基于云模型的数字城市模拟系统大学本科毕业论文.doc

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1、大学生创新训练项目（论文） 基于云模型的数字城市模拟系统 学 院 计算机学院 专 业 计算机科学与技术 摘 要在今天，我们处在一个全球化的世界，我们需要的服务质量要求越来越高，这种服务的质量要求包括：高效率，可靠性，精准性等。反映在人们日常生活中，我们希望每一次机械行为都具有较高的效率，我们希望能更快速地达到我们的目的。我们需要一个地理工具，一个适用于大众的便捷地图软件。未来生活中地图软件的使用会越来越广泛，特别是体现在移动终端上。地图在生活和生产上的应用将会提高我们的工作效率和生活质量，拉近人们之间的距离。所以地图应用作为一个崭新事物在互联网行业中将会越来越引起人们的重视，传统的企业融入地图

2、应用元素具有战略意义，谁能有效地利用好地图应用，谁就能把握好知识经济时代的生产力。论文描述的是基于云模型的数字城市模拟系统。首先阐述了移动端地图应用背后的大数据分析和存储的重要地位，基本思想，发展趋势，新时代的一些主要的特点等理论知识，分析了建立一个基于云模型的数字城市模拟系统的必要性和可行性，同时介绍了目前的软件技术，包括开发环境，数据库，百度map API，C/S框架,hadoop云框架和server端的原子性多线程原理。然后对基于云平台 简易地图信息系统进行了需求分析，总体设计和详细设计，以及系统的详细测试结果，探讨了大数据地图应用软件和后台系统的开发方法和实现技术。论文以模块的形式详细

3、描述了涉及到基于云平台简易地图信息系统的设计过程，此应用分为两个部分：客户端和服务端。客户端的主要模块包括：用户注册，用户登录，城市服务地址查询，城市交通路线显示，地图卫星图显示，地图缩放，用户地图操作信息收集等。服务端的主要模块：服务的接收和响应引擎，用户日常地图操作存储，用户日常地图操作信息分析，价值信息存储。通过客户端和服务端的合理设计，达到实时高效的地图信息检索和地图信息大数据应用。 关键词：android简易图应用软件，百度map API，TCP协议编程，大数据分析，大数据存储Abstract Today, we are in a globalized world , we need

4、 more and more high quality of service requirements ,This quality of service requirements include: high efficiency, reliability , accuracy and so on. Reflected in peoples daily lives, we hope to have every mechanical behavior of high efficiency, we hope to be able to more quickly achieve our objecti

5、ve . We need a geography tool , one for the convenience of the public map software . Map software for future use in life will become increasingly widespread , especially reflected in the mobile terminal. Maps on life and production applications will improve our work efficiency and quality of life ,

6、to narrow the distance between people. So as a new map application thing in the Internet industry will be increasingly attracted attention , traditional enterprise application integration map elements of strategic significance , who can effectively use a good map application , who will be able to gr

7、asp the knowledge economy era productivity.Paper describes a simple map -based information system cloud platform . First elaborated the importance of mobile terminal map application behind big data analysis and storage , basic ideas, trends, some of the main features of the new era , such as theoret

8、ical knowledge, analyze the necessity of establishing a cloud-based platform for information systems and simple map feasibility , and describes the current software technology , including the principle of the development of multi-threaded environment , database , Baidu map API, C / S framework , had

9、oop cloud server -side framework and atomicity . Then a cloud-based platform for simple map information systems requirements analysis , detailed test results of the overall design and detailed design, and systems development methods discussed large data map application software and back-office syste

10、ms and enabling technologies.Paper in the form of a detailed description of the module comes to cloud-based platform for simple map information system design process , this application is divided into two parts: the client and server. The main module clients include: user registration,User login, ur

11、ban services address lookup , urban transport route display, map satellite map display, map zooming, user maps and other information-gathering operation . Service side of the main modules : receiving and responding engine services operating storage users daily maps , map users daily operation inform

12、ation analysis , the value of the information stored . Through rational design client and server , and achieve real-time and efficient information retrieval and map information map large data applications.Key words: android simple diagram application software, Baidu map API, TCP protocol programming

13、, big data analytics, large data storage目 录1 绪论11.1 选题的背景11.2 选题的意义21.3 选题的研发内容22 系统相关技术介绍42.1 Eclipse42.2 数据库52.2.1 MySQL52.2.2 MySQL 语言特点62.3 ODBC技术72.4 android 开发框架技术82.4.1 框架直观图82.4.2 框架介绍92.5 百度map API接口技术102.5.1 百度map API功能介绍112.6 TCP协议122.6.1 TCP功能概述132.7 多线程控制的原子性模型思想132.8 Hadoop分布式系统基础架构132

14、.8.1 Hadoop基本介绍132.8.2 Hadoop优点142.8.3 hadoop集群系统153 需求分析163.1 软件需求分析163.2 系统需求分析173.3 功能需求分析183.3.1 用户基本信息注册.183.3.2 用户登录193.3.3 城市地区服务检索193.3.4 城市交通线路图193.3.5 Android地图应用软件后台服务端193.4 可行性分析213.4.1 经济可行性213.4.2 技术可行性223.4.3 操作可行性.234 总体设计244.1 开发及运行环境244.2 总体设计的目标244.3 功能模块设计244.3.1 用户注册模块274.3.2 用户

15、登录模块274.3.3 地理服务信息检索模块274.3.4 地理交通路线图模块284.3.5 地理卫星图模块284.3.6 地图图层缩放模块284.3.7 服务端请求接收模块284.3.8 服务端请求响应模块284.4 数据库设计295 详细设计305.1 主界面的设计305.2 用户注册模块305.2.1 模块概述315.2.2界面设计315.2.3流程图315.2.4关键代码325.3 用户登录模块345.3.1 界面设计345.3.2用户登录流程图355.3.3关键代码355.4 地理信息检索功能模块375.4.1 模块概述375.4.2 界面设计375.4.3地理信息检索功能流程图39

16、5.4.4关键代码406 系统测试436.1 用户注册模块测试436.2用户登录模块测试436.3地理信息检索模块测试44结 论46参 考 文 献48致 谢附 录 安装使用说明III1 绪论1.1 选题的背景古有“张松献图”，得到一张地图就意味着掌握一个地区的控制权。而到现在的互联网大数据时代，地图给于人们的价值不仅仅在政治上，在商业活动中更能体现它的价值，基于地理位置的服务成为了一个崭新的行业，它更多的是成为了现代很多产品的配置。特别是在融入了大数据应用后，地图信息可以根据人们的不同需求，为不同的人群量身定制服务信息。苹果的前五百强软件有三分之一的应用都用到了LBS服务。国外巨型互联网企业，

17、无论微软、谷歌，还是苹果，无不致力于网络地图的开发。2012年越来越多的IT新闻都涉及网络地图。地图就是LBS服务上支撑点，它直接提供了一个客户可以接受的操作界面，同时也直接将后台服务数据自定义地展现出来。在大数据的应用上，谷歌公司更是引领潮流，自主研发了新一代搜索引擎平台和大数据分析核心技术GFS MapReduce BigTable，各大互联网公司也相继地推出了自己的大数据存储分析产品，Apache旗下的Hadoop分布式系统框架，成为了现在的焦点。中国的情况与之相似，只是与国外网络地图开放的商业化运作不同，出于国家地理信息安全的考虑，中国的网络地图采取了审核制，形成了围绕主要“图商”的经

18、营格局，但竞争激烈程度不输于国外。因此，不论国内国外，地图都成为互联网未来发展的重要战略资源。中国互联网企业如何根据自身定位，使用网络地图，需要了解我国网络地图发展的来龙去脉，以及目前格局，从而做出合理的选择。中国百度针对中国国情自主研发了一套较为完整的LBS服务，并且提供了免费的map API供广大开发者使用。这极大程度地改善了中国国内的地图生产环境。再者，电子商务在中国国内的发展已经到达一个黄金周期，传统的商业已经开始向电子商务转型。百度map API能针对不同的产业，实现不同视角，不同设计和不同服务方式的多元化地图电子商城，这在商城推广上很能体现出它的实体化特点，并且增强了用户的虚拟体验

19、，如：在电子地图上上传自己产品及服务的照片，在电子地图上增加对产品的介绍字词等，这些方式都能起到很好的宣传效果让客户更加了解产品。在这两年比较火热的交际网络中，融入地图元素更是一种理念的创新，更进一步地拉近了人与人的距离和加大了人们生活交集的频繁。从大的方向看，地图位置服务已经到达了一个适合发展和广泛推广的时代，未来人们通过地图软件的应用将更加了解和掌控自己的工作和生活。1.2 选题的意义Android移动便捷地图应用软件，为人们的生活出行提供了很大的便捷，它是一个以城市地理信息为中心，实现城市多元化服务信息检索的实时地理信息软件。具体要到达的目标如下：提高人们生活和工作的效率，节约户外出行的

20、时间成本，增强人们户外活动的时效性，和地理准确性。保障人们的生活在高效，可靠，安全的和实时的道路上。满足人们对未知城市的地理动态和城市服务的预先了解，增强人们对地理的信息的掌控性。在用户体验方面，达到简便快捷的响应要求，功能简单时效强，面向广大用户，免费注册使用。目前越来越多的互联网产品融入了LBS服务，目的是加强产品地理时效性和提高产品的可视程度。1.3 选题的研发内容(1)对现代互联网产品如何打造“大客户量”，如何定位投入市场的基本理论，基本思想，以及地图元素在不同互联网产品中如何融合进行深入研究，同时对传统企业的产品和服务的发展进行探讨，并为其设计相应的企业推广渠道做深入研究。(2)分析

21、目前国内android地图应用软件的现状，剖析现在地图应用软件在实际使用中还存在的一些问题，设计良好的解决方案。在不同领域与地图信息检索功能相融合的问题上做出深入的分析研究，同时打造一个属于自己产品的并且能适应未来互联网形式发展的产品理念。(3)深入探讨基于Java的android 百度地图应用软件的设计，开发方法和实现技术等。并对android地图应用软件进行需求分析和数据流程分析。(4) 以google地图信息检索系统实例进行开发，实现日常地图信息检索的主要功能，给基于android移动端的百度地图开发一个很好的研究参考例子。(5) 对android移动端的开发做深入研究，设计出较好的用户

22、体验界面和迅速响应的代码设计实现，深入了解android开发的多任务交互思想。(6) 对百度map AIP进行深入研究，了解百度LBS服务提供的主要服务，对百度地图接口的调用过程的深入了解和实现。(7) 对基于TCP协议的信息传送方式进行深入研究，了解基于TCP协议的底层实现，自定义客户端的请求报文格式和服务端的响应报文格式。(8) 实现基于Java面向对象语言的线程原子性多线程交互编程。2 系统相关技术介绍开发android移动端百度地图应用软件需要四种工具，第一种是基于window平台下的Java集成开发环境eclipse。第二种是后台数据库，本论文使用的数据库是MYSQL数据库。第三种是

23、百度公司为地图开发者提供的外部调用API，即百度map API。第四种是基于eclipse开发环境的androidSDK软件开发包，它集成了android不同版本所需要的软件开发调用类包和不同功能应用的开发调用类包。这四者能够很灵活且相对无缝的锲合，能够最高效的对基于百度map API的地图软件进行开发。2.1 Eclipse Eclipse 是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是，Eclipse 附带了一个标准的插件集，包括Java开发工具（Java Development Kit，JDK）。 虽然大多

24、数用户很乐于将 Eclipse 当作 Java 集成开发环境（IDE）来使用，但 Eclipse 的目标却不仅限于此。Eclipse 还包括插件开发环境（Plug-in Development Environment，PDE），这个组件主要针对希望扩展 Eclipse 的软件开发人员，因为它允许他们构建与 Eclipse 环境无缝集成的工具。由于 Eclipse 中的每样东西都是插件，对于给 Eclipse 提供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。2 这种平等和一致性并不仅限于 Java 开发工具。尽管 Eclipse 是使用Java语言开发

25、的，但它的用途并不限于 Java 语言；例如，支持诸如C/C+、COBOL、PHP等编程语言的插件已经可用，或预计将会推出。Eclipse 框架还可用来作为与软件开发无关的其他应用程序类型的基础，比如内容管理系统。 Eclipse是一个开放源代码的软件开发项目，专注于为高度集成的工具开发提供一个全功能的、具有商业品质的工业平台。它主要由Eclipse项目、Eclipse工具项目和Eclipse技术项目三个项目组成，具体包括四个部分组成Eclipse Platform、JDT、CDT和PDE。JDT支持Java开发、CDT支持C开发、PDE用来支持插件开发，Eclipse Platform则是一

26、个开放的可扩展IDE，提供了一个通用的开发平台。它提供建造块和构造并运行集成软件开发工具的基础。Eclipse Platform允许工具建造者独立开发与他人工具无缝集成的工具从而无须分辨一个工具功能在哪里结束，而另一个工具功能在哪里开始。在本论文开发实例中，由于使用的主要开发语言是Java，并且需要使用到很多的外部插件和外部源开发包，eclipse能简便快捷地为开发环境集成，操作使用界面化，让开发者使用起来得心易手。同时，eclipse在创建一个项目工程时会自动为项目工程创建完整的项目文件，包括：配置文件，代码源文件包，相关的引用源文件等。2.2 数据库 数据库是数据管理的最新技术，是计算机科

27、学的重要分支。今天，信息资源已成为各个部门的重要财富和资源。建立一个满足各级部门信息处理要求的行之有效的信息系统也成为企业或组织生存和发展的重要条件。因此，作为信息系统核心和基础的数据库技术得到越来越广泛的应用。对于一个国家来说，数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。2.2.1 MySQL MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发，目前属于Oracle公司。Mysql是最流行的关系型数据库管理系统，在WEB应用方面MySQL是最好的RDBMS(Relational Database Management System：

28、关系数据库管理系统)应用软件之一。MySQL是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL软件采用了双授权政策（本词条“授权政策”），它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择MySQL作为网站数据库。由于其社区版的性能卓越，搭配PHP和Apache可组成良好的开发环境。2.2.2 MySQL 语言特点MySQL是一个开放源码的小型关联式数据库管理系统，开发者为瑞典MySQL

29、 AB公司。MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。1使用C和C+编写，并使用了多种编译器进行测试，保证源代码的可移植性。2支持AIX、FreeBSD、HP-UX、Linux、Mac OS、NovellNetware、OpenBSD、OS/2 Wrap、Solaris、Windows等多种操作系统。3为多种编程语言提供了API。这些编程语言包括C、C+、Python、Java、Perl、PHP、Eiffel、Ruby和Tcl等。4支持多线程，充

30、分利用CPU资源。5优化的SQL查询算法，有效地提高查询速度。6既能够作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能够作为一个库而嵌入到其他的软件中。7提供多语言支持，常见的编码如中文的GB 2312、BIG5，日文的Shift_JIS等都可以用作数据表名和数据列名。8提供TCP/IP、ODBC和JDBC等多种数据库连接途径。9提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具。10支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。11支持多种存储引擎。12.Mysql是开源的，所以你不需要支付额外的费用。13.MySQL使用标准的SQL数据语言形式。14.Mysql对PHP有很好的

31、支持，PHP是目前最流行的Web开发语言。15.Mysql是可以定制的，采用了GPL协议，你可以修改源码来开发自己的Mysql系统。本论文实例工程项目选用MySQL，因为MySQL作为一个开源数据库，而且是一个较为轻量级别的数据库，在开发测试上比较适合，功能较为齐全，配置简单，DML语句，DDL语言都是比较标准的设计。2.3 ODBC技术ODBC(Open Database Connectivity，开放数据库连接)是微软公司开放服务结构中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API（应用程序编程接口）。这些API利用SQL来完成其大部分任务。ODBC本身也

32、提供了对SQL语言的支持，用户可以直接将SQL语句送给ODBC一个基于ODBC的应用程序对数据库的操作不依赖任何DBMS，不直接与DBMS打交道，所有的数据库操作由对应的DBMS的ODBC驱动程序完成。也就是说，不论是FoxPro、Access , MYSQL还是Oracle数据库，均可用ODBC API进行访问。由此可见，ODBC的最大优点是能以统一的方式处理所有的数据库。一个完整的ODBC由下列几个部件组成6： 1）应用程序(Application)。 2）ODBC管理器(Administrator)。该程序位于Windows 95控制面板(Control Panel)的32位ODBC内，

33、其主要任务是管理安装的ODBC驱动程序和管理数据源。 3）驱动程序管理器(Driver Manager)。驱动程序管理器包含在ODBC32.DLL中，对用户是透明的。其任务是管理ODBC驱动程序，是ODBC中最重要的部件。 4）ODBC API。 5）ODBC 驱动程序。是一些DLL动态链接库，提供了ODBC和数据库之间的接口。 6）数据源。数据源包含了数据库位置和数据库类型等信息，实际上是一种数据连接的抽象4。MFC的ODBC类对较复杂的ODBC API进行了封装，提供了简化的调用接口，从而大大方便了数据库应用程序的开发，程序员不必了解ODBC API和SQL的具体细节，利用ODBC类即完成

34、对数据库的大部分操作。MFC的ODBC类主要包括如下5类：CDatabase类：主要功能是建立与数据源的连接。CRecordset类：代表从数据源选择的一组记录（记录集）。CRecordView类：提供了一个表单视图与某个记录集直接连接，利用对话框数据交换机制（DDX）在记录集与表单视图的控件之间传输数据。CFieldExchange类：支持记录字段数据交换(DFX)，即记录集字段数据成员与相应数据库的表的字段之间的数据交换。CDBException类：代表ODBC类产生的异常7。 本论文实例采用的是ODBC桥接技术，在工程项目中导入ODBC驱动包，就能在项目代码中使用DBConnetctio

35、n连接，操作数据库。2.4 android 开发框架技术我们对android有了个大致的了解，知道如何搭建android的环境及简单地写一个HelloWorld程序，而且知道一个android项目包括哪些文件夹和文件及相应的作用。本篇将站在顶级的高度架构，来看android。我开篇就说了，这个系列适合0基础的人且我也是从0开始按照这个步骤来学的，谈架构是不是有点螳臂挡车，自不量力呢？我觉得其实不然，如果一开始就对整个android的架构了然于胸，就不会误入歧途，能够很好地把握全局。2.4.1 框架直观图 Android App开发有自己的框架，这个框架是基于linux内核作为底层实现的，如图2

36、.1所示。图2.1 android框架直观图2.4.2 框架介绍 Linux KernelAndroid基于Linux 2.6提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux Kernel也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。 LibrariesAndroid包含一个C/C+库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通过Android的应用程序框架（application framework）暴露给开发者。下面列出一些核心库：1.系统C库:标准C系统库（libc）的BSD衍生，调整为基于嵌入式Linux设置。2.媒体

37、库:基于PacketVideo的OpenCORE。这些库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及静态图像文件，包括MPEG4、 H.264、 MP3、 AAC、 AMR、JPG、 PN。3.界面管理:管理访问显示子系统和无缝组合多个应用程序的二维和三维图形层。4.LibWebCore:新式的Web浏览器引擎,驱动Android 浏览器和内嵌的web视图。5.SG:基本的2D图形引擎。6.3D库:基于OpenGL ES 1.0 APIs的实现。库使用硬件3D加速或包含高度优化的3D软件光栅。7.FreeType:位图和矢量字体渲染。8.SQLite:所有应用程序都可以使用的强大而轻量级的关系

38、数据库引擎。Application Framework通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、设置闹钟、向状态栏添加通知等等，很多很多。 所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括： 1.视图（View）:丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序。包括包括列表、网格、文本框、按钮，甚至是内嵌的网页浏览器2.内容提供者（Content Providers）:使应用程序能访问其他应用程序（如通讯录）的数据，或共享自己的数据。3.资源管理器（Resource Manager）:提供访问非代码资

39、源，如本地化字符串、图形和布局文件。4.通知管理器（Notification Manager）:使所有的应用程序能够在状态栏显示自定义警告。5.活动管理器（Activity Manager）:管理应用程序生命周期,提供通用的导航回退功能。2.5 百度map API接口技术百度地图 Android SDK是一套基于Android 2.1及以上版本设备的应用程序接口。 您可以使用该套 SDK开发适用于Android系统移动设备的地图应用，通过调用地图SDK接口，您可以轻松访问百度地图服务和数据， 构建功能丰富、交互性强的地图类应用程序。2.5.1 百度map API功能介绍地图： 提供地图展示和地

40、图操作功能。1.地图展示包括：普通地图（2D，3D）、卫星图和实时交通图。2.地图操作：可通过接口或手势控制来实现地图的点击、双击、长按、缩放、旋转、改变视角等操作。POI检索： 支持周边检索、区域检索和城市内检索。1.周边检索：以某一点为中心，指定距离为半径，根据用户输入的关键词进行POI检索。2.区域检索：在指定的矩形区域内、根据关键词进行POI检索。3.城市内检索：在某一城市内，根据用户输入的关键字进行POI检索。地理编码： 提供地理坐标和地址之间相互转换的能力。1.正向地理编码：实现了将中文地址或地名描述转换为地球表面上相应位置的能。2.反向地理编码：将地球表面的地址坐标转换为标准地址

41、的过程。线路规划：1.支持公交信息查询：公交换乘查询、驾车线路规划和步行路径检索。2.公交信息查询：可对公交详细信息进行查询。3.公交换乘查询：根据起、终点，查询策略，进行线路规划方案。4.驾车线路规划：提供不同策略，规划驾车路线。（支持设置途经点）5.步行路径检索：支持步行路径的规划。覆盖物图层： 百度地图SDK支持的覆盖物图层有：我的位置图层（展示当前位置）； POI搜索结果图层（展示POI检索结果）；路线图层（展示驾车、步行线路规划的结果和公交信息查询的结果）； 公交换乘图层（展示公交换乘查询结果）；自定义图层（标注自定义图标）；弹出窗图层（弹出1-3个图片组成的信息窗口）； 几何绘制图

42、层（绘制点、线、面几何图层）；文字绘制图层（绘制文字信息）；图片图层（绘制用户传入的指定图片） 和添加自定义View。定位： 采用GPS、WIFI、基站、IP混合定位模式，请使用Android定位SDK获取定位信息，使用地图SDK定位图层进行位置展示。离线地图： 用户可以通过手动和SDK接口两种形式导入离线地图包，使用离线地图可节省用户流量，提供更好的地图展示效果。全景图： 百度地图SDK为开发者免费提供使用全景图的能力。利用SDK接口，开发者可实现查询全景图、开启全景图、在全景图内标注兴趣点等功能。导航： 目前SDK支持调启百度地图客户端导航和调启Web页面导航（H5导航）。（注意：调启百度

43、地图导航，需要设备提前安装5.0及以上版本的百度地图）LBS云： 百度地图LBS云是百度地图针对LBS开发者全新推出的平台级服务，不仅适用PC应用开发，同时适用移动设备应用的开发。 使用LBS云，可以实现移动开发者存储海量位置数据的服务器零成本及维护压力，且支持高效检索用户数据，且实现地图展现。2.6 TCP协议 TCP协议 即 TCP （传输控制协议） 。TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于IP的传输层协议，由IETF的RFC 793说明（specified）。TCP在IP报文的协议号是6。2.6.1 T

44、CP功能概述 当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，TCP则把数据流分割成适当长度的报文段，最大传输段大小（MSS）通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元（MTU）限制。之后TCP把数据包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。 TCP为了保证报文传输的可靠1，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。 在数据正确性与合法性上，TCP用一个校验和函数来检验数据

45、是否有错误，在发送和接收时都要计算校验和；同时可以使用md5认证对数据进行加密。在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。在流量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。 在拥塞控制上，采用广受好评的TCP拥塞控制算法（也称AIMD算法）。该算法主要包括三个主要部分：1）加性增、乘性减；2）慢启动；3）对超时事件做出反应。2.7 多线程控制的原子性模型思想原子模型思想是将线程操作尽量小粒度化，让单个线程的独立性更强，耦合性更弱，使得整个线程框架变得更强扩展性，更健壮。2.8 Hadoop分布式系统基础架构2.8.1 Hadoop基本介绍 一个分布式系统基础架构，

46、由Apache基金会所开发。 用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力高速运算和存储。Hadoop实现了一个分布式文件系统（Hadoop Distributed File System），简称HDFS。HDFS有高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的（low-cost）硬件上；而且它提供高传输率（high throughput）来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集（large data set）的应用程序。HDFS放宽了（relax）POSIX的要求，可以以流的形式访问（streaming access）文件系统中的数据。2.8.2 Hadoop优点Hadoop是一个能够对大量数据进行分布式处理的软件框架。但是 Hadoop 是以一种可靠、高效、可伸缩的方式进行处理的。Hadoop是可靠的，因为它假设计算元素和存储会失败，因此它维护多个工作数据副本，确保能够针对失败的 节点重新分布处理。Hadoop是高效的，因为它以并行的方式工作，通过并行处理加快处理速度。Hadoop还是可伸缩的，能够处理PB级数据。此外，Hadoop依赖于社区服务，因此它的成本比较低，任何人都可以使用。Hadoop是一个能够让用户轻松架构和使用的分布式计算平台。用户可以轻松地在Hadoop上开发和运行处理海量数据的应用程序。它主要有以下几个优点：