基于异步消息的知识通信系统：原理、架构与应用

### 基于异步消息的知识通信系统：原理、架构与应用 #### 1. 分布式知识管理平台概述 在当今信息爆炸的时代，有效的知识管理对于应对各种复杂情况，尤其是灾难场景，显得尤为重要。基于异步消息的分布式知识管理平台应运而生，它具备从公共资源和权威知识库中挖掘信息项的能力，并将这些信息项整合为有效的知识，以便在灾难情境中加以利用。 该平台的核心优势在于实现了无缝、不受地点、时间和终端限制的对称知识源访问。这一特性通过正在研发的异步消息通信系统得以支持。此系统基于开放协议，在灾区可用终端与连接服务器提供的服务之间实现了双向访问。向上方向可用于将事故区域的数据（如照片、数据流或测量数据）传输给相关部门；向下方向则用于向事故区域的人员分发信息和指导。 项目的更广泛背景是基于面向服务架构（SOA）方法的信息系统开放性和互操作性。它基于标准化接口和协议，深入理解跨越组织边界的复杂流程。其灵感来源于每一次严重事故和灾难都需要多个可能代表不同国家和文化的部门进行协调合作。而传统的权威知识库（遗留系统）通常是封闭的，无法相互操作，也无法与开放知识源互操作。基于SOA的接口为解决这一问题提供了安全且易于实施的解决方案。异步消息通信协议进一步扩展了注册服务用户使用移动终端与集成服务架构进行通信的能力。 #### 2. 为何采用异步消息通信 知识网格查询的特点是，事先无法确定其处理时间，可能从几秒到很长时间不等。在等待结果期间一直保持请求开放给服务提供商，这种方式效率不高，并且会在整个请求过程中占用资源。为了解决这个问题，有几种构建异步Web服务的方法，每种方法都有其优缺点。 - **单向通知**：客户端和服务提供商之间使用单向通知。 - **请求/回复操作的几种变体**： - **带轮询的请求/回复操作**：这种方式客户端实现最简单，无需自身的Web服务，但需要客户端实现轮询系统，定期检查服务提供商的结果。如果服务提供商尚未完成查询，可能需要多次请求才能获取响应。它提供了一定程度的解耦，但将结果检索的责任留给了客户端。 - **客户端实现自身Web服务的方式**：客户端需要实现自己的Web服务，提供服务端点地址，以便服务提供商发送结果，并提供关联ID来识别查询。这种方式的缺点是需要大量的实现工作，并且服务提供商在发送结果时可能难以联系到客户端。但如果客户端已经为其他方充当Web服务，通常大部分实现、防火墙配置等工作已经完成，优点是高度解耦，客户端可以“一发送即忘记”查询，让服务提供商处理结果发送。 以旅行者或游客为例，他们可以使用消息传递系统接收旅行新闻、建议和警报。当遇到某些事件时，他们可能希望向系统的其他用户报告该事件，也可能想了解此类事件的更详细信息，此时可能会发起新的知识网格查询。知识网格提供的是关于请求主题的背景数据，响应的小延迟并不关键。客户端软件也可以按预定时间间隔轮询提要，这意味着信息并不总是实时检索的。 #### 3. IP 知识传递系统 本文介绍的系统基于之前的研究成果，该研究提出了一种可使用基于IP的网络向移动和桌面客户端提供警报消息的系统架构。系统采用传统的客户端/服务器架构和安全服务器方法，提供了两种可选的消息传递通道： - **基于SOAP的同步双向通信**：服务器与客户端之间的SOAP同步双向通信通道。 - **基于Atom提要的信息资源**：任何类型的客户端，从专有定制软件到基本的简易信息聚合（RSS）阅读器，都可以检索的信息资源。 系统的基本理念未变，但功能得到了增强。原系统概念使用RSS提要和受信任方提供的其他信息源作为资源，根据不同用例，这些来源的消息会被添加到服务器提供的Atom提要中，或直接发送给客户端。系统还允许客户端向现有提要添加额外信息。本文在此基础上，将知识网格作为额外资源加入，服务器具备了处理和响应客户端生成消息的能力，并能将客户端请求转发到服务器已知的信息源。本文中将此设计的服务器称为消息服务器。  原系统使用封装在SOAP消息中的通用警报协议（CAP），CAP消息是紧急情况下通知和警报的标准化方式，但对于更随意的消息传递可能较为繁琐。因此，本文添加了基于GeoRSS扩展的Atom作为新的消息类型。尽管GeoRSS有多种变体且并非官方标准，但因其在互联网上的广泛使用和标准的坐标数据呈现方式，成为了测试系统的良好起点。根据添加GeoRSS消息类型的经验，添加不同类型的消息应该相对容易。对于更具体的情况，应创建合适的消息类型以实现更好的通信和消息传递。 #### 4. 知识系统的异步通信 访问知识网格的一个设计目标是明确分离知识网格和消息服务器的服务。这种方法的好处是，知识网格和消息服务器只需实现用于通信的通用接口，两个系统可以独立开发，必要时设计的接口还可以向第三方客户端和服务器提供额外服务。  系统主要由以下三个组件