通俗易懂理解DDS

lidenghui

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什么是DDS

DDS是一系列标准，它指定了分布式应用程序可用于交换实时数据的API、协议和安全机制。应用程序所使用的软件应用程序编程接口（API）是基于一个安全的、服务质量（QoS）感知的“以数据为中心的发布订阅”（DCPS）模型。这意味着应用程序只需要关注它们希望产生或使用的数据，以及所需的QoS。DDS基础设施负责处理其余的部分。由于DDS是作为一个“基础设施”解决方案实现的，因此可以添加它作为任何软件应用程序的通信接口。

DDS的特点

数据中心（Data Centricity）

DDS最重要的特性是以数据为中心，这与其他许多通信中间件不同。DDS的数据共享以Topic为单元，应用程序能够通过Topic判断包含的数据类型，而不必依赖其他上下文信息。同时，DDS能够按照用户定义的方式自动地存储、发布或订阅数据，使应用程序能够像访问本地数据一样进行数据的写入或读取。



DDS 数据中心

全局数据空间（Global Data space）

DDS实现的数据共享可以被理解为一个抽象的全局数据空间，无论应用程序是用哪种开发语言编写，或者在哪种操作系统上运行，都可以以相同的方式访问这个全局数据空间，就像访问本地存储空间一样。当然，全局数据空间只是一个抽象概念，在实际实现中，数据仍然被分别存储在每个应用程序的本地空间中。在系统运行时，数据是按需传输或存储的，数据的发布者只发送订阅者需要的数据，而订阅者只接收并存储本地应用程序当前所需的数据。



全局数据空间

服务质量（Quality of service）

DDS还提供了高度灵活的QoS（Quality of Service）策略，以满足用户对数据共享方式的不同需求，例如可靠性和故障处理等。对于对数据安全性要求较高的系统，DDS还提供了精细的数据安全控制，包括应用程序身份认证、权限控制和数据加密等。

动态发现（Dynamic Discovery）

类似于SOME/IP-SD，DDS提供了数据发布者和订阅者的动态发现机制，这意味着用户无需手动配置通信节点的地址或其他属性信息，因为它们在运行过程中会自动发现对方并自动完成相关配置，实现了即插即用的功能。

可扩展架构（Scalable Architecture）

DDS可应用于边缘计算、雾计算和云计算领域。在边缘计算中，DDS可以实现高速实时的设备间通信。在中间系统中，DDS提供健壮可靠的QoS和内容感知的信息流。DDS提供可扩展的信息访问和数据分发手段，用于集成信息系统，将各系统接入云端。

OMG DDS的适用范围广泛，涵盖了从小型设备到云计算系统等超大型系统。DDS能够以超高速传输数据并同时管理数千个数据对象，提供极高的可用性和安全性，非常适用于物联网。通过提供一个标准的通信层，DDS屏蔽了底层复杂性，简化了分布式系统的开发。



可扩展架构

安全（Security）

DDS为关键任务的工业物联网环境提供了全面的安全保护机制，跨系统、跨供应商，覆盖从边缘设备到云端的安全性需求。

DDS提供了身份验证、访问控制、数据加密和数据完整性等安全机制，以确保数据分发的安全性。这些安全机制是在点对点对等架构上实现的，不会影响实时通信的性能。

与SOME/IP有什么区别

SOME/IP和DDS是目前在域控最常用的两类通信中间件，它们都是面向服务的通信协议，并采用以数据为中心的发布/订阅模式。然而，SOME/IP和DDS在许多方面也存在差异。

举个例子：好比我们饿了，去饭店吃饭（读取数据）。SOME/IP这个饭店怎么营业呢？









再看看DDS饭店是如何营业的呢？





从上面两个饭店我们可以看出，SOME/IP饭店需要在来客人后（取数据时），现做现卖，而DDS饭店，不会等客人来，会做好所有的饭菜，当客人来之后，直接就可以用（快餐）。如果客人不急，这两个饭店都可以满足客人的需求，但是当客人很着急时，DDS饭店就能为客人提供更好的服务。但是DDS也有一个问题，提前做的饭菜（当然数据不存在放坏的情况）得有地方放，没放的地方就不行了——这个地方叫全局数据空间。

整个DDS都是围绕着这个全局数据空间进行设计，全局数据空间放在哪里，成为了设计中的关键。





总结

DDS为信息交换和应用程序集成创建了一个简单而强大的体系结构。它和SOME/IP存在直接的竞争关系，但由于它们在应用领域、灵活性和服务策略等方面存在差异，整车厂可以根据需求选择适合的通信中间件，甚至可以同时使用二者。这也是为什么AUTOSAR AP既支持SOME/IP也支持DDS的原因。