CN102684930B - 基于ice的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法 - Google Patents
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Abstract
基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法，属于网络技术及企业信息化管理软件领域。包括分别与ICE总线互连的用户管理界面AMGUI（201）、注册服务主机Registry（202）、注册服务备机Registry（203）、应用管理服务主机AMS（204）、应用管理服务备机AMS（205）、多个订阅发布数据传输服务IceStorm和应用管理基类库AML（209）。用户可以根据对应用的可靠性要求不同，进行自由部署。但无论哪种部署方式，本发明都能对主备应用进行监控，并且当分布式应用主机发生异常的时候，应用管理服务程序AMS会通过注册服务Registry检测到，自动将应用备机角色转换成主机，从而可以保证系统的正常运行。
Description
技术领域
基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法，属于网络技术及企业信息化管理软件领域。
背景技术
随着网络技术及企业信息化的发展，分布式应用系统得到越来越广泛的应用。如今，企业信息资源增长迅猛，业务需求变化频繁，应用系统开发也就变得越来越复杂。为了满足应用系统的可扩展性、可靠性及灵活性，实现不同硬件设备、软件系统、网络环境及数据库系统之间的完整集成，当前很多大型的软件系统，大都采用分布式架构进行系统设计。采用分层的思想，将系统分成多个层次，然后每层是一个独立的应用。层与层之间，或者说应用与应用之间，能相互进行数据通信。
如附图3所示现有的分布式应用系统，大都是基于分布式对象化软件的三大工业标准，即Microsoft 的 DCOM 、 Oracle 的 Enterprise JavaBeans/RMI 以及 OMG（Object Management Group） 组织的 CORBA（Common Object Request Broker Architecture），进行设计编写的。
这种分布式架构，虽然满足了系统的可扩展性、异构编程以及应用与应用之间的数据通讯的基本架构的要求，但并未提供具体可行的分布式应用高可靠性管理机制。相对于集中式应用系统，分布式应用由于一般都是一些独立的程序，而各个程序之间又相互关联，当其中一个应用发生异常的时候，很容易造成整个系统的瘫痪。这也是困扰分布式应用的重大难题。
因此，研制一套有效的分布式应用高可靠性机制，将分布式系统中的各个应用进行管理，满足在某个应用发生异常的时候，整个系统仍能稳定运行，就显得十分必要了。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对当前分布式系统存在的缺陷，提供一种系统稳定、运行可靠的基于ICE/IceGrid的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法，其特征在于:包括分别与ICE总线互连的用户管理界面AMGUI、注册服务主机Registry、注册服务备机Registry、应用管理服务主机AMS、应用管理服务备机AMS、多个订阅发布数据传输服务IceStorm和应用管理基类库AML；
为了保证应用管理服务程序AMS自身的高可靠性，所述的应用管理服务程序AMS又分主应用管理服务程序AMS和备应用管理服务程序AMS，主应用管理服务程序AMS为各个应用提供注册接口，备应用管理服务程序AMS不对外提供注册接口，主应用管理服务程序AMS上的信息与备应用管理服务程序AMS上的信息时刻保持数据同步。
所述的多个订阅发布数据传输服务IceStorm为三个，即第一订阅发布数据传输服务IceStorm、第二订阅发布数据传输服务IceStorm和第三订阅发布数据传输服务IceStorm。
所述的应用管理基类库AML分别被应用程序1的主机App1（210）、应用程序1的备机App1、应用程序n的主机Appn（210）及应用程序n的备机Appn（211）继承使用；
具体步骤如下：
步骤301:用户通过用户管理界面AMGUI编辑各个应用启动配置文件；
步骤302:将步骤编辑好的应用启动配置文件发布到注册服务主机Registry上；
步骤303：应用管理服务主机AMS从注册服务主机Registry获得各个应用的配置信息；
步骤304：发启动命令；
步骤305：应用程序主机App向应用管理服务主机AMS请求角色，确认自己是主机还是备机；应用管理服务主机AMS接收到请求后，如查询到当前没有对应此应用程序主机在运行，则设置应用程序主机App的角色是主机；
步骤306：将此角色信息返回到应用程序主机App；
步骤307：应用程序主机App接收到角色信息后，完成应用启动；
步骤308：应用启动完成后，将应用信息包括角色信息注册到应用管理服务主机AMS；
步骤309：在启动应用程序主机App时，应用管理服务主机AMS同时启动应用程序备机App；
步骤310：应用程序备机App同样向应用管理服务主机AMS请求角色，应用程序备机App（211）在请求角色时，会等待10秒，看有没有应用程序主机App已注册角色为主机，若10秒内有应用程序主机App已注册角色为主机，则应用管理服务主机AMS将会把应用程序备机App的角色设置为备机；”
步骤311：应用管理服务主机AMS将设置信息返回给应用程序备机App，应用程序备机App获得自己的角色信息；
步骤312：完成应用启动；
步骤313：应用程序备机App启动后，将自己信息注册到应用管理服务主机AMS；若应用程序备机App在请求角色时，等待10秒后，仍然没有应用程序主机App注册角色为主机，则应用管理服务主机AMS将会把应用程序备机App的角色设置为主机，并将设置信息返回给应用程序备机App，应用程序备机获得自己的角色信息，完成应用启动，同时将自己信息注册到应用管理服务主机AMS，此时应用程序备机App就变成了应用程序主机App，对外提供的服务都由它来完成；”
步骤314：告知用户管理界面AMGUI，从而在界面上显示应用已经启动，并显示每个应用的主备角色信息；
步骤315：若应用程序主机发生了异常退出；
步骤316：注册服务主机Registry自动检测到应用主机退出；
步骤317：应用管理服务主机AMS、应用管理服务备机AMS以及用户管理界面AMGUI获得应用退出的信息；
步骤318：应用管理服务主机AMS查找此应用有没有备机；
步骤319：如果查到有备机，则将应用程序备机App设置为主机；
步骤320：同时在用户管理界面AMGUI上显示主备切换的信息；
步骤321：若应用管理服务主机AMS发生异常退出；
步骤322：注册服务主机Registry检测到应用管理服务主机AMS退出；
步骤323：注册服务主机Registry通知用户管理界面AMGUI和应用管理服务备机AMS应用管理服务主机已经退出；
步骤324：应用管理服务备机AMS设置自身为应用管理服务主机AMS；
步骤325：用户管理界面AMGUI显示应用管理服务备机AMS主备切换信息；
步骤326：当注册服务主机Registry发生异常退出时；
步骤327：应用管理服务主机AMS、应用管理服务备机AMS及用户管理界面AMGUI通过注册服务主机Registry检测到退出的信息；
步骤328：应用管理服务主机AMS、应用管理服务备机AMS及用户管理界面AMGUI将与注册服务备机Registry建立连接，从而保证系统正常运行；
步骤329：当订阅发布数据传输服务IceStorm的其中一个发生异常退出时；
步骤330：注册服务备机Registry检测到订阅发布数据传输服务IceStorm退出；
步骤331：用户管理界面AMGUI显示订阅发布数据传输服务IceStorm退出的信息；
步骤332：应用程序可以继续利用其他存在的订阅发布数据传输服务IceStorm进行数据发布订阅传输。
所述基于ICE/IceGrid的分布式应用高可靠性的实现系统，是基于ICE中间件进行开发的，使用了ICE提供的工具及库支持，及利用了IceGrid提供的注册服务。本发明主要包括五部分内容：一是应用管理服务程序AMS；二是基于注册服务Registry的注册服务；三是基于订阅发布数据传输服务IceStorm的数据传输服务；四是应用管理界面AMGUI；五是应用管理基类库AML。
应用管理服务程序AMS是整个分布式管理框架的核心，为用户管理界面AMGUI提供服务，用户管理界面AMGUI通过应用管理服务程序AMS 来配置应用的参数及对应用启停，保存应用的配置参数，监控整个系统各个应用运行状态并实现角色的转换。为了保证应用管理服务程序AMS自身的高可靠性，应用管理服务程序AMS又分主应用管理服务程序AMS和备应用管理服务程序AMS。主应用管理服务程序AMS为各个应用提供注册接口，备应用管理服务程序AMS不对外提供注册接口。主应用管理服务程序AMS上的信息与备应用管理服务程序AMS上的信息时刻保持数据同步。
注册服务Registry，是由IceGrid提供的注册与发布服务。各个应用包括应用管理服务程序AMS，都要注册到注册服务Registry 上。为了保证注册服务Registry自身服务的高可靠性，注册服务Registry又分成注册服务主机Registry和注册服务备机Registry。注册服务主机Registry和注册服务备机Registry上的信息时刻保持同步，应用管理服务程序AMS配置主备两个注册服务Registry的IP及端口信息，系统初始时会分配应用在注册服务主机Registry上注册。
订阅发布数据传输服务IceStorm是ICE中间件本身提供的一种异步数据传输服务，各个应用通过访问订阅发布数据传输服务IceStorm，可以实现订阅发布模式的数据传输。为了保证订阅发布数据传输服务IceStorm服务的高可靠性，本发明启动三个订阅发布数据传输服务IceStorm。三个订阅发布数据传输服务IceStorm对外提供一个服务名称，其他应用根据这个服务名称来访问订阅发布数据传输服务IceStorm。三个订阅发布数据传输服务IceStorm自身保持数据同步。
用户管理界面AMGUI是用户的操作界面，通过调用应用管理服务程序AMS提供的各个服务接口，实现各个应用的启停操作，查看各个应用的运行状况，为各个应用配置参数。通过用户管理界面AMGUI可以查看到各个应用主备运行情况，也可以进行主备切换。
应用管理基类库AML是一套支持多种语言的应用管理的基类库，应用程序只要继承此基类库，即可将此应用纳入分布式管理框架中进行统一管理。本发明目前的应用管理基类库AML支持C++和JAVA两种语言。
当注册服务主机Registry发生异常的时候，各个分布式应用以及应用管理服务程序AMS会自动连接注册服务备机Registry，系统仍能保证正常运行。
当主应用管理服务程序AMS发生异常的时候，备应用管理服务程序AMS自动转换为主应用管理服务程序AMS，继续监控管理各个应用的运行状况。
当订阅发布数据传输服务IceStorm有一个发生异常的时候，由于系统中并存三个订阅发布数据传输服务IceStorm，整个系统不会受到影响，应用与应用之间的订阅发布模式的数据传输正常进行。
与现有技术相比，本发明基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法所具有的有益效果是：允许应用的冗余配置有多种方式，对每个应用，可以设计成主备机模式、一主多备模式、以及多主多备模式。用户可以根据对应用的可靠性要求不同，进行自由部署。但无论哪种部署方式，本发明都将能对主备应用进行监控，并且当分布式应用主机发生异常的时候，应用管理服务程序AMS会通过注册服务Registry检测到，自动将应用备机角色转换成主机，从而可以保证系统能正常运行。
此分布式应用高可靠性实现系统，适用于跨平台跨语言（目前支持C++和JAVA）的分布式应用，各个应用只要继承本发明的应用管理基类库AML即可。
此发明实现了各个分布式应用的可靠运行，提高了整个系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明的分布式应用高可靠性实现系统结构示意图。
图2是本发明的分布式应用高可靠性实现系统数据流程图。
图3是目前业界现有技术的分布式应用结构示意图。
附图1和2是本发明的最佳实施例。
其中：201、用户管理界面AMGUI 202、注册服务主机Registry 203、注册服务备机Registry 204、应用管理服务主机AMS 205、应用管理服务备机AMS 206、第一订阅发布数据传输服务IceStorm 207、第二订阅发布数据传输服务IceStorm 208、第三订阅发布数据传输服务IceStorm 209、应用管理基类库AML 210、应用程序主机App 211、应用程序备机App。
具体实施方式
下面将结合附图1～2，对本发明的基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法进行详细说明。
参照图1：该基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统，包括分别与ICE总线互连的用户管理界面AMGUI 201、注册服务主机Registry 202、注册服务备机Registry 203、应用管理服务主机AMS 204、应用管理服务备机AMS205、多个订阅发布数据传输服务IceStorm和多个应用管理基类库AML。
所述的多个订阅发布数据传输服务IceStorm为三个，包括第一订阅发布数据传输服务IceStorm 206、第二订阅发布数据传输服务IceStorm 207和第三订阅发布数据传输服务IceStorm 208。在实际部署时也可以是三个以上。
应用管理基类库AML分别被应用程序1的主机App1（210）、应用程序1的备机App1、应用程序n的主机Appn（210）及应用程序n的备机Appn（211）继承使用。
用户管理界面AMGUI 201，是用户用来编辑及发布各个应用的配置文件、显示各个应用的运行状况、手工启/停各个应用及主备机切换、提取/修改应用的配置参数。
注册服务主机Registry 202，为各个应用提供注册与发布服务。
注册服务备机Registry 203，注册服务主机Registry 202的备机，为各个应用提供注册与发布服务，当注册服务主机Registry 202发生异常的时候，将由注册服务备机Registry 203对外提供服务。
应用管理服务主机AMS 204，为用户管理界面AMGUI 201提供服务，用户管理界面AMGUI201通过应用管理服务主机AMS 204来配置应用的参数及对应用进行启停功能。应用管理服务主机AMS204监控整个系统各个应用的运行状态以及主备机切换。
应用管理服务备机AMS 205，作为应用管理服务主机AMS 204的备用机，当应用管理服务主机AMS 204发生异常的时候，能继续监控系统的各个应用，以及为用户管理界面AMGUI 201提供服务。
第一订阅发布数据传输服务IceStorm 206，第二订阅发布数据传输服务IceStorm 207，第三订阅发布数据传输服务IceStorm 208，为各个应用进行订阅发布数据传输提供服务。三个服务相互作为对方的备机，当其中一个发生异常的时候，仍然能正常为系统提供订阅发布服务。
应用管理基类库AML 209，是一套基类库，提供了C++版本及JAVA版本。应用程序在编写时，继承此基类库，便可由此分布式管理框架进行管理。
应用程序主机App 210，应用程序备机App 211，是系统所开发的应用程序。应用程序主机App 210，应用程序备机App 211是同一个程序，只是为保证此应用程序的可靠性，而分别在不同的物理机上进行部署。正常情况下，由主应用起作用，为其他应用提供服务；当应用程序主机App 210发生故障的时候，应用程序备机App 211将变为主机，为其他应用提供服务。
图2是分布式应用高可靠性实现系统数据流程图，具体步骤如下：
步骤301到314，表示了系统初始部署时的启动过程：
步骤301：用户通过用户管理界面AMGUI 201编辑各个应用的启动配置文件；
步骤302：将步骤301编辑好的应用启动配置文件发布到注册服务主机Registry 202上；
步骤303：应用管理服务主机AMS 204从注册服务主机Registry 202中获得各个应用的配置信息；
步骤304：启动应用程序主机App 210；
步骤305：向应用管理服务主机AMS 204请求角色，确认自己是主机还是备机，应用管理服务主机AMS 204接收到请求后，如查询到当前没有此应用程序主机运行时，则设置应用程序主机210的角色是主机；
步骤306：将此角色信息返回到应用程序主机App 210；
步骤307：应用程序主机App 210接收到角色信息后，完成应用的启动；
步骤308：应用启动完成后，将应用信息包括角色信息注册到应用管理服务主机AMS 204；
步骤309：在启动应用程序主机App 210时，应用管理服务主机AMS 204同时启动应用程序备机App 211；
步骤310：应用程序备机App 211同样向应用管理服务主机AMS 204请求角色，应用程序备机App 211在请求角色时，会等待10秒（此时间可以设置），看有没有应用程序主机App210投入，假如10秒内有应用程序主机App 210投入，则应用管理服务主机AMS 204将会把应用备的角色设置为备机；
步骤311：应用管理服务主机AMS 204将设置信息返回给应用程序备机App 211，应用程序备机App 211获得自己的角色信息；
步骤312：完成应用启动；
步骤313：将自己信息注册到应用管理服务主机AMS 204。若应用程序备机App 211在请求角色的时候，等待10秒后，仍然没有应用程序主机App210投入，则应用管理服务主机AMS 204将会把应用程序备机App 211的角色设置为主机，并将设置信息返回给应用程序备机App 211，应用程序备机App 211获得自己的角色信息，完成应用启动，同时将自己信息注册到应用管理服务主机AMS 204，此时应用程序备机App 211就变成了应用程序主机App 210，对外提供服务都由它来完成；
步骤314：应用程序主机App 210和应用程序备机App 211启动起来后，告知用户管理界面AMGUI 201在界面上显示应用已经启动，并显示每个应用的主备角色信息；
步骤315到320，表示了应用程序主机App 210出现错误退出后，应用程序备机App 211如何代替应用程序主机App 210的过程：
步骤315：若应用程序主机App 210发生了异常退出时；
步骤316：注册服务主机Registry 202自动检测到应用主机退出；
步骤317：应用管理服务主机AMS 204、应用管理服务备机AMS 205以及用户管理界面AMGUI 201则获得应用退出的信息；
步骤318：应用管理服务主机AMS 204查找此应用有没有备机；
步骤319：如果查到有备机，则将应用程序备机App 211设置为主机；
步骤320：同时在用户管理界面AMGUI 201上显示主备切换的信息；
步骤321到步骤325，表示了应用管理服务主机AMS 204退出时，应用管理服务备机AMS 205如何接管应用管理服务主机AMS 204的过程：
步骤321：当应用管理服务主机AMS 204发生异常退出时；
步骤322：注册服务主机Registry 202检测到应用管理服务主机AMS 204退出；
步骤323: 注册服务主机Registry 202通知用户管理界面AMGUI 201和应用管理服务备机AMS 205应用管理服务主机AMS 204已经退出；
步骤324:应用管理服务备机AMS 205设置自身为应用管理服务主机AMS 204；
步骤325:用户管理界面AMGUI 201显示应用管理服务主机AMS主备切换信息；
步骤326到步骤328，表示了注册服务主机Registry 202退出时，注册服务备机Registry 203如何接管注册服务主机Registry 202的过程：
步骤326：当注册服务主机Registry 202发生异常退出时；
步骤327：应用管理服务主机AMS 204、应用管理服务备机AMS 205及用户管理界面AMGUI 201检测到注册服务主机Registry 202退出的信息；
步骤328：应用管理服务主机AMS 204、应用管理服务备机AMS 205及用户管理界面AMGUI 201将与注册服务备机Registry 203建立连接，从而保证系统正常运行；
步骤329到步骤332，表示了IceStorm服务可靠性实现机制：
步骤329：当一个订阅发布数据传输服务IceStorm发生异常退出时；
步骤330：注册服务备机Registry 203检测到订阅发布数据传输服务IceStorm退出；
步骤331：用户管理界面AMGUI 201显示此订阅发布数据传输服务IceStorm退出的信息；
步骤332：应用程序可以继续利用其他存在的订阅发布数据传输服务IceStorm进行数据发布订阅传输。
在上述的实施例中，阐述了本发明对基于ICE/IceGrid的分布式应用高可靠性的实现系统，不涉及到各个应用之间具体的业务逻辑及数据传输内容。其中注册服务主备机Registry和订阅发布数据传输服务IceStorm是Ice中间件自身提供的工具。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (1)
1.基于ICE的分布式应用高可靠性的实现系统的运行方法，其特征在于：包括分别与ICE总线互连的用户管理界面AMGUI（201）、注册服务主机Registry （202）、注册服务备机Registry （203）、应用管理服务主机AMS（204）、应用管理服务备机AMS（205）、多个订阅发布数据传输服务IceStorm和应用管理基类库AML（209）；
所述的多个订阅发布数据传输服务IceStorm为三个，即第一订阅发布数据传输服务IceStorm（206）、第二订阅发布数据传输服务IceStorm（207）和第三订阅发布数据传输服务IceStorm（208）；
所述的应用管理基类库AML分别被应用程序1的主机App1（210）、应用程序1的备机App1、应用程序n的主机Appn（210）及应用程序n的备机Appn（211）继承使用；
具体步骤如下:
步骤301:用户通过用户管理界面AMGUI（201）编辑各个应用启动配置文件；
步骤302:将步骤（301）编辑好的应用启动配置文件发布到注册服务主机Registry （202）上；
步骤303：应用管理服务主机AMS（204）从注册服务主机Registry （202）获得各个应用的配置信息；
步骤304：发启动命令；
步骤305：应用程序主机App（210）向应用管理服务主机AMS（204）请求角色，确认自己是主机还是备机；应用管理服务主机AMS（204）接收到请求后，如查询到当前没有对应此应用程序主机在运行，则设置应用程序主机App（210）的角色是主机；
步骤306：将此角色信息返回到应用程序主机App（210）；
步骤307：应用程序主机App（210）接收到角色信息后，完成应用启动；
步骤308：应用启动完成后，将应用信息包括角色信息注册到应用管理服务主机AMS（204）；
步骤309：在启动应用程序主机App（210）时，应用管理服务主机AMS（204）同时启动应用程序备机App（211）；
步骤310：应用程序备机App（211）同样向应用管理服务主机AMS（204）请求角色，应用程序备机App（211）在请求角色时，会等待10秒，看有没有应用程序主机App（210）已注册角色为主机，若10秒内有应用程序主机App（210） 已注册角色为主机，则应用管理服务主机AMS（204）将会把应用程序备机App（211）的角色设置为备机；”
步骤311：应用管理服务主机AMS（204）将设置信息返回给应用程序备机App（211），应用程序备机App（211）获得自己的角色信息；
步骤312：完成应用启动；
步骤313：应用程序备机App（211）启动后，将自己信息注册到应用管理服务主机AMS（204）；若应用程序备机App（211）在请求角色时，等待10秒后，仍然没有应用程序主机App（210） 注册角色为主机，则应用管理服务主机AMS（204）将会把应用程序备机App（211）的角色设置为主机，并将设置信息返回给应用程序备机App（211），应用程序备机（211） 获得自己的角色信息，完成应用启动，同时将自己信息注册到应用管理服务主机AMS（204），此时应用程序备机App（211）就变成了应用程序主机App（210），对外提供的服务都由它来完成；”
步骤314：告知用户管理界面AMGUI（201），从而在界面上显示应用已经启动，并显示每个应用的主备角色信息；
步骤315：若应用程序主机（210）发生了异常退出；
步骤316：注册服务主机Registry （202）自动检测到应用主机退出；
步骤317：应用管理服务主机AMS（204）、应用管理服务备机AMS（205）以及用户管理界面AMGUI（201）获得应用退出的信息；
步骤318：应用管理服务主机AMS（204）查找此应用有没有备机；
步骤319：如果查到有备机，则将应用程序备机App（211）设置为主机；
步骤320：同时在用户管理界面AMGUI（201）上显示主备切换的信息；
步骤321：若应用管理服务主机AMS（204）发生异常退出；
步骤322：注册服务主机Registry （202）检测到应用管理服务主机AMS（204）退出；
步骤323：注册服务主机Registry （202）通知用户管理界面AMGUI（201）和应用管理服务备机AMS（205）应用管理服务主机已经退出；
步骤324：应用管理服务备机AMS（205）设置自身为应用管理服务主机AMS（204）；
步骤325：用户管理界面AMGUI（201）显示应用管理服务备机AMS主备切换信息；
步骤326：当注册服务主机Registry （202）发生异常退出时；
步骤327：应用管理服务主机AMS（204）、应用管理服务备机AMS（205）及用户管理界面AMGUI（201）通过注册服务主机Registry （202）检测到退出的信息；
步骤328：应用管理服务主机AMS（204）、应用管理服务备机AMS（205）及用户管理界面AMGUI（201）将与注册服务备机Registry （203）建立连接，从而保证系统正常运行；
步骤329：当订阅发布数据传输服务IceStorm的其中一个发生异常退出时；
步骤330：注册服务备机Registry （203）检测到订阅发布数据传输服务IceStorm退出；
步骤331：用户管理界面AMGUI（201）显示订阅发布数据传输服务IceStorm退出的信息；
步骤332：应用程序可以继续利用其他存在的订阅发布数据传输服务IceStorm进行数据发布订阅传输。
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