（計(jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)論文）p2pgrid模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

摘要 網(wǎng)格計(jì)算近來(lái)引起了人們廣泛的關(guān)注，其旨在把互連網(wǎng)上的各種資源整合成一個(gè)具 有超級(jí)處理能力的龐大計(jì)算機(jī)，將會(huì)完全改變現(xiàn)有的工作、生活模式，因此世界各地對(duì) 網(wǎng)格感興趣的學(xué)者，對(duì)網(wǎng)格的各種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了相關(guān)方面的成果，目 前已經(jīng)可以用g l o b u st o o l k i t 構(gòu)造網(wǎng)格系統(tǒng)。 本文闡述了網(wǎng)格技術(shù)產(chǎn)生的背景、網(wǎng)格的概念、特點(diǎn)和意義，并對(duì)五層沙漏結(jié)構(gòu)和 開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述性的分析。鑒于目前g l o b u s 項(xiàng)目的重要性，分析了其 產(chǎn)生的背景，詳細(xì)闡述了g t o b u st o o l k i t 的主要功能模塊，接著分析了p 2 p 網(wǎng)絡(luò)的體系 結(jié)構(gòu)、p 2 p 環(huán)境下的資源發(fā)現(xiàn)以及一些主要的p 2 p 應(yīng)用。 針對(duì)網(wǎng)格技術(shù)和p 2 p 技術(shù)的特點(diǎn)，以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下資源的分布性特征，根據(jù)銀行的 運(yùn)作模式，采用了“分而治之”的思想對(duì)單一的網(wǎng)格系統(tǒng)進(jìn)行分割，將在地理位置彼此 相近的資源組成一個(gè)小規(guī)模的網(wǎng)格系統(tǒng)，這些小規(guī)模的網(wǎng)格系統(tǒng)采用p 2 p 技術(shù)進(jìn)行分布 式管理，既可以避免出現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)小規(guī)模網(wǎng)格系統(tǒng)同時(shí)工作，設(shè)計(jì)了一 個(gè)p 2 p g r i d 模型，在p 2 p g r i d 模型中，s u p e r p e e r 是一個(gè)小型的網(wǎng)格系統(tǒng)，稱為g r i d p e e r 。 每個(gè)g r i d p e e r 可以采用不同的網(wǎng)格技術(shù)，但是必須提供統(tǒng)一的能和其它的g r i d p e e r 互操 作的接口，實(shí)現(xiàn)資源共享，b r o k e r 被用來(lái)?yè)?dān)任這一角色。 在對(duì)三種比較流行資源管理模型：層次模型、抽象所有者模型和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模型的思 想及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了分析與研究之后，提出了p 2 p g r i d 環(huán)境下的資源管理系統(tǒng)的構(gòu)架。 在p 2 p g r i d 環(huán)境下的資源管理系統(tǒng)的構(gòu)架中，g r i d p e e r 系統(tǒng)中采用層次式資源組目 錄樹(shù)組織資源，各g r i d p e e r 系統(tǒng)可以通過(guò)b r o k e r 和其它的g r i d p e e r 實(shí)現(xiàn)資源共享。層次 式資源組目錄樹(shù)中，資源被分為p c 、l a n 和h p c = 大類，把每類資源中具有“同等”處 理能力的資源記錄在某個(gè)資源組中，這些資源彼此之間也可以互為備份資源。 根據(jù)層次式資源組模型，研究了p 2 p g r i d 環(huán)境下的資源管理關(guān)鍵技術(shù)，如資源組織、 注冊(cè)、描述、發(fā)現(xiàn)、定位、調(diào)度、撤銷、維護(hù)以及任務(wù)處理等，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的層次式 任務(wù)調(diào)度模型和基于資源組模式的資源調(diào)度模型。任務(wù)調(diào)度模型上層為三個(gè)任務(wù)調(diào)度 器：p c 任務(wù)調(diào)度器，l a n 任務(wù)調(diào)度器和h p c 任務(wù)調(diào)度器，每個(gè)任務(wù)調(diào)度器管理下層與資 源組對(duì)應(yīng)的若干個(gè)任務(wù)隊(duì)列，并把b r o k e r 轉(zhuǎn)交過(guò)來(lái)的任務(wù)按照先來(lái)先服務(wù)的方式插入到 某個(gè)任務(wù)對(duì)列中；資源調(diào)度模型采用集中式與分布式相結(jié)合的方式，在每個(gè)資源組中進(jìn) 行集中調(diào)度，而多個(gè)資源組采用分布式的方式調(diào)度資源，處理任務(wù)。 采用分類的層次式資源組模式組織資源，在目錄樹(shù)中查找資源時(shí)，可縮小資源的查 找范圍，資源查找時(shí)間縮短了，并可提高系統(tǒng)的性能。 關(guān)鍵字：網(wǎng)格計(jì)算，對(duì)等計(jì)算，資源管理，p 2 p g r i d 模型，超級(jí)節(jié)點(diǎn) a b s t r a c t g r i d c o m p u t i n g h a s c a u g h ts i g h t so f p e o p l e i nm a n yf i e l d sr e c e n t l y i to r i g i n a l l ya i m e dl o c o m b i n i n gt h ew h o l ec o m p u t e rn e t w o r ki n t oah u g es u p e r c o m p u t e rs oa st os o l v ec o m p l e x a n dl a r g e s c a l e c o m p u t i n gp r o b l e m s s t u d e n t sw h oa r e i n t e r e s t e di n g r i dc o m p u t i n ga r e r e s e a r c h i n gt h ek e yt e c h n o l o g i e s ，n o wg r i ds y s t e mm a y b eb u i l tb yg l o b u st o o l k i t w i t ht h e a d v a n c e so f g r i dc o m p u t i n g ，g r i dh a sg r o w nf r o mh i g h p e r f o r m a n c e o r i e n t e dc o m p u t i n g g r i d t os e r v i c e o r i e n t e dc o m m e r c i a lg r i d ，a n di tr e v e a l st h et e n d e n c yo f s t a n d a r d i z a t i o n ，l a r g e s c a l e a n dt e c h n i q u ei n t e g r a t i o ns u c ha si n t e g r a t i o nw i t hw e bs e r v i c e s i tw i l lc h a n g et h em o d eo t 、 w o r k i n g a n dl i v i n g n l i st h e s i se x p l a i n e dt h eb a c k g r o u n d ，c o n c e p t ，s i g n i f i c a n c ea n dc h a r a c t e r i s t i c so fg r i d ， a n da n a l y z e dt h et w o i m p o r t a n ta r c h i t e c t u r e so fg r i d ：o g s a a n df i v el a y e r e dg r i da r c h i t e c t u r e t h e ni td i s c u s s e dg l o b u st o o l k i ta n dp 2 p t e c h n o l o g y a i m e d a tt h ec h a r a c t e r i s t i c so fg r i da n d p 2 pa n dc h a r a c t e r i s t i c so fd i s t r i b u t e dr e s o u r c e si nn e t w o r ke n v i r o n m e n t ，w ep u tf o r w a r dt h e i d e ao fd i v i s i o n ，m a n a g e m e n tg r i dt h r o u g hp 2 pt e c h n o l o g ya n dd e s i g nap 2 p g r i dm o d e l a c c o r d i n g t ot h e w o r k i n gm o d eo f b a n k t h ep 2 p - g r i d s y s t e m i sc o n s i s t e do fm a n y s m a l l s c a l eg r i ds y s t e m s t h es m a l l s c a l eg r i ds y s t e mi sc a l l e dg r i d p e e r e v e r yg r i d p e e r m a y b eb u i l tb yd i f f e r e n tg r i dt e c h n o l o g y , b u ti no r d e rt os h a r er e s o u r c e sw i t ho t h e rg r i d p e e r i tm u s th a sau n i f o m li n t e r f a c e b r o k e rc a nb eu s e dt ot a k et h er o l e a f t e rd i s c u s s e dt h eh i e r a r c h i c a l ，a b s t r a c to w n e r , a n dc o m p u t a t i o n a le c o n o m ym o d e l so f g r i dr e s o u r c em a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e ，w ep u tf o r w a r da r c h i t e c t u r eo f r e s o u r c em a n a g e m e n t i np 2 p g r i de n v i r o n m e n t i ng r i d - p e e rs y s t e mr e s o u r c e sw e r eo r g a n i z e db yal a y e r e d r e s o u r c e g r o u p d i r e c t o r y - t r e e ，a n d b ec l a s s i f i e da sp cr e s o u j i c e ，l a nr e s o u r c ea n dh p c r e s o u r c e ，t h e ya r er e c o r d e di nr e s o u r c eg r o u pi na c c o r d a n c ew i t ht h ec o m p u t i n gc a p a b i l i t y ， t h e nw er e s e a r c h e dt h ek e yt e c h n o l o g i e so fr e s o u r c em a n a g e m e n ti np 2 p g r i de n v i r o n m e n t s u c ha sr e s o u r c eo r g a n i z a t i o n ，r e s o u r c er e g i s t r y , r e s o u r c ed e s c r i p t i o n ，r e s o u r c ed i s c o v e r y r e s o u r c el o c a t i o n ，r e s o u r c es c h e d u l e ，r e s o u r c em a i n t e n a n c ea n dt a s km a n a g e m e n te t c w e d e s i g n e dal a y e r e dt a s ks c h e d u l em o d e l a n dr e s o u r c es c h e d u l em o d e lb a s e do n r e s o u r c e g r o u p a tt h es a m et i m e a tl a s t ，b e c a u s et h es c o p eo fr e s o u r c ed i s c o v e r yb e c o m es m a l l ，w ef i n dt h et i m eo f r e s o u r c e d i s c o v e r y i ss h o r e rt h a n s i n g l ed i r e c t o r y - t r e e a f t e rw h e nw eu s ea l a y e r e d r e s o u r c e g r o u p d i r e c t o r y t r e e k e yw o r d s ：g r i dc o m p u t i n g ，p 2 pc o m p u t i n g ，r e s o u r c em a n a g e m e n t ，p 2 p g r i dm o d e l ， g r i d p e e r l l 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工 作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地 方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含 為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明 確的說(shuō)明并表示謝意。 簽名：里丘叢! 叢日期：沙。牛年i z 月昭日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文 的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁 盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文 的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或 掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) r 簽名：盟燮導(dǎo)師簽名：糊 日期：2 卵乒年紀(jì)月7 秒日 p 2 p - g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 1 1 研究背景 第一章緒論 網(wǎng)格技術(shù)是分布式計(jì)算領(lǐng)域中的一個(gè)新的研究方向，如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)硬 件的連通，w e b 實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件的連通，而網(wǎng)格技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下所有資 源的連通。目前，許多國(guó)家和地區(qū)的學(xué)術(shù)界都興起了“網(wǎng)格技術(shù)”研究的熱潮，一些網(wǎng) 格項(xiàng)目如g l o b u s 、l e g i o n 和n i m r o d g 等也越來(lái)越完善。 1 1 1 網(wǎng)格技術(shù)出現(xiàn)的背景 信息化的浪潮下，人類的應(yīng)用需求正朝著高性能、多樣化、多功能方向發(fā)展，相應(yīng) 地更需要計(jì)算能力更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。而網(wǎng)絡(luò)上的一些計(jì)算機(jī)的利用率也非常低，網(wǎng)格計(jì) 算最初的由來(lái)是設(shè)備利用率問(wèn)題，參看下面的統(tǒng)計(jì)數(shù)字：大型機(jī)有4 0 的時(shí)間處于空 閑狀態(tài)；u n i x 服務(wù)器有9 0 的時(shí)間處于空閑狀態(tài)；多數(shù)的p c 有9 5 的時(shí)間處于空閑狀態(tài)。 這一切都造成了資源的極大浪費(fèi)，投入大量的資金購(gòu)置的i t 設(shè)備，卻又有一半以上的時(shí) 間沒(méi)有利用，而有人卻急需這些資源，卻沒(méi)有購(gòu)買這些昂貴的i t 設(shè)各的資金，那么多余 的計(jì)算能力該如何處理呢? 如何解決這一矛盾呢? 為了解決資源利用率不高的問(wèn)題，有人提出，計(jì)算能力最終也會(huì)像水力、電力那樣 成為整個(gè)商業(yè)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施。 在科學(xué)研究領(lǐng)域，許多大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算需要由多種機(jī)器組成、多個(gè)系統(tǒng)合作、多個(gè) 科學(xué)儀器設(shè)備相連的網(wǎng)絡(luò)虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī)。這些需求鼓勵(lì)人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上把 現(xiàn)有的利用率不高的分散在不同地理位置的、異構(gòu)的、動(dòng)態(tài)的各種資源通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連 接在一起，整合成一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié) 點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”，這種計(jì)算方式叫網(wǎng)格 計(jì)算。這樣組織起來(lái)的“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)； 另一個(gè)是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研發(fā)動(dòng)態(tài) 網(wǎng)格是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)，國(guó)際上已經(jīng)涌現(xiàn)出一大批網(wǎng)格研究項(xiàng)目，其中有很多知名 的比較有影響的大型網(wǎng)格項(xiàng)目。例如，美國(guó)有g(shù) l o b u s 22 1 、l e g i o n l 2 3 1 軍1 c o n d o r l 2 4 等，歐洲 有c e r nd a t a g r i d 2 捌、u n i c o r e 、m o l 和e s c i e n c e 等，澳大利亞有n i m r o d g i 、e c o g r i d 等，日本有n i n r 4 “l(fā) 、b r i c k s 等。 美國(guó)a r g o n n e 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一個(gè)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境g l o b u s ，該 項(xiàng)目的主要研究目標(biāo)有兩個(gè)：其一是網(wǎng)格技術(shù)的研究；其二是相應(yīng)軟件的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 制定，同時(shí)，g l o b u s 項(xiàng)目還涉及到網(wǎng)格應(yīng)用的開(kāi)發(fā)及試驗(yàn)床的建立。g l o b u s 資源分配管 理器( g r a m ) 支持在一組局部資源上創(chuàng)建和管理進(jìn)程，資源請(qǐng)求由一種可擴(kuò)展的資源描 述語(yǔ)言( r s l ) 來(lái)表示在組件之間傳遞。g l o b u s 的資源聯(lián)合分配是通過(guò)一個(gè)稱為資源聯(lián)合 分配器的實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它將復(fù)合請(qǐng)求分割成有機(jī)的部分，把每部分提交給相應(yīng)的 g r a m 處理。l e g i o n 由美i 雪v i r g i n i a 大學(xué)開(kāi)發(fā)的一個(gè)面向?qū)ο蟮木W(wǎng)格計(jì)算環(huán)境。該系統(tǒng)能 夠管理數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的對(duì)象，其資源管理模型包括基本資源、信息數(shù)據(jù)庫(kù)、調(diào)度實(shí)現(xiàn)工具 以及執(zhí)行監(jiān)視器。g o n d o r 的匹配器使用集中式組織資源，該匹配器是個(gè)中央服務(wù)器，負(fù) 責(zé)資源提供者和資源請(qǐng)求著之間需求的匹配。 c e r nd a t a g r i d 由歐盟創(chuàng)建，旨在建立一個(gè)計(jì)算和數(shù)據(jù)密集的網(wǎng)格資源用于分析來(lái) 自科技爆炸的大量數(shù)據(jù)。u n i c o r e 項(xiàng)目主要目標(biāo)是建立歐洲網(wǎng)格計(jì)算基礎(chǔ)框架，開(kāi)發(fā) 相應(yīng)工具以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)高性能計(jì)算資源簡(jiǎn)易、無(wú)縫的訪問(wèn)，促進(jìn)歐洲的科學(xué)計(jì)算發(fā)展。 e s c i e n c e ，為大規(guī)?？茖W(xué)研究提供基于i n t e m e t 的分布式全球合作計(jì)算環(huán)境，其應(yīng)用領(lǐng)域 包括粒子物理、生物信息學(xué)、氣候環(huán)境變化、工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多學(xué)科領(lǐng)域。 n i n 堤日本正在實(shí)施的全球計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，它允許用戶訪問(wèn)硬件、軟件、數(shù)據(jù) 等分布在廣域網(wǎng)上的資源；b r i c k s 則是一個(gè)性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，允許在典型的高性能全球計(jì) 算環(huán)境上分析和評(píng)價(jià)不同的調(diào)度策略，所以它能模擬全球不同計(jì)算系統(tǒng)的不同行為，尤 其是網(wǎng)絡(luò)的行為和資源調(diào)度算法的行為。 從1 9 9 9 年底到2 0 0 1 年初，中科院計(jì)算所聯(lián)合國(guó)內(nèi)十幾家科研單位，共同承擔(dān)了“8 6 3 ” 重點(diǎn)項(xiàng)目- 國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境( n a t i o n a lh i g hp e r f o r m a n c ec o m p u t i n g e n v i r o n m e n t ， 簡(jiǎn)稱n h p c e ) ”的研發(fā)任務(wù)。該項(xiàng)目的目標(biāo)是建立一個(gè)計(jì)算資源廣域分布、支持異構(gòu)特 性的計(jì)算網(wǎng)格示范系統(tǒng)，它把我國(guó)的8 個(gè)高性能計(jì)算中心通過(guò)i n t e m e t 連接起來(lái)，進(jìn)行統(tǒng) 一的資源管理、信息管理和用戶管理，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了多個(gè)需要高性能計(jì)算能力的 網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)，取得了一系列研究成果。中科院計(jì)算所的“織女星網(wǎng)格”( v e g a g r i d ) 口j 的研究也取得了一定的成果。 與網(wǎng)格技術(shù)一樣，p 2 p 同樣可以利用網(wǎng)絡(luò)上的資源，實(shí)現(xiàn)文件共享、計(jì)算能力共享。 p 2 p ( 對(duì)等計(jì)算) 技術(shù)目前已經(jīng)可以被許多計(jì)算機(jī)用戶用來(lái)實(shí)現(xiàn)文件共享，也有很多比 較受歡迎的應(yīng)用產(chǎn)品：f r e e n e t ，g n u t e l l a ，t a p e s t r y ，p a s t r y ，c h o r d ，c a n 等。 網(wǎng)格和p 2 p 各自不同的特點(diǎn)，使得它們可以在某些方面形成互補(bǔ)。目前，許多研究 人員把p 2 p 方面的思想用到網(wǎng)格技術(shù)中或者把兩者結(jié)合起來(lái)研究：【1 9 】設(shè)計(jì)了u p d f ( u n i f i e dp e e r t o p e e rd a t a b a s ef r a m e w o r k ) 查詢g r i d 環(huán)境下的資源， 3 3 用p 2 p 方法定位 g r i d 環(huán)境下的資源， 4 1 】的n a r a d a b r o k e r i n g ：是為研究p e e r - t o - p e e rg r i d s 結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的， 該p e e r t o p e e rg r i d s 集成了計(jì)算網(wǎng)格、分布式對(duì)象、w e bs e r v i c e s t l p 2 p 網(wǎng)絡(luò)等一些思想。 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 1 2 網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)概述 1 2 1 網(wǎng)格計(jì)算的概念與意義 網(wǎng)格是根據(jù)電力網(wǎng)的概念提出來(lái)的。網(wǎng)格h 】的總體目標(biāo)是在當(dāng)前日益發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳 輸基礎(chǔ)設(shè)旋的基礎(chǔ)上建立信息處理基礎(chǔ)設(shè)施，將分散在網(wǎng)絡(luò)上的各種設(shè)備和各種信息以 合理的方式“粘合”起來(lái)，形成高度集成的有機(jī)整體，向普通用戶提供強(qiáng)大的計(jì)算能力、 存貯能力、設(shè)備訪問(wèn)能力及前所未有的信息融合和共享能力，其目標(biāo)是希望接入網(wǎng)格系 統(tǒng)的p c 能夠共享網(wǎng)格系統(tǒng)的資源，使用戶在使用網(wǎng)格時(shí)，如同使用電力一樣方便。 網(wǎng)格系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它們彼此共享運(yùn)算能力和存儲(chǔ)資源，這一概念的要義 是，用戶只要需要運(yùn)算能力就能夠獲得，就象合上電閘就能夠獲得電流那樣。 簡(jiǎn)單地講，網(wǎng)格可以看成一臺(tái)巨大的具有無(wú)限處理能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)，一種能夠?qū)?現(xiàn)區(qū)域或全球合作或協(xié)作的虛擬科研和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，支持以大規(guī)模計(jì)算和數(shù)據(jù)處理為特征 的科學(xué)活動(dòng)，可以為最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上的資源共享和協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品全 生命周期集成提供了有效的解決思路。 網(wǎng)格計(jì)算，基于網(wǎng)格的問(wèn)題求解，是一種建立在網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施之上，使用與以往不 同的計(jì)算方式，它使人們可以以一種全新的更自由、更方便的方式使用計(jì)算資源，解決 更復(fù)雜的問(wèn)題。 網(wǎng)格計(jì)算機(jī)擴(kuò)展了以前十分有限的計(jì)算能力，在網(wǎng)格計(jì)算的支持下可以方便地完成 許多以前無(wú)法想象和無(wú)法完成的工作。網(wǎng)格突破了地理位置的限制，資源提供者和使用 者完全位置無(wú)關(guān)。網(wǎng)格打破了傳統(tǒng)的共享和協(xié)作的限制。過(guò)去對(duì)資源的共享往往停留在 數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)膶哟危W(wǎng)格資源的共享允許對(duì)資源進(jìn)行直接的控制。 網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)是高科技產(chǎn)業(yè)最熱門的技術(shù)之一，它旨在充分利用現(xiàn)有資源的同時(shí)為 企業(yè)節(jié)約計(jì)算成本。同時(shí)，作為一種新興的造價(jià)低廉而數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)的計(jì)算模型， 必將對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用及各行各業(yè)的信息化產(chǎn)生重大影響。 網(wǎng)格的建立，有利于各計(jì)算中心的資源共享，充分利用硬件和軟件資源，在節(jié)約成 本的同時(shí)，還將使其在汽車、大型水電工程、石油勘探、氣象氣候、航空、交通、金融、 醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮空前的作用。隨著連接到網(wǎng)格系統(tǒng)上的計(jì)算資源的增加，家庭p c 用戶將 能夠使用公、私機(jī)構(gòu)提供的更快、更廉價(jià)的服務(wù)。 1 2 2 網(wǎng)格系統(tǒng)的特點(diǎn) 資源種類多：網(wǎng)格系統(tǒng)不僅資源種類繁多，而且每類資源有不同的屬性。從資源的 本身的特性看，可以分為：計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)資源、知識(shí)資源。 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 動(dòng)態(tài)性：網(wǎng)格環(huán)境下的一些資源本身具有動(dòng)態(tài)性，例如，c p u 在處理任務(wù)的時(shí)候， 負(fù)載時(shí)刻在變化：網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬的流量也每時(shí)每刻都在變化中：內(nèi)存的占有量隨著進(jìn)程 狀態(tài)的變化而變化。在整個(gè)網(wǎng)格環(huán)境下，隨著計(jì)算資源、數(shù)據(jù)資源等的不斷的加入和撤 消、故障等原因，網(wǎng)格系統(tǒng)下的局部環(huán)境也在動(dòng)態(tài)的改變著。 資源廣泛分布與共享：網(wǎng)格系統(tǒng)的目標(biāo)把位于不同地理位置的異構(gòu)計(jì)算機(jī)、異構(gòu)數(shù) 據(jù)庫(kù)貴重儀器、海量存儲(chǔ)器等用高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并用網(wǎng)格中間件( 網(wǎng)格資源管理 系統(tǒng)等) 把它們整合成一個(gè)虛擬系統(tǒng)。目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、數(shù)據(jù)資源、存儲(chǔ)資源、 信息資源、知識(shí)資源和網(wǎng)絡(luò)資源等的全面共享。 自相似性：網(wǎng)格的局部和整體之間存在著一定的相似性，局部往往在許多地方具有 全局的某些特征，而全局的特征在局部中也有一定的體現(xiàn)。例如，我們可以建立一個(gè) 校園網(wǎng)格，所有的校園網(wǎng)格可以組成一個(gè)大的教育網(wǎng)格。 多級(jí)管理性：網(wǎng)格環(huán)境下的局部資源既屬于個(gè)人或機(jī)構(gòu)，由個(gè)人對(duì)其資源作相應(yīng)的 管理和維護(hù)，又要在網(wǎng)格系統(tǒng)作整體部署的時(shí)候，由網(wǎng)格管理員根據(jù)系統(tǒng)里任務(wù)的情況 統(tǒng)一調(diào)度網(wǎng)格環(huán)境下的資源。 異構(gòu)性：高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的各種資源是異構(gòu)的，網(wǎng)格環(huán)境中具有各種不同類型的 計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源。此外，各臺(tái)計(jì)算機(jī)上的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件可能不同。 1 2 3 網(wǎng)格關(guān)鍵技術(shù) 用戶界面：網(wǎng)格應(yīng)用技術(shù)為處理網(wǎng)格下層系統(tǒng)和用戶之間的交互，一個(gè)友好的用戶 界面對(duì)網(wǎng)格系統(tǒng)的用戶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要的。 高速通信技術(shù)：網(wǎng)格系統(tǒng)要做到“即連即用”、用戶要獲得延遲小和可靠的通信服 務(wù)必須要有高質(zhì)量的寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持。 網(wǎng)格安全技術(shù)：網(wǎng)格安全技術(shù)確保節(jié)點(diǎn)之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸，可避免由身份驗(yàn)證、 訪f 0 7 控制和保密等網(wǎng)格安全問(wèn)題引起的額外損失。g l o b u s 的安全基礎(chǔ)構(gòu)件工具n g s i 1 實(shí)現(xiàn)了通用安全服務(wù)編程接1 2 1 g s s a p i ( g e n e r i cs e c u r i t ys e r v i c ea p i ) 、安全認(rèn)證管理 和用戶代理三部分。 資源管理技術(shù)：資源管理是網(wǎng)格系統(tǒng)的最主要的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)于開(kāi)發(fā)計(jì)算網(wǎng)格 系統(tǒng)具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。很多應(yīng)用需要同時(shí)使用多個(gè)站點(diǎn)上的資源，站點(diǎn) 自治性和分配資源時(shí)可能出現(xiàn)的故障需要一種特殊機(jī)制來(lái)同時(shí)分配位于多個(gè)站點(diǎn)上的 資源。資源管理包括資源的組織、定位、發(fā)現(xiàn)、調(diào)度、分配、確認(rèn)、進(jìn)程創(chuàng)建以及準(zhǔn)備 所需資源的其它活動(dòng)。資源管理提供了管理的功能和概念，使網(wǎng)格系統(tǒng)能夠被當(dāng)作單一 資源，系統(tǒng)管理員根據(jù)預(yù)先定義好的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)資源管理軟件確保資源的合理分配和使 用，以最終達(dá)到資源共享的目的。 4 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 1 2 4 網(wǎng)格應(yīng)用 在生物基因、天文、高能物理、戰(zhàn)場(chǎng)仿真、核模擬、數(shù)字地球和決策支持系統(tǒng)等 方面的應(yīng)用，非常龐大數(shù)據(jù)量需要處理，數(shù)據(jù)網(wǎng)格就是面向這些數(shù)據(jù)密集性計(jì)算的網(wǎng)格 應(yīng)用。美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合全球科學(xué)家一起正全力打造 “國(guó)際數(shù)據(jù)網(wǎng)格”系統(tǒng)【l 引，其目的就是在三年左右的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出用來(lái)支持世界范圍內(nèi) 分布的高能物理、地球觀測(cè)和生物信息等數(shù)據(jù)密集型的下一代研究的網(wǎng)格中間件。 各領(lǐng)域各種研究資料零碎分散于各處，共用困難且利用率低，若將此類資料通過(guò)網(wǎng) 格共用，就可發(fā)揮最大的綜合效果。美國(guó)軍方就是在此基礎(chǔ)上規(guī)劃實(shí)施一巨型網(wǎng)格計(jì)劃， 名為“全球信息網(wǎng)格”( g l o b a li n f o r m a t i o ng r i d ) 1 4 1 。 知識(shí)網(wǎng)格在異構(gòu)的、動(dòng)態(tài)的虛擬組織環(huán)境下，提供有效的知識(shí)服務(wù)和共享，通過(guò) 自治計(jì)算、協(xié)作解決用戶需要解決的問(wèn)題，滿足用戶的需求。知識(shí)網(wǎng)格使用通信、授權(quán)、 信息和資源管理等基本的網(wǎng)格服務(wù)建立非常明確的p d k d ( p a r a l l e la n d d i s t r i b u t e d k n o w l e d g ed i s c o v e r y ) s 2 具和服務(wù)。知識(shí)網(wǎng)格服務(wù)有建立在原型網(wǎng)格服務(wù)的頂部的中心 知識(shí)網(wǎng)格層和在中心知識(shí)網(wǎng)格層上的高級(jí)知識(shí)網(wǎng)格層組成。并提出了個(gè)名為知識(shí)網(wǎng)格 的服務(wù)于在地理位置上分布的p d k d 應(yīng)用的軟件體系機(jī)構(gòu)【i ”。 1 3 研究工作概述 1 3 1 本文主要工作 網(wǎng)格和p 2 p 技術(shù)的發(fā)展會(huì)越來(lái)越成熟，同時(shí)對(duì)可擴(kuò)充性、自適應(yīng)性、易于使用性的 要求也越來(lái)越高。在當(dāng)前網(wǎng)格系統(tǒng)和p 2 p 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，作者根據(jù)它們某些方面的互補(bǔ) 特性，嘗試著將p 2 p 系統(tǒng)和網(wǎng)格系統(tǒng)相結(jié)合，提出了一個(gè)p 2 p g r i d 模型，使得對(duì)網(wǎng)格 的管理更加方便和簡(jiǎn)單。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： 1 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的資源在地理位置上的分布特性，采用“分而治之”的思想與 銀行工作模式把單一網(wǎng)格系統(tǒng)分割成若干個(gè)小規(guī)模網(wǎng)格系統(tǒng)( g r i d p e e r ) ，它 們采用p 2 p 技術(shù)進(jìn)行分布式管理。構(gòu)成p 2 p g r i d 系統(tǒng)，既可以避免出現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸 也可以使多個(gè)g r i d 。p e e r 同時(shí)工作，提高整個(gè)p 2 p g r i d 系統(tǒng)的效率； 2 為實(shí)現(xiàn)g r i d p e e r 之間的資源共享，設(shè)計(jì)了可以和其它g r i d - p e e r 以對(duì)等方式進(jìn)行 交互的g r i d p e e r 系統(tǒng)功能模型，在其上層有若干個(gè)b r o k e r ，b r o k e r 可以作為 g r i d p e e r 中的資源代理，為用戶和其w g r i d p e e r 中的b r o k e r 提供服務(wù)： 3 把g r i d p e e r 系統(tǒng)中的資源按照其接入到網(wǎng)絡(luò)中的方式分為p c 、l a n 豐t 1 h p c - - 大 類，可以在查找資源時(shí)，縮小資源的查找范圍，縮短資源的查找時(shí)間； p 2 p - g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 4 在g n d p e e r 系統(tǒng)中采用層次式資源組的模式組織資源，每個(gè)資源組中的資源 提供的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力都在某個(gè)屬性值域內(nèi)，它們可以互為備份資源，以 增加系統(tǒng)的容錯(cuò)性，提高系統(tǒng)的性能； 5 采用層次式資源組的模式組織資源，在查找資源過(guò)程中，根據(jù)任務(wù)資源需求的 情況，查找范圍縮小為一個(gè)或兩個(gè)資源組中，不僅可以查找出更加符合任務(wù)運(yùn) 行的資源，也可進(jìn)一步縮短資源的查找時(shí)間； 6 ，提出了層次式任務(wù)調(diào)度模型，根據(jù)分類層次式資源組目錄樹(shù)模型，設(shè)計(jì)了三個(gè) 任務(wù)調(diào)度器：p c 任務(wù)調(diào)度器，l a n 任務(wù)調(diào)度器和h p c 任務(wù)調(diào)度器，每個(gè)任務(wù)調(diào) 度器管理跟資源組對(duì)應(yīng)的若干個(gè)任務(wù)隊(duì)列： 7 多個(gè)g r i d p e e r 通過(guò)b r o k e r 可以實(shí)現(xiàn)交互，根據(jù)本地系統(tǒng)的負(fù)載情況，進(jìn)行任務(wù) 轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)p 2 p g r i d 系統(tǒng)中局部范圍內(nèi)的g r i d p e e r 三l 閻的負(fù)載平衡。 1 3 r 2 本文的組織 本文共分8 章： 第一章：緒論，介紹了本文研究背景、網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)概述及本文主要工作。 第二章：網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，介紹了兩種主要的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)：五層沙漏結(jié)構(gòu)與o g s a 。 第三章：網(wǎng)格計(jì)算項(xiàng)目g l o b u s ，分析了g l o b u st o o l k i t 的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：資源管理、 數(shù)據(jù)管理與訪問(wèn)、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境、信息服務(wù)及安全性。 第四章：p 2 p 技術(shù)，介紹了p 2 p 的概念和應(yīng)用以及p 2 p 的體系結(jié)構(gòu)和資源發(fā)現(xiàn)方法。 第五章：p 2 p g r i d 結(jié)構(gòu)模型研究，提出了具有網(wǎng)格和p 2 p 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征的p 2 p g r i d 系統(tǒng)。比較了它與銀行運(yùn)營(yíng)模式，設(shè)計(jì)了其物理模型和g r i d p e e r 系統(tǒng)功能模型。 第六章：網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)模型，本章介紹了比較流行的三種網(wǎng)格資源管理模型： 層次式模型，抽象所有者模型和計(jì)算經(jīng)濟(jì)模型。 第七章：p 2 p g r i d 結(jié)構(gòu)模型中的資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究，本章根據(jù)p 2 p g r i d 環(huán)境的 特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了p 2 p g r i d 系統(tǒng)的概念模型，并對(duì)這種環(huán)境下資源管理技術(shù)進(jìn)行了研究。 第八章：結(jié)論與進(jìn)一步工作，總結(jié)了本文的主要成果，并指出了需要進(jìn)步開(kāi)展的 工作。 6 p 2 p - g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 2 1 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)概述 第二章網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu) 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)造網(wǎng)格的個(gè)大的框架，構(gòu)建網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)一 般可以分為【2 j ：積木塊結(jié)構(gòu)( 哪些基本組成模塊) 、層次結(jié)構(gòu)( 哪些層次) 、概念空間 結(jié)構(gòu)( 哪些不同的概念) 、混合結(jié)構(gòu)、o g s a ( 哪些服務(wù)與接口) 。 目前，比較有重要的兩種體系結(jié)構(gòu)：五層沙漏結(jié)構(gòu)t 4 j 和新開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)軟件體系結(jié)構(gòu)模 型：開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，o p e ng r i ds e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ( o g s a ) 1 5 1 。 2 2 五層沙漏結(jié)構(gòu) 五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種簡(jiǎn)單，易于理解，十分受歡迎的結(jié)構(gòu)，其主要側(cè)重于定性的描 述而不是具體的協(xié)議定義，其基本思想就是以協(xié)議為中心。 2 2 1 五層沙漏結(jié)構(gòu)的概念 五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種以協(xié)議為中心的體系結(jié)構(gòu)。按照沙漏模型的原理，少量的核心 協(xié)議形成了協(xié)議層次結(jié)構(gòu)中的一個(gè)瓶頸，在五層結(jié)構(gòu)中，資源層和連接層共同組成這一 瓶頸部分，促進(jìn)了單獨(dú)的資源的共享 4 1 。 2 2 - 2 五層沙漏結(jié)構(gòu)模型 五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種分層結(jié)構(gòu)，如圖2 1 所示。 、 工具與應(yīng)用 ， 應(yīng)用層 目錄代理j 匯聚層 j 診斷與監(jiān)控等 j ：! ；資源與服務(wù) 資源與 ? 的安全訪問(wèn)i連接層 各種資源比如計(jì)算機(jī)、存 構(gòu)造層 ，一儲(chǔ)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等、 2 2 3 五層沙漏結(jié)構(gòu)各層功能 圖2 1 沙漏形狀的五層沙漏結(jié)構(gòu) 構(gòu)造層：使上層能通過(guò)網(wǎng)格協(xié)議訪問(wèn)共享資源。構(gòu)造層必須實(shí)現(xiàn)“查詢”和“資源 管理”機(jī)制，前者提供對(duì)資源結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和功能信息的發(fā)現(xiàn)，后者提供對(duì)q o s 的管理。 構(gòu)造層的功能就是對(duì)局部資源進(jìn)行管理。 p 2 p - g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 連接層：定義了網(wǎng)格中網(wǎng)絡(luò)事務(wù)處理的核心通信和驗(yàn)證協(xié)議。前者實(shí)現(xiàn)構(gòu)造層各種 資源間的數(shù)據(jù)交換。后者實(shí)現(xiàn)用戶、資源的身份驗(yàn)證和安全控制。 資源層：定義對(duì)單個(gè)資源進(jìn)行共享操作，包括與可用資源進(jìn)行安全握手、資源的初 始化、監(jiān)測(cè)資源運(yùn)行狀況、統(tǒng)計(jì)與付費(fèi)有關(guān)的資源使用數(shù)據(jù)。資源層調(diào)用構(gòu)造層的函數(shù) 來(lái)訪問(wèn)、控制本地資源，它只關(guān)心單個(gè)資源。 匯集層：負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)多個(gè)資源的共享訪問(wèn)。其提供的典型服務(wù)：資源發(fā)現(xiàn)的目錄服務(wù)， 資源分配和任務(wù)調(diào)度服務(wù)，系統(tǒng)監(jiān)控和出錯(cuò)診斷服務(wù)，優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能的服務(wù)等。 應(yīng)用層：提供了與v o 環(huán)境打交道的用戶應(yīng)用程序。如圖2 2 為從應(yīng)用程序員角度觀 察的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。 圖2 2 從應(yīng)用程序員的觀點(diǎn)看網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 2 3 開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)( o g s a ) o g s a 是一種以服務(wù)為中心的結(jié)構(gòu)，一切都是服務(wù)，一個(gè)服務(wù)【5 3 就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可達(dá) 的、并提供某些能力的實(shí)體：計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)、程序、數(shù)據(jù)庫(kù)及其他類似的 資源。服務(wù)遵循一套規(guī)范，使用w s d l 表示的。 o g s a 被稱為是下一代的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，其是在g l o b u s 基礎(chǔ)上，結(jié)合最新的w e b s e r v i c e 技術(shù)提出來(lái)的，現(xiàn)以成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。o g s a 包括兩大關(guān)鍵技術(shù)即網(wǎng)格技術(shù)和 w e bs e r v i c e 技術(shù)?；诰W(wǎng)格環(huán)境，o g s a 在原來(lái)w e bs e r v i c e 服務(wù)概念的基礎(chǔ)上，提 出了“網(wǎng)格服務(wù)( g r i ds e r v i c e ) ”的概念，用于解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)創(chuàng)建和服務(wù)生命周期 管理等臨時(shí)服務(wù)的一些問(wèn)題。g l o b u s 項(xiàng)目將在第三章作詳細(xì)的介紹。 8 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 2 3 1o g s a 的目標(biāo) o g s a 是g l o b a lg r i df o r u m 4 的標(biāo)準(zhǔn)建議，被稱為是下代的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，其目 標(biāo)7 如下： 跨分布式異構(gòu)平臺(tái)管理資源。 交付無(wú)縫的服務(wù)質(zhì)量( q u a l i t yo f s e r v i c e ，o o s ) 。網(wǎng)格的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常十分復(fù) 雜，而且網(wǎng)格資源的交互往往是動(dòng)態(tài)的。有一點(diǎn)很重要，即網(wǎng)格可以提供健壯 的后臺(tái)服務(wù)，比如授權(quán)、訪問(wèn)控制和委托。 為自治管理解決方案提供公共基礎(chǔ)。網(wǎng)格可以包含許多資源，還有大量的配置 組合、交互以及狀態(tài)與故障模式的改變。對(duì)于這些資源來(lái)說(shuō)，一些智能自動(dòng)調(diào) 節(jié)與自治管理方式是必不可少的。 定義開(kāi)放的、已公布的接口。o g s a 是一種由g g f 標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體進(jìn)行管理的開(kāi)放 式標(biāo)準(zhǔn)。為了不同資源的互操作性，網(wǎng)格必須構(gòu)建在標(biāo)準(zhǔn)接口及協(xié)議之上。 利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)。o g s a 的創(chuàng)始者很有遠(yuǎn)見(jiàn)地利用了現(xiàn)有解決方案。 o g s a 的基礎(chǔ)是w e b 服務(wù)。 2 - 3 2 網(wǎng)格服務(wù) 所謂網(wǎng)格服務(wù)，遵循特定協(xié)議的w e b 服務(wù)，提供完善接口定義。如圖2 3 所示。 s e r v i c ed a t e x p l i c i td e s s o f t - s t a t el r e l i a b l ei n v o c a t i o n a u t h e n t i c a t i o n 士 h o s t i n ge n v i r o n m e n t r u n t i m e ( ”c ”，j 2 e e ，n e t ) n 0 t i f i c a t i o n a u t h o r i z a t i o n s e r v i c ec r e a t i o n s e r v i c er e g i s t r y 圖2 3 網(wǎng)格服務(wù)示意圖 o g s a 目前定義了幾種接1 5 1 1 1 i ，茹表2 1 所示，利用這些接口及其操作，就能實(shí)現(xiàn)陽(yáng) 9 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 格服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、使用期限管理、通知等最基本的功能。 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建服務(wù)：使用f a c t o r 3 , 接口提供的c r e a t e s e r v i c e 操作可以創(chuàng)建網(wǎng)格服務(wù)，每個(gè) 服務(wù)實(shí)例都會(huì)被分配一個(gè)全局唯一的名字，稱為g s h ( g r i ds e r v i c eh a n d l e ) 。 服務(wù)使用期限管理：當(dāng)客戶端通過(guò)f a c t o r y 接口創(chuàng)建服務(wù)實(shí)例時(shí)，可以指定期望使用 該服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)度，f a c t o r y 負(fù)責(zé)選定一個(gè)初始使用期限返回給客戶。之后客戶也可以直 接通過(guò)g r i d s e r v i c e 接口提供的s e t t e r m i n a t i o n t i m e 操作來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。服務(wù)建立后， 客戶通過(guò)定期發(fā)送k e e pa l i v e 消息來(lái)表明自己處于活動(dòng)狀態(tài)，超過(guò)使用期限或長(zhǎng)時(shí)間未收 到k e e pa l i v e 消息后，服務(wù)器可通過(guò)d e s t r o y 操作終止服務(wù)實(shí)例。 g s h 和g s r 的管理tg s h 和g s r 的管理首先要解決如何通過(guò)給定的g s h 來(lái)與對(duì)應(yīng)的 網(wǎng)格服務(wù)建立通信。 服務(wù)數(shù)據(jù)和服務(wù)發(fā)現(xiàn)：支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)格服務(wù)被稱之為注冊(cè)服務(wù)，注冊(cè)服務(wù)定義 t r e g i s t r y 接v i ，為g s h 的注冊(cè)提供相應(yīng)操作( r e g i s t e r s e r v i c e 、u n r e g i s t e r s e r v i c e ) 。同 時(shí)，通過(guò)g r i d s e r v i c e 接口定義的f i n d s e r v i c e d a t a 操作，可以獲取注冊(cè)過(guò)的g s h 的信息。 表2 1o g s a 網(wǎng)格服務(wù)接口 p o r t t y p e 操作描述 f i n d s e r v i c e d a t a查詢網(wǎng)格服務(wù)實(shí)例的各種信息，關(guān)于每十 接口的信息以及與特定服務(wù)有關(guān)的信息。 s e t t e r m i n a t i o n t i m e設(shè)置并得到網(wǎng)格服務(wù)實(shí)例的終止時(shí)間 g r i d s e r v i c e d e s t r o y終止網(wǎng)格服務(wù)實(shí)例 根據(jù)感興趣的消息類型和內(nèi)容說(shuō)明，向相 s u b s c r i b e t o n o t i f i c a t i o n t o p i c n o t i f i c a t i o n s o u r c e關(guān)事件的通知發(fā)送者進(jìn)行登記 u n s u b s c r i b e t o n o t i f i c a t i o n t o p i c 取消登記 n o t i f i c a t i o n s i n kd e l i v e r n o t i f i c a t i o n 異步發(fā)送消息 r e g i s t e r s e r v i c e 網(wǎng)格服務(wù)句柄妁軟狀態(tài)注冊(cè) r e g i s t r y u n r e g i s t e r s e r v i c e 取消注冊(cè)的剮格服務(wù)實(shí)例 f a c t o r y c r e a t e s e r v i c e 創(chuàng)建新的網(wǎng)椿服務(wù)實(shí)例 f i n d b y p r i m a r y k e y 返回特定鍵值創(chuàng)建的嗣格服務(wù)句柄 p r i m a r y k e y d e s t r o y b y p r i m a r y k e y 撒消特定鍵值創(chuàng)建的四格服務(wù)實(shí)例 h a n d l e m a pf i n d b y h a n d l e 返回與網(wǎng)格服務(wù)甸柄相關(guān)的剮格服務(wù)實(shí)例 通知( n o t i f i c a t i o n ) ：通知機(jī)制允許客戶訂閱自己感興趣的通知消息，同時(shí)提供異 步單向的通知發(fā)送功能。 p 2 p g r i d 模型及其環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究 主鍵服務(wù)( p r i m a r y k e y ) ：如果f a c t o r y 支持網(wǎng)格服務(wù)實(shí)例發(fā)現(xiàn)，則客戶端可以指定一 個(gè)主鍵給f a c t o r y 作為創(chuàng)建請(qǐng)求的部分，這時(shí)客戶端可以用這個(gè)鍵查詢特定網(wǎng)格服務(wù)實(shí) 例的f a c t o r y 。 2 _ 3 3o g s i 開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)( o g s i ) 是開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)該體系結(jié)構(gòu)的基本組件，用于為 o g s a 軟件組件提供最大的互操作性。o g s i 引入了一種網(wǎng)格服務(wù)的交互模型。通過(guò)提 供發(fā)現(xiàn)、生命周期、狀態(tài)管理、創(chuàng)建與銷毀、事件通知以及引用管理的接口，圖2 4 中 描述了這些接口。o g s i 為軟件開(kāi)發(fā)人員提供了一種統(tǒng)一的建模和與網(wǎng)格服務(wù)進(jìn)行交互 的方式【”。不論開(kāi)發(fā)人員正在開(kāi)發(fā)的是網(wǎng)格服務(wù)還是應(yīng)用程序，o g s i 編程模型都會(huì)為 網(wǎng)格軟件提供一種一致的交互方式。 o g s i 、o g s a 和w e bs e r v i c e s 之間的關(guān)系：o g s a 把主要的網(wǎng)格技術(shù)和w e bs e r