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一、本文由来

这周接到绪总的“命题作文”任务，准备写一篇关于英特尔开源技术中心的开源项目DPS(Distributed Publish/Subscribe)的介绍。接到这个任务，我十分兴奋。作为英特尔开源技术中心开发的开源软件DPS最初的开发者之一，我有十分的理由来推广这个项目。也感谢绪总为推广开源软件DPS已经和将要做的努力。

二、项目技术背景

在谈论DPS项目的由来之前，我们需要先了解一下DPS的技术背景。DPS是一种实现发布/订阅通信模式的新协议。

目前，发布/订阅通信模式的协议在物联网应用中得到大量使用，比如MQTT和DDS等。发布/订阅通信模式的两个特点决定了其对物联网用户的吸引力，它支持发布者和订阅者的松耦合，并支持点对多点消息传递。

但是，从目前的物联网的发展来看，现在使用的发布/订阅通信模式的协议都存在着不同的缺陷。比如MQTT使用中介方法实现发布/订阅通信模式，但中介方法的缺点是代理单点必须是100%可用，发布/订阅通信网络的performance和代理单点的带宽和处理能力相关。此外，所有消息都要通过代理单点进行往返传输，从而降低通信延迟。而对于DDS使用多播实现发布/订阅通信模式，将导致发布/订阅通信信息难以扩展到单个子网之外……

DPS协议的出现，正是为了解决目前物联网中发布/订阅通信模式协议使用中遇到的这些问题。

目前，DPS项目已经成为英特尔开源技术中心的正式项目，并在github上可以获得开源代码(https://github.com/intel/dps-for-iot)。读者也可以查看DPS项目的官方文档https://intel.github.io/dps-for-iot/获取相应的技术细节。

三、DPS项目

DPS项目是由英特尔开源技术中心物联网首席软件技术专家Gregory Burns提出并开发的。作为物联网行业大名鼎鼎的AllJoy项目，Allseen联盟的技术指导委员会主席，Gregory Burns在来英特尔之前，就指导并开发了AllJoy项目。事实上，这个项目基本上被物联网行业各个公司作为物联网设备互联互通协议的标准。在Gregory Burns以物联网首席软件技术专家的身份加入英特尔开源技术中心后，便开始了DPS项目的启动以及开发工作。这样，DPS便在英特尔开源技术中心立项了。

作为在物联网网络领域工作多年的专家，Gregory Burns在项目开发方向的把握上，能力勿容质疑。怀着这个想法，我加入了DPS项目，我相信以我十多年的嵌入式网络开发经验，在Gregory Burns指导下，一定可以帮助到DPS项目的成功开发。在和Gregory Burns一起为DPS项目工作的那段时间中，我们的目标很单纯，就是尽快地完成DPS项目代码的编写工作，让DPS成为英特尔开源技术中心的一个官方开源项目。

虽然项目开发的时间被安排得很紧，但Gregory Burns对代码和和项目的技术实现确是一丝不苟。比如，我们在开发DPS的security部分的时候，就反复的使用不同的实现代码来实现DTLS的功能，再对比了这些不同的DTLS实现方式后，才最终选择一种最适合的方式来实现DPS的security部分。另外，Gregory Burns对DPS中网络通信的格式的实现要求也十分严谨，DPS的网络通信信息都必须遵循现有网络支持的信息封装标准来实现。

这样，在DPS的网络通信中，不会出现任何只有在DPS协议中才出现的非标准信息封装格式。并且，作为30多年IT行业的老专家，Gregory Burns也会亲自上阵，编写代码。这一点让人钦佩。在Gregory Burns对DPS项目严格的要求下，DPS物联网网络协议的框架实现的质量也就有了保证。

经过几个月的艰苦开发之后，DPS项目的大部分代码已经编写完成，并且成功地成为英特尔开源技术中心的官方开源项目。这是DPS项目最值得庆祝的milestone的时刻，但同时也给我们提出了一个很大的挑战。因为我们知道，DPS项目只有落地被不同的项目使用，才是它真正成功的时候。

所以之后，我们努力的方面变成了DPS项目的落地。我相信在Gregory Burns的心中，应该早计划。DPS作为新的物联网的网络协议，它不但可以用到智能设备/边缘计算/云计算中，而且也可以作为操作系统本身各个进程间的通讯协议。这样机器人系统(ROS)以及无人机系统(OS)这样的松耦合系统就都可以用DPS作为系统的基础构件，来构建机器人/无人机系统(OS)。

如果DPS可以作为智能设备/边缘计算/云/机器人系统(ROS)以及无人机系统(OS)等产品中的网络协议，那么这些产品就会使用同一种协议互联起来，各个设备间的无缝通信将成为可能，不同设备将可能形成一个很大的物联网，在这个网络中的各个设备将会因为同一标准的互联互通而受益。我想，那时才是DPS协议真正成功的时候。

四、物联网中DPS网络协议应用场景

作为是一个完全分布式的发布/订阅通信协议框架，DPS最适合使用在利用边缘计算与基于云的分析相结合的应用程序中。

这其中包括：

a. 嵌入式设备中的数据实时分发。

b. 智能设备（比如智能电视，智能冰箱等）间的互联互通。

c. 嵌入式设备，智能设备以及边缘计算设备之间的信息互通。

（目前，边缘计算概念大火，“雾”设备在相对本地的物联网网络中部署。轻量级/易部署的网络通信协议，是连接“雾”设备和嵌入式设备，智能设备最好的办法）

d. 云设备和“雾“设备以及嵌入式/智能设备的网络通信。

也可以用在进程间通信的系统架构中

e. 作为机器人系统(ROS)以及无人机系统(OS)中的进程间通信的网络协议。

（机器人系统(ROS)以及无人机系统(OS)都是松耦合的进程架构，十分适合使用DPS实现这类系统的基础通信架构。）

五、DPS特性

a. DPS是一个完全分布式的发布/订阅通信协议框架。不像MQTT，DPS没有代理单点。设备或应用程序（DPS中称之为节点）运行DPS协议形成一个动态的多连接网络，其中每个节点充当消息路由器。DPS形成的网络，就是目前最流行的mesh网络架构。

b. DPS支持类似MQTT用户十分熟悉的主题字符串语法，并且还支持类似MQTT的保留消息。

c. DPS使用Mesh网络架构的拓扑图结构。相对于其它发布/订阅通信协议框架提出的星型网络架构等，DPS的Mesh网络通过使用IP多播，目录服务或明确的URL进行自举。

d. DPS协议是轻量级网络协议，可以部署在十分小的设备上（如数据传感器设备上），是充分考虑了物联网设备的相应特性，而开发的网络协议。

e. DPS支持DTLS网络加密，为物联网网络提供加密保护的服务。DPS协议注重网络加密部分的实现，这对于使用在数据敏感的物联网场景中的产品，DPS有很大的优势。

f. 在传统的发布/订阅通信协议框架中，发布者和订阅者向主题发送主题字符串。系统中的代理单点基本上可以看到每一个经过的主题。在DPS中，节点仅发布路由消息到具有匹配订阅者的节点，因此通常没有单个点传递所有消息。

g. DPS十分适合利用边缘计算与基于云的分析相结合的应用程序。

上图就是DPS的发布/订阅消息传播图。

六、开发人员简介

Gregory Burns目前在英特尔开源技术中心担任物联网首席软件技术专家。之前，曾在高通任副总裁工程师/Allseen联盟的技术指导委员会主席，主导Alljoy项目开发，以及指导Allseen联盟的技术工作。也曾经在Open Interface North America担任CTO，在微软担任Group PM。在IT公司担任高级技术/管理职位超过35年，比很多技术开发人员的年龄还大，是名符其实的技术大牛。

郑武，英特尔开源技术中心资深软件工程师。从事Linux网络开发十多年，为Bluez / Connman / Yocto / Ostro / Tizen等多个Linux开源项目贡献代码。曾经作为Tizen的Bluetooth部分的maintainer，为Tizen设计/开发下一代Bluetooth框架。来英特尔工作之前，曾经为Sony Ericsson/大唐开发Bluetooth/2G/3G网络协议。有丰富的编程/项目经验。

关于作者：

郑武，英特尔开源技术中心资深软件工程师。从事Linux网络开发十多年，为Bluez / Connman / Yocto / Ostro / Tizen等多个Linux开源项目贡献代码。曾经作为Tizen的Bluetooth部分的maintainer，为Tizen设计/开发下一代Bluetooth框架。来英特尔工作之前，曾经为Sony Ericsson/大唐开发Bluetooth/2G/3G网络协议。有丰富的编程/项目经验。

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- 责任编辑：陈绪 -
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