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多维嵌入式Web服务网关(文中多维网关或网关皆指该网关)是一种基于当前互联网技术、嵌入式技术、无线传感网技术和WebService技术而诞生的一种可以为互联网用户提供实时数据查询和远程控制服务的网关。由于多维Web服务网关作为一种小型的、具有异构网络特性、并使用了一种跨平台的中间件技术的设备,它可以很方便的实现把传感网或控制网与互联网无障碍的通信,这一特点将对目前最热门的物联网的发展有着巨大的促进作用。目前对于多维Web服务网关的研究还是比较少,国内也仅限于利用WebService进行远程控制方面,但是利用网关来提供服务,特别是嵌入式网关设备提供WebService在国内外还是空白。鉴于以上技术不足和全球各领域对物联网应用的不断增长的需求,本文对多维嵌入式Web服务网关在实现和实际应用中遇到的若干问题进行了研究,主要工作和创新点如下: 1、多维嵌入式 Web服务网关在遇到高并发问题时,会出现性能下降,导致网络拥塞、响应延迟严重,从而降低服务质量等问题。解决网关在高并发情况下性能严重下降的问题是提高网关性能、提升用户服务质量的关键所在。本文对服务器高并发情况进行了深入研究,分析了经典的服务器高并发问题的解决办法,结合网关的实际特点,提出了一种改进的线程池算法——基于瞬时同类请求合并的最优尺寸线程池算法。 2、多维嵌入式Web服务网关使用了多种通信信道,包括千兆以太网卡、wifi模块、3G模块、光纤接口等可以接入互联网,另外还有Zigbee、蓝牙、红外等方式与传感网通信,所以多维嵌入式Web服务网关可以很方便的构建异构网络。但是不同信道之间的数据传输速率有很大差异,信息网一般较传感网快,速率之间的不匹配也是导致网关性能下降、网络出现拥塞、服务质量下降的重要原因。本课题针对多维网关的异构性进行了深入研究,在分析了经典的流控算法和GPON(Gigabit-Capable PON,千兆无源光网络)系统中的两种DBA算法的基础上,提出了基于多色多速令牌桶和无状态 DBA算法的请求调度算法——TB-DBA算法,该算法有效地解决了网关异构性所带来的不同信道速率不匹配问题。 3、最后通过在实际的实验平台上实现了本文所设计的算法,并通过大量的测试,对算法和整个系统进行了评估。算法设计达到了预期的目标,系统性能得到了很大的提升,这对后期进一步的研究打下了良好的基础。