東北電力大學(xué)生中期答辯

網(wǎng)格資源動態(tài)組織與發(fā)現(xiàn)機制研究54321Contents研究內(nèi)容簡介研究內(nèi)容進(jìn)展仍需研究的問題及解決方案下一步研究計劃參考文獻(xiàn)一、研究內(nèi)容簡介資源發(fā)現(xiàn)是實現(xiàn)網(wǎng)格資源共享的關(guān)鍵問題。目前多數(shù)的網(wǎng)格資源服務(wù)系統(tǒng)不區(qū)分資源的特點，描述資源的信息被隨機的注冊到各個系統(tǒng)節(jié)點上，進(jìn)而引發(fā)了資源發(fā)現(xiàn)的盲目性問題（即盲目搜索，blindsearch）。同時由于網(wǎng)格資源的規(guī)模巨大，資源的加入和退出都具有高度的動態(tài)性，這就要求必須要建立一種能夠適應(yīng)網(wǎng)格資源動態(tài)特性、同時又具有較高資源發(fā)現(xiàn)效率的資源組織和發(fā)現(xiàn)機制。1一、研究內(nèi)容簡介針對上述的問題，本課題的主要研究內(nèi)容如下：1設(shè)計能夠適應(yīng)網(wǎng)格資源動態(tài)特性的資源組織方法2構(gòu)建基于P2P分布式結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格資源發(fā)現(xiàn)模型P-DSRD3設(shè)計并實現(xiàn)基于P-DSRD模型的網(wǎng)格資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)二、研究內(nèi)容進(jìn)展設(shè)計能夠適應(yīng)網(wǎng)格資源動態(tài)特性的資源組織機制構(gòu)建基于P2P分布式結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格資源發(fā)現(xiàn)模型P-DSRD基于P-DSRD模型的網(wǎng)格資源查詢服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計1、資源描述方法的確定2、資源動態(tài)組織方法設(shè)計1、VOmainnode、Normalnode邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計1、系統(tǒng)主要功能設(shè)計2、資源服務(wù)接口設(shè)計3、web界面服務(wù)設(shè)計2.12.22.32、資源組織算法、資源發(fā)現(xiàn)DSRD算法設(shè)計已完成已完成部分完成二、研究內(nèi)容進(jìn)展2.1設(shè)計能夠適應(yīng)網(wǎng)格資源動態(tài)特性的資源組織機制2.1.1資源的描述方法（1/3）對網(wǎng)格中的資源采用基于分類多屬性的定義方式，使用規(guī)范的XML文檔來描述資源，使其更加適合在web服務(wù)環(huán)境下使用；網(wǎng)格資源GridResource資源類型ResourceType資源標(biāo)識符ResourceID資源性能屬性1ResourceProperty1資源性能屬性nResourcePropertyn屬性名稱

Propertyname屬性值

Propertyvalue屬性權(quán)重

Propertyweight屬性名稱

Propertyname屬性值

Propertyvalue屬性權(quán)重

Propertyweight二、研究內(nèi)容進(jìn)展2.1.1資源的描述方法（2/3）使用XML語言描述一個存儲資源的實例：<resource><type>Storage</type><SourceID>0110</SourceID><property><PropertyName>capability</PropertyName><Value>512MB</Value><Weight>0.5</Weight><PropertyName>accesstime</PropertyName><Value>120nm</Value><Weight>0.5</Weight></property></resource>resourceproperty1resourceproperty2二、研究內(nèi)容進(jìn)展使用XML描述一個資源請求實例：2.1.1資源的描述方法（3/3）<resource><type>Storage</type><property><PropertyName>capability</PropertyName><Value>512MB</Value><PropertyName>accesstime</PropertyName><Value>120nm</Value></property></resource>二、研究內(nèi)容進(jìn)展2.1設(shè)計能夠適應(yīng)網(wǎng)格資源動態(tài)特性的資源組織機制2.1.2資源動態(tài)組織方法設(shè)計1、資源組織結(jié)構(gòu)在假設(shè)存在有限個資源分類的情況下，以VO作為資源組織的基本單位?！馰OmainNode○NormalNode在同一個VO中，資源節(jié)點間根據(jù)屬性相似度決定連接關(guān)系；鄰居節(jié)點數(shù)最多的節(jié)點設(shè)置為VOmain節(jié)點，其它的為Normal節(jié)點，進(jìn)而形成符合小世界特征的網(wǎng)絡(luò)；二、研究內(nèi)容進(jìn)展2、資源組織方法2.1.2資源動態(tài)組織方法設(shè)計描述Ti類資源的性能屬性有n個，記為t1，t2，…，tn，每種性能屬性的屬性值為v1，v2，…，vn，屬性權(quán)重為w1，w2，…，wn，屬于Ti類資源的資源節(jié)點r1和節(jié)點r2的屬性相似度表示為。

網(wǎng)格資源空間（GridResourceSpace）中假設(shè)存在n個描述資源的性能屬性，n的值是一個正整數(shù)且每個性能屬性之間都是正交的，則整個網(wǎng)格資源表示為Rn，它表示一個n維的實線性空間鄰居節(jié)點（NeighborNode，NbN）：資源節(jié)點r1和r2的屬性相似度為sim（r1，r2），若sim（r1，r2）>threshold，則資源節(jié)點r1和r2為鄰居節(jié)點。定義1：定義2：定義3：其中threshold是根據(jù)經(jīng)驗給定的一個閾值，S是節(jié)點間屬性相似度的上限二、、研研究究工工作作進(jìn)進(jìn)展展3、、資資源源動動態(tài)態(tài)組組織織算算法法設(shè)設(shè)計計二、、研研究究內(nèi)內(nèi)容容進(jìn)進(jìn)展展2.2構(gòu)建建基基于于P2P分布布式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)化化的的網(wǎng)網(wǎng)格格資資源源發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)模模型型P-DSRDP2P方式式相相連連接接符合合小小世世界界特特征征的的VO層二、、研研究究內(nèi)內(nèi)容容進(jìn)進(jìn)展展2.2.1VOmain節(jié)節(jié)點點邏邏輯輯結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計其它它VO的VOmain信息息模模塊塊VOmain1ID資源源類類型型Ti……VOmaintID資源源類類型型Tj本地地資資源源信信息息模模塊塊ResourceIDproperty1value…propertynvalue全局局信信息息模模塊塊所在在VO的的資資源源類類型型Tiproperty1name&weight…propertynname&weight鄰居居節(jié)節(jié)點點信信息息模模塊塊鄰居居節(jié)節(jié)點點總總數(shù)數(shù)ResourceiIDproperty1value…propertynvalueVO內(nèi)內(nèi)所所有有節(jié)節(jié)點點的的信信息息模模塊塊資源源節(jié)節(jié)點點總總數(shù)數(shù)ResourceiIDproperty1value…propertynvalue查詢詢請請求求轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)引擎擎節(jié)點點屬屬性性相相似似度度計算算引引擎擎注冊冊監(jiān)監(jiān)聽聽引擎擎信息息模模塊塊功能能模模塊塊二、、研研究究內(nèi)內(nèi)容容進(jìn)進(jìn)展展2.2.2Normal節(jié)節(jié)點點邏邏輯輯結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計本地地資資源源信信息息模模塊塊ResourceIDproperty1value…propertynvalue全局局信信息息模模塊塊所在在VO的的資資源源類類型型Tiproperty1name&weight…propertynname&weightVOmain1ID資源源類類型型T1…VOmainnID資源源類類型型Tn鄰居居節(jié)節(jié)點點信信息息模模塊塊鄰居居節(jié)節(jié)點點總總數(shù)數(shù)每個個鄰鄰居居節(jié)節(jié)點點IDproperty1value…propertynvalue查詢詢請請求求轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)引擎擎節(jié)點點屬屬性性相相似似度度計算算引引擎擎注冊冊監(jiān)監(jiān)聽聽引擎擎信息息模模塊塊功能能模模塊塊二、、研研究究內(nèi)內(nèi)容容進(jìn)進(jìn)展展2.2.3資資源源組組織織算算法法設(shè)設(shè)計計1、、資資源源注注冊冊算算法法（（1/2））資源源r與p建立立聯(lián)聯(lián)系系，，提出出注注冊冊請請求求P是VOmain節(jié)點點？？T(r)=T(VOmainp)?返回回p所在在VO的VOmainp節(jié)點點信信息息資源源r與VOmainp建立立聯(lián)系系，，發(fā)發(fā)出出注注冊冊請請求求為r分配ID，初始化為NormalNoder，更新VOmainok的VO內(nèi)所有節(jié)點信息模塊塊中信息在VOmainp的其它VO的VOmain信息中查找T(r)類資源的VOmainok找到VOmainok？YesYesNoNoYes資源r與VOmainok建立聯(lián)系，發(fā)出注注冊請求No二、研究內(nèi)容容進(jìn)展2.2.3資資源組織織算法設(shè)計1、資源注冊冊算法（2/2）初始化r為T(r)類VO的VOmainp節(jié)點為VOmainr分配ID完成本地信息息、全局信息、VO內(nèi)所有節(jié)點的信信息記錄與其它VO的VOmain建立P2P連接關(guān)系把其它VO的VOmain信息記錄下來來將VOmainr節(jié)點的信息添加到其其它VOmain中的其它VO的VOmain信息中NormailNoder完成全局信息和本本地信息的記錄NormailNoder尋找鄰居節(jié)點，并并完成鄰居節(jié)點信息息的記錄NormailNoder與鄰居節(jié)點建立立連接關(guān)關(guān)系，并更新所所有鄰居居節(jié)點中的鄰居居節(jié)點信信息記錄錄二、研究究內(nèi)容進(jìn)進(jìn)展2、資源源動態(tài)更更新算法法資源節(jié)點點r性能屬性性的屬性性值v發(fā)生變化化NormalNoder通知其所所在VO的VOmainVOmain更新VO中所有節(jié)節(jié)點信息息模塊內(nèi)內(nèi)對應(yīng)r的信息利用NormalNoder屬性相似似度計算算引擎找找到不能能與NormalNoder繼續(xù)保持持鄰居關(guān)關(guān)系的節(jié)節(jié)點集NbNstop及個數(shù)m資源更新新前鄰居居節(jié)點總總數(shù)為n(n-m)/n>90%NormalNoder通知Nbnstop集合中的的每個節(jié)節(jié)點與其其結(jié)束鄰鄰居關(guān)系系NbNstop集合中的的每個節(jié)節(jié)點在其其鄰居節(jié)節(jié)點信息息中刪除除r的信息VOmain利用節(jié)點點相似度度計算引引擎為NormalNoder尋找新的的鄰居節(jié)節(jié)點，形形成集合合NbNnewNormalNoder在它的鄰鄰居節(jié)點點信息模模塊中添添加鄰居居節(jié)點集集合NbNnew中節(jié)點信信息，更更新鄰居居節(jié)點總總數(shù)NormalNoder的所有鄰鄰居節(jié)點點更新或或添加資資源節(jié)點點r的信息，，更新鄰鄰居節(jié)點點總數(shù)YesNo二、研究究內(nèi)容進(jìn)進(jìn)展3、資源源離開算算法資源r將離開網(wǎng)格格系統(tǒng)節(jié)點r是VOmain節(jié)點？VOmainr向其所在在VO內(nèi)的所有節(jié)節(jié)點發(fā)出出離開的通通知VO內(nèi)所有節(jié)點點返回ID及鄰居節(jié)節(jié)點總數(shù)數(shù)選出鄰居居節(jié)點總總數(shù)最多多的NormalNode節(jié)節(jié)點作為新的的VOmainnewVOmain動態(tài)更換換NormalNoder向向其所在在VO的VOmain提提出離開申請請VOmain在其VO內(nèi)所有資源源信息模模塊中刪除r的信信息NormalNoder通通知所有有鄰居節(jié)點點，并在在鄰居節(jié)點信息息模塊中中刪除r的信信息資源r離開網(wǎng)格格系統(tǒng)YesNo二、研究究內(nèi)容進(jìn)進(jìn)展4、VOmain動態(tài)態(tài)更換算算法NNchange鄰居節(jié)點點總數(shù)nbcnn發(fā)生變化化Nbcnn>nbcmain？NNchange添加“VO內(nèi)所所有節(jié)點點信息模模塊”和和“其它VO的VOmain信信息模塊塊”記為為VOmainnewVOmainold把“VO內(nèi)所有有節(jié)點信信息模塊塊”和“其它VO的VOmain信信息模塊塊”的信息復(fù)復(fù)制到VOmainnew中VOmainnew通知其它它VO的的VOmain它的ID及資源源類型T(r)其它VO的VOmain更新新VOmainnew對應(yīng)的ID及資源類類型T(r)VOmain不不需要更更換VOmainnew所在VO的所有節(jié)節(jié)點更新VOmainnew的ID及類型Yes將在資源源注冊、、資源更更新、NormalNode節(jié)點離開開的處理理過程中中，鄰居居節(jié)點總總數(shù)發(fā)生生變化的的NormalNode節(jié)點，稱稱為NormalNodechange，簡寫為為NNchange。No二、研究究內(nèi)容進(jìn)進(jìn)展2.2.4DSRD資源源發(fā)現(xiàn)算算法設(shè)計計定義4：若請求求的資源源與節(jié)點點r上的資源源的相似似度大于于等于某某一閾值值threshold，并且各個個性能屬屬性的屬屬性值滿滿足條件件，則稱稱在r上資源命中中，否則稱為為未命中中。閾值threshold可以是用用戶要求求的，也也可以使使根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗得出出的；定義5：TTL（（TimeToLive）為資源查查找請求求的生命周期期，若在TTL外資源還未命中中，則停停止查找找，返回回資源查查找失敗敗的消息息。定義6：若資源源查找請請求從節(jié)節(jié)點r向它的鄰鄰居節(jié)點點擴(kuò)散，，則稱節(jié)節(jié)點r為它的所所有鄰居節(jié)點點的查詢詢請求擴(kuò)擴(kuò)散的源源節(jié)點，，記為Source。二、研究究內(nèi)容進(jìn)進(jìn)展用戶發(fā)出出并提交交資源查詢詢請求qT(q)與用用戶戶所在在VO的資資源源類類型型是否否相相同同？在用用戶戶所所在在VO內(nèi)隨隨機機選擇擇一一個個節(jié)節(jié)點點作作為為資源源查查找找的的源源節(jié)節(jié)點點記為為start計算算q與與start節(jié)節(jié)點點的屬屬性性相相似似度度start節(jié)節(jié)點點是是否否命命中中？查找找結(jié)結(jié)束束，，返返回回命命中中節(jié)點點信信息息，，并并與與用用戶戶建立立聯(lián)聯(lián)系系通過過用用戶戶所所在在VO的VOmain查找找T(q)類資資源源所在在VO的VOmainq用戶戶所所在在VO的VOmain把資資源源查查詢詢請請求求轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)到到VOmainq上，，把把VOmainq記為為查查詢詢源源節(jié)節(jié)點點start計算算q與與start節(jié)節(jié)點點的的每每個個鄰居居節(jié)節(jié)點點NbNt的相相似似度度是否否有有NbNt命中中？把start作為為當(dāng)當(dāng)前前向向下擴(kuò)擴(kuò)散散查查找找的的source在當(dāng)當(dāng)前前source的所所有有NbNt中選選擇擇與與q相似似度度最最高高的的前前N個節(jié)節(jié)點點作作為為繼繼續(xù)續(xù)向向下下擴(kuò)散散查查找找的的源源節(jié)節(jié)點點集集SourcenextTTL>0？以集集合合Sourcenext中每每個個Sourcei作為為查詢詢請請求求的的源源節(jié)節(jié)點點start，，計計算算q與Sourcei所有有NbNt的屬屬性性相相似似度度查找找失敗敗是否否有有NbNt命中中？YesYesYesYesYesNoNoNoNoNo2.2.4DSRD資資源源發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)算算法法設(shè)設(shè)計計二、、研研究究內(nèi)內(nèi)容容進(jìn)進(jìn)展展2.2.5資資源源發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)算算法法仿仿真真試試驗驗?操作作系系統(tǒng)統(tǒng)：：MicrosoftWindowsXP?處理理器器：：Intelcore2T72502.0GHz?內(nèi)存存：：1GB?硬盤盤：：120GB?仿真真環(huán)環(huán)境境：：·jdk1.6.0-windows-i586·apache-tomcat-5.5.16·GlobusToolkit4.0.2試驗驗環(huán)環(huán)境境試驗驗設(shè)設(shè)置置?將網(wǎng)網(wǎng)格格中中資資源源劃劃分分為為四四類類：：T={計算算資資源源、、存存儲儲資資源源、、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通通信信、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)文文件件}?每個個網(wǎng)網(wǎng)格格資資源源由由三三個個性性能能屬性性數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)來來描述述；；資源源的的性性能能屬屬性性值值由由隨隨機機函數(shù)數(shù)產(chǎn)產(chǎn)生生，，取取值值[0,100]之之間間；；?屬性性相相似似度度計計算算公公式式中中S=100；；?定義義4中threshold根據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)驗驗取值值為為90；；表1試試驗驗數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)組別節(jié)點數(shù)/類總節(jié)點數(shù)14001600250020003100040004200080005300012000分析析比比較較DSRD算算法法與與Gossip算算法法在在資資源源查查找找過過程程中中性性能能參參數(shù)數(shù)的的變變化化情情況況，，比比較較的的基基本本標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為為：：AverageSearchTime資資源源查查找找平平均均時時間間AverageSearchhops資資源源查查找找平平均均步步數(shù)數(shù)AverageSuccessrate資資源查找的的成功率二、研究內(nèi)容容進(jìn)展1、資源查找找平均時間仿仿真結(jié)果二、研究內(nèi)容容進(jìn)展2、資源查找找平均步數(shù)仿仿真結(jié)果二、研究內(nèi)容容進(jìn)展3、資源查找找成功率仿真真結(jié)果二、研究內(nèi)容容進(jìn)展2.3基于P-DSRD模型的網(wǎng)格格資源查詢服服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計計資源離開資源更新資源查詢資源服務(wù)接口資源注冊web顯示界面系統(tǒng)功能模塊三、仍需研究究的問題及解解決方案N的最佳選值問問題對基于P-DSRD模型的網(wǎng)格資源查查詢服務(wù)系統(tǒng)還需要進(jìn)進(jìn)一步的完善，對資源源服務(wù)接口的設(shè)計與實現(xiàn)現(xiàn)，是下一步步研究工作的重重點。網(wǎng)格資源查詢詢服務(wù)系統(tǒng)完完善資源發(fā)現(xiàn)算法法中在當(dāng)前Source的所有NbNt中選擇與q相似度最高的的前N個節(jié)點作為繼繼續(xù)向下擴(kuò)散散查找的源節(jié)節(jié)點集Sourcenext。繼續(xù)做算法的的仿真試驗，，選取資源查查找效果最優(yōu)優(yōu)的N值。四、下一步研研究計劃2011.7–2011.82011.9–2011.112011.12完善基于P-DSRD模型的資源發(fā)發(fā)現(xiàn)算法，確確定N的最佳選值；；完成基于P-DSRD模型的網(wǎng)格資資源查詢服務(wù)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計計與測試工作作，并著手大大論文寫作；；整理研究材料料，歸納總結(jié)結(jié)，完成大論論文寫作；五、參考文獻(xiàn)獻(xiàn)（