RTI Data Distribution Service
Folleto RTI Data Distribution Service Overview (PDF en ingles)
Como funciona
RTI Data Distribution Service es un “ middleware ” de red que simplifica la compleja programación de red. Implementa un modelo de publicación-suscripción para enviar y recibir datos, eventos, y comandos entre los nodos. Los nodos que producen información (publicadores) crean “ topics ” (por ejemplo, temperatura, localización, presión…) y publican “ samples ” (muestras) de estos tópicos. RTI Data Distribution Service entrega estos “ samples ” a todos los suscriptores que declaren su interés en el tópico en cuestión.
RTI Data Distribution Service gestiona todas las fases de la transferencia: direccionamiento de los mensajes, la serialización y deserialización a formato estándar (así, los suscriptores pueden estar en diferentes plataformas a la del publicador), entrega, control de ancho de banda, reintentos, etc. Cualquier nodo puede ser un publicador, suscriptor, o ambas cosas simultáneamente.
El modelo Publicación-Suscripción de RTI Data Distribution Service elimina virtualmente la compleja programación de red para las aplicaciones distribuidas.
RTI Data Distribution Service soporta mecanismos que van más allá del modelo básico de Publicación-Suscripción. El beneficio clave es que las aplicaciones que usan RTI Data Distribution Service para sus comunicaciones están enteramente desacopladas. El tiempo de diseño de sus interacciones mutuas es mínimo. En particular, las aplicaciones no necesitan información sobre el resto de aplicaciones participantes, incluyendo su existencia o localización. RTI Data Distribution Service gestiona automáticamente todos los aspectos de la entrega de mensajes (sin requerir de ninguna intervención por parte de la aplicación), incluyendo:
-
Determinar quien debe recibir los mensajes,
- donde están localizados los destinatarios,
- y que ocurre si los mensajes no pueden ser entregados.
Esto es posible por el hecho de que RTI Data Distribution Service permite al usuario especificar parámetros de calidad de servicio ( QoS ) como una forma de configurar los mecanismos de descubrimiento automático y de especificar el comportamiento deseado en el envío y recepción de mensajes. Estos mecanismos se configuran inicialmente y no requieren un esfuerzo posterior por parte del usuario. Intercambiando mensajes de una forma completamente anónima, RTI Data Distribution Service simplifica enormemente el diseño de aplicaciones distribuidas y conduce a programas modulares y bien estructurados.
RTI Data Distribution Service gestiona también de forma automática el cambio en caliente de publicadores redundantes si el primario falla. Los suscriptores siempre obtienen los datos con la prioridad mas alta que son aun validos (es decir, si el periodo de validez del dato especificado por su publicador no ha expirado). También automáticamente cambia de nuevo al publicador primario cuando este es recuperado.
RTI Data Distribution Service esta disponible con APIs para C, C++ y Java, y en multitud de plataformas (Linux, Solaris, Windows, Integrity, LynxOs, VxWorks…)
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¿Entrega en tiempo real sobre IP?
RTI Data Distribution Service proporciona una entrega rápida y determinista de los mensajes sobre IP estándar. Esto posibilita a los desarrolladores usar componentes Ethernet comerciales de bajo coste para distribuir datos periódicos con frecuencias altas y estrictos requerimientos de tiempo de entrega. De esta forma se simplifica la integración y gestión de sistemas de tiempo real en conjunto con otros sistemas de red empresariales.
Pluggable Transport Interface : RTI Data Distribution Service dispone de un API genérica para utilizar cualquier tipo de transporte de red. Se incluyen en el producto transportes UDP/IP y de memoria compartida ( Shared Memory ). El producto puede ser configurado para operar sobre una gran variedad de transportes, incluyendo backplanes , switched fabrics , y nuevas tecnologías de red.
RTI Data Distribution Service esta optimizado para añadir una latencia mínima al transporte subyacente. Adicionalmente, RTI Data Distribution Service permite al desarrollador especificar parámetros de calidad de servicio (QoS), como limites de tiempo de entrega o “ deadline ”, entre un suscriptor y un publicador. Si un dato no es recibido antes de ese límite de tiempo, RTI Data Distribution Service notifica a la aplicación inmediatamente para conservar un comportamiento determinista. Esto también permite al desarrollador gestionar el flujo de datos de acuerdo a las capacidades de cada suscriptor en la red de forma individual.
RTI Data Distribution Service es también una buena elección para aplicaciones de tiempo real embebidas. Consume muy pocos recursos y la memoria es gestionada muy cuidadosamente para evitar reservar memoria dinámicamente o su fragmentación. RTI Data Distribution Service también protege a los hilos de ejecución en tiempo real de las aplicaciones de posibles anomalías en la red e interrupciones inoportunas.
Pero esto no es todo lo que el producto ofrece, las aplicaciones en tiempo real necesitan algo más que obtener un streaming de datos del publicador a los suscriptores. Por ejemplo, una aplicación suscriptora debe ser capaz de gestionar alarmas asíncronas del publicador rápida y eficientemente, los suscriptores muy frecuentemente necesitan hablar directamente con un publicador para obtener datos de estado, y un gestor de red puede necesitar enviar comandos directamente a publicadores y suscriptores.
RTI Data Distribution Service implementa el estándar de la OMG “Data Distribution Service (DDS) for Real-Time systems ”, este estándar ofrece una forma eficiente para transmitir datos en un sistema distribuido.
Con RTI Data Distribution Service , los diseñadores de sistemas y programadores cuentan con una infraestructura de comunicaciones flexible y tolerante a fallos que funciona en una amplia variedad de sistemas operativos, hardware, lenguajes y protocolos de transporte. RTI Data Distribution Service es altamente configurable de forma que los programadores pueden adaptarlo para cumplir los requerimientos específicos de comunicaciones de sus aplicaciones.
Las características de RTI Data Distribution Service que ayudan a los desarrolladores en el diseño, desarrollo y puesta en marcha de aplicaciones distribuidas de tiempo real incluyen:
- El Modo fiable ( Reliable ) de comunicaciones asegura que un suscriptor obtiene los datos en orden: una característica esencial para alarmas y comandos.
- El modo mejor esfuerzo (Best Effort ) de comunicaciones asegura determinismo en los tiempos de entrega, así como una latencia mínima, muy importante para datos que se actualizan continuamente.
- Las calidades de servicio “ Ownership strength ” y “ Liveliness ” posibilitan el cambio de publicadores redundantes de una forma completamente transparente. El desarrollador asigna a cada publicador una “ ownership strength ” y una duración de “ liveliness ”. Para cualquier petición sobre un tópico, RTI Data Distribution Service devuelve datos del publicador con más fuerza ( strength ) que es considerado aun ‘vivo' ( alive ).
- El direccionamiento multicast minimiza el uso de ancho de banda para grandes distribuciones y/o paquetes grandes.
- Múltiples parámetros de calidad de servicio para ajustar los requerimientos de latencia, prioridades de los hilos de ejecución, y anchos de banda a utilizar.
- Soporte para redundancia.
- No se usan servidores intermedios, evitándose así que el sistema cuente con puntos “calientes” que podrían llevar a un fallo general.
- Re-configuración dinámica en tiempo real a medida que distintas aplicaciones se unen o abandonan la red.
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¿Cual es el “ middleware ” adecuado para mi aplicación?
El modelo publicación-suscripción supera por mucho al modelo cliente-servidor cuando Vd. necesita distribuir datos intensivamente, de múltiples y diversas fuentes a distintos destinatarios. Varios fabricantes ofrecen productos de “ middleware ” que han simplificado dramáticamente el desarrollo de aplicaciones en el entorno empresarial e Internet. En muchos casos RTI Data Distribution Service es una alternativa más barata y de más baja latencia que estas soluciones empresariales, incluso para este tipo de aplicaciones. RTI Data Distribution Service es la mejor solución de middleware basado en el modelo publicación-suscripción ya que ofrece:
- Comunicaciones deterministas.
- Bajos requerimientos de memoria, y poco consumo de CPU.
- Hilos de ejecución en tiempo real y memoria protegidos.
- Soporta las plataformas más populares para sistemas embebidos.
- Diseñado para minimizar la latencia.
El modelo publicación-suscripción es capaz de soportar comunicaciones uno-a-muchos con redundancia tanto en publicaciones como en suscripciones. Esta característica es ideal para construir aplicaciones tolerantes a fallos o de alta disponibilidad con nodos redundantes y servicios robustos de detección y gestión de fallos.
El modelo publicación-suscripción es también ideal para construir aplicaciones reconfigurables con muchos nodos participando. Esto ayuda a los desarrolladores de sistemas en tiempo real a gestionar de manera más sencilla redes dinámicas, ad-hoc, o intermitentes, como las redes sin cables.
Por otra parte, el modelo publicación-suscripción es perfecto para protocolos que no mantienen la conexión. Por ejemplo, puede usar la tecnología multicast para enviar datos en tiempo real a múltiples suscriptores. El uso de protocolos que no mantienen la conexión, como UDP y multicast hace posible que los sistemas de tiempo real escalen más que con protocolos orientados a conexión (punto a punto), como TCP.
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¿Como es DDS comparado con CORBA y DCOM?
CORBA y DCOM implementan objetos distribuidos usando un modelo de comunicaciones cliente-servidor. Muchas aplicaciones de tiempo real están centradas en los datos, esto es, necesitan distribuir datos, no invocar servicios remotamente o llamar a funciones.
El modelo publicación-suscripción es mas eficiente que el cliente-servidor tanto en latencia como en consumo de ancho de banda para intercambios periódicos de datos. El modelo publicación-suscripción reduce drásticamente el uso de ancho de banda requerido para enviar datos a múltiples nodos en una red en comparación con una arquitectura cliente-servidor. Las peticiones ocasionales de los suscriptores, usando poco ancho de banda, reemplazan las numerosas peticiones de los clientes en el modelo cliente-servidor, que consumen un gran ancho de banda. La latencia también se reduce, ya que los mensajes de petición de datos son eliminados. Tan pronto una publicación tiene disponibles mas datos, estos son enviados a las suscripciones correspondientes. Aprenda sobre la integración de soluciones en CORBA y DDS…
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Casos de Exito
US Navy
Open Architecture Computing Environment specifies RTI Data Distribution Service (PDF en ingles)
La organización de la marina estadounidense Open Architecture Computing Environment (OACE) recomienda el estándar DDS (Data Distribution Service ) y específicamente se refiere a la implementación de RTI.
Tactical Communications Group
TCG enhances their Tactical Communications Manager (TCM) (PDF en ingles)
El gestor de comunicaciones tácticas (TCM) integra enlaces de datos digitales con sistemas de armas, comando y control (C2) y sistemas de vigilancia. RTI Data Distribution Service ofrece el alto rendimiento, escalabilidad y fiabilidad en las comunicaciones requeridas por esta aplicación
Lockheed Martin
Lockheed Sea SLICE TM uses RTI Data Distribution Service (PDF en ingles)
Lockheed Martin SLICE es el diseño de un barco que permite a los barcos operar a velocidades más altas sin sacrificar la eficiencia. Usa RTI Data Distribution Service para las comunicaciones entre procesadores que mantienen el barco estable en alta mar.
Universidad de Iowa y Armada Estadounidense.
National Advanced Driving Simulator and Simulation Center (PDF en ingles)
Investigadores del centro nacional estadounidense de simulación avanzada de conducción y el centro nacional de simulación (NADS-SC) y el laboratorio de la armada estadounidense TACOM-TARDEC para la simulación de vehículos de tierra (GVSL) conectaron varios simuladores de alta fidelidad para probar y evaluar los vehículos de la armada estadounidense. Eligieron RTI Data Distribution Service para conectar los distintos simuladores. Lea porque RTI Data Distribution Service era vital para el éxito del proyecto.
Bluefin Robotics
Bluefin Robotics chooses RTI Data Distribution Service (PDF en ingles)
Descubra porque Bluefin Robotics selecciono el rendimiento en tiempo real de RTI Data Distribution Service para su innovador vehiculo submarino no tripulado Bluefin 9.
Georgia Tech
Georgia Tech UAV Research Facility (PDF en ingles)
Descubra como un equipo de las instalaciones de vehículos aéreos no tripulados de Georgia llevo al aire RTI Data Distribution Service en la competición anual de robots aéreos del 2000.
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