、通过sock实现了远程过程之间的连接、通过support实现了操作系统底层资源的管理和分配、通过ocl完成平台类的特殊封装[1]。
对于透明性，美国ANSA将它分为八类：1) 访问透明性(Access Transparency)，2) 位置透明性(Location Transparency)，3) 并发透明性(Concurrency Transparency)，4) 故障透明性(Failure transparency)，5) 迁移透明性(Migration Transparency)，6) 性能透明性(Performance Transparency)，7) 扩充透明性(Scaling Transparency)，8) 复制透明性(Replication Transparency) [2]。
可观察性是指中间件平台和平台上的应用系统是可以被观察的，其中前者是后者的基础后者是前者的外在表现。
通过观察平台我们能够了解消息传输的内部机制；通过观察应用系统我们能够了解消息传输的外部表现[3] [4]。
可观察性分为两个层次，一是系统可观察性另一个是应用可观察性，其中前者是从系统层面观察系统对象、消息以及状态的形成和传输机制，后者是从应用本身观察对象、消息的发送、传输、接收和显示。
系统可观察性通过绘出系统的类图、顺序图等可视化手段来展示；而应用可观察性则通过打印消息的发送者、接收者、发送时间、内容等手段来展示[5]。
本文所做的工作是研究中间件的透明性和可观察性，对涉及到的透明性和可观察性概念、特点、研究现状、技术内涵进行了研究，旨在帮助中间件研究者了解中间件透明性和可观察性的要点及研究方法，并提供一定参考。
1.2. 国内外研究现状对于中间件的透明性和可观察性研究，国内的研究一般是围绕某一具体的中间件平台应用系统而展开的[6]，因此我们将中间件平台应用系统的透明性和可观察性研究分为PCDP平台上的透明性和可观察性研究、ACE平台上的透明性和可观察性研究、TAO平台上的透明性和可观察性研究、DCOM平台上的透明性和可观察性研究、ICE平台上的透明性和可观察性研究。
尹云飞，彭燕华实现中间件透明性和可观察性的方法有平台消息存储、消息调用次数实时统计、吞吐量实时统计、性能分析、历史消息分析等方法。
1) PCDP平台上的透明性和可观察性研究PCDP平台中冶赛迪集团公司研制的面向冶金领域过程控制的一款中间件平台，它集软件开发平台和软件运行平台于一体。
PCDP平台规模为C/C++ 50余万行、开源代码30万行、Windows shell脚本10万行，并且具有以下功能：a) 复用组件：集成过程控制应用的通用处理模块，Socket通讯、OPC通讯、日志管理、进程管理等；b) 领域应用：L2后台控制和模型应用，仅关心业务知识，编程技术复用平台技术；c) 编译部署：集成自动编译、链接、部署和维护功能，减少开发和维护的工作量，统一的开发和运行环境及目录；d) 代码生成：快速生成C/C++代码，提高开发速度，生成类代码、数据库访问代码、组件框架代码；e) 支撑类库：封装专业通用和业务通用的类库，如字符串类、通讯套接字类、线程类等等。
PCDP平台上的透明性和可观察性研究起始于2013年8月，已具备的功能包括平台消息存储功能、消息调用次数实时统计功能、吞吐量实时统计功能、性能分析功能、历史消息分析功能、阻塞检测与报警功能等。
2) ACE平台上的透明性和可观察性研究ACE是一个通信软件的开发工具包，是一个CORBA协议的具体实现。
ACE综合了许多主流的软件设计模式和组件技术，通过ACE我们可以解决在软件开发和维护过程中的一些繁琐的、易错的、不可移植的问题。
ACE提供了强大而高效的进程通信、同步互斥机制、共享内存、客户服务配置等功能。
国内对于ACE平台上的透明性和可观察性研究始于2003年马维达在程序员杂志上发表《ACE与GoF设计模式——Adapter模式在ACE内存管理类中的应用》一文，介绍了开发高性能网络化应用与下一代中间件的面向对象框架，这实际上拉开了研究ACE平台上透明性和可观察性的序幕[7]。
随后，北京交通大学信息科学研究所也对ACE实现通信软件的设计机制和优越性进行了研究[8]。
另外，高强文也介绍了可靠消息传送的一般实现方法——消息队列，并使用ACE的主动对象、连接器、接受器等技术实现消息队列及其接口[9]；中国科学院研究生院的李明介绍了基于ACE在实现某监控软件中的设计机制，这中间离不开对透明性和可观察性的研究[10]。
2013年，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室结合国内中厚板生产的自动化控制需求，开发出基于ACE中间件的多进程轧机二级控制系统，该系统包含多个进程，进程之间相对独立，系统具有更好的稳定性和可伸缩性，使用自适配通信环境ACE实现进程及线程间的通信大大降低了系统开发难度，缩短了开发周期[11]。
3) TAO平台上的透明性和可观察性研究TAO是The ACE ORB的缩写，是一个基于CORBA标准和RT-CORBA标准的中间件平台，是CORBA 协议和RT-CORBA协议的一个具体实现。
TAO使用ACE框架内的组件和模式，是一个高性能、实时的(QoS)的分布式应用平台。
TAO可以实现远程对象调用(而不用关心如何去进行对象定位)、跨平台应用、跨编程语言应用、跨硬件平台和通讯协议应用等。
TAO可以与其它公司的ORB很好的互操作，比如Orbix、JacORB、ORB Express、VisiBroker等。
国内对于TAO平台上的透明性和可观察性研究始于2004年国防科技大学IKE2项目[12]，该项目基于TAO平台开发应用级的可互操作的实时分布式应用，对应用系统的开发需要对TAO平台应用系统的透明性和可观察性有深入的了解。
随后，南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家重点实验室为了解决飞行控制系统在不同计算机、不同操作系统、应用不同语言编写的组件之间的通信也研究了TAO及其事件服务机制[13]，这种研究主要定位在消息的可观察性上。
武汉数字工程研究所探讨了TAO的架构完成了基于TAO中间件舰载作战指挥系统的构件化设计与实现[14]。
2007年，山东大学控制科学与控制工程学院以ACE/TAO作为开发平台，构建了一个基于CORBA技术的异构机器人互操作系统，实现了分布尹云飞，彭燕华式环境下具有不同硬件结构、操作系统、通信协议和编程语言的机器人之间的相互通信[15]，为多异构机器人的协作提供了最佳的技术路线。