1、基于 OGSA 的网格服务管理模型研究软件时空文章编号:1008-0570(2006)11 3_-O14903基于 OGSA 的网格服务管理模型研究GridservicemanagementmodelbasedonOGSA(北京科技大学) 郭立文杨扬GUOLlWENYANGYANG摘要:开放网格服务体系结构(OGSA)的出现使得原来的网格资源管理模式不能够满足要求,通过对于目前网格服务管理体系架构的三种模式进行分析,确定了网格服务管理系统的功能需求,提出了一种基于开放式服务体系架构的网格服务管理模型,为了区分用户对于服务质量要求的不同,引入了服务级别概念.保证了用户的服务质量(QoS)需求.最
2、后构造了电子政务的网格服务管理原形系统.关键词:OGSA;网格服务: 模型中图分类号:Tl393.02 文献标识码:AAbstract.TheemergenceofOGSArepresentstheoldmanagementmodelofdresoulcesCallnotmeetfortherequirementsofGrid.ThroughanalyzingthreekindsofGridresourcemanagementarchitecture,functionalityrequirementsarepresented.BasedonOpenGridServiceArchitecture
3、(OGSA),aGridservicemanagementmodeliSproposed,ServiceLeveliSintroducedtodifferentiatethedis.similitudeofuser,thusguaranteetheQoSrequirements.Atlast,anE-Governmentmoduleprototypesystemisbuiltbasedonourmode1.Keywords:OpenGridServiceArchitecture;Gridservice;Mode1 引言网格资源管理系统是网格系统中重要的组件之.随着网格技术的发展,开放的网格服务
4、体系结构(OpenGridServiceArchitecture.简称 OGSA)已经将 web 服务fWebService)和网格计算技术融合起来.OGSA 认为“ 一切都是服务“,包括计算资源 ,存储资源,网络,程序,数据库,仪器设备等在内的资源也是一种服务.在服务网格中.只要遵循 GridService 规范提供的接口,各类网格应用均被封装为网格服务.因此,网格资源管理的体系结构将转变为对网格中各类网格服务的管理.即网格服务管理.网格服务管理是网格计算的核心问题.它包括服务的组织,调度,分配,确认,进程创建等活动.当用户提交一项作业后.网格服务管理需要考虑如何为该作业分配合适的服务,如何
5、监视其状态及返回作业的执行结果.网格的一个重要特征是实现非平凡的服务质量(QoS),网格服务的功能与性能评价将不只是采用传统计算机的评价标准.而是以用户满意度为目标.用服务质量来衡量.网格的 QoS 控制的基本目标是为用户应用提供性能保证和服务区分.如可靠性,安全性等.不同的网格应用对于服务质量(QoS)的要求有所不同,因此对应于不同等级的服务质量要求.网格服务管理系统的行为需要随之变化.郭立文:博士研究生基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.90412012)网格系统一般具有动态,分布,跨域,异构等特点.在提供服务时涉及到的因素非常多,网格服务质量的控制问题也更为复杂.网格调度负责将用户
6、的请求分配到最适合的网格节点来提供服务.从而获得最佳的 QoS 性能.因此高效的网格服务调度机制能够实现网格系统的高性能并为用户提供 QoS 性能保征.本文提出了一种符合OGSA 规范的网格服务管理模型.通过对于网格应用的服务质量分级,区分了用户的不同服务质量的需求,为用户提供了带有服务质量保证的网格作业服务接口.2 网格资源管理模型网格中的资源具有广域分布,异构和动态的特性.使得网格资源管理变得复杂.网格中的资源管理的体系架构模型主要有层次化模型,抽象所有者模型以及经济/市场模型三种.2.1 层次化模型网格资源管理系统的层次模型基本思想就是将整个资源管理系统分成若干功能层,较高层次的组件利用
7、较低层次组件提供的服务实现自身的功能.该模型由被动和主动两种组件构成.被动组件包括资源,任务,作业,调度.主动组件包括调度器,信息服务,域控制代理,发布代理,用户,许可控制代理,监视器,作业控制代理.Globus,Legion,Niff 等网格计算系统所使用的资源管理模型就是层次化模型,层次化模型较好地解决了网格计算环境给资源管理所带来的一些问题.如:站点的自治性,底层的异构性,以及联合分配问题等,但是在对于网圄自控用邮局订阅号_82.94636o 元/年_149软件时空提供不同服务能力的服务.服务的描述与所提供服务的具体设备和操作系统无关.因此,此网格服务管理模型完全符合 OGSA 规范的要
8、求.3 原型系统的构建网格服务的最大优点是实现跨地域,跨平台结构的各类系统的互连互通.达到计算资源,数据资源和信息资源等的共享和集成.电子政务系统的出发点是解决政府不同部门之间各类资源和共享,因此网格非常适合电子政务平台的应用在电子政务网格应用平台系统中.不同的用户需要提供相应的应用服务.而不同的委办局内部系统的服务器,数据库以及业务处理流程等千差万别.各个委办局之间需要资源共享与整合.基于电子政务应用的需求,我们构建了一个基于OGSA 规范的网格应用平台.平台的网络拓扑图如图3 所示.在电子政务网格应用平台中.由电子政务网格门户负责处理用户的各类服务请求,并通过对用户的认证,服务的分级.采用
9、相关的调度策略进行任务调度.服务调度代理器设立在网格门户防火墙内部.负责处理相关的服务调度.在用户的服务请求中,仅需要一个委办局处理的请求,则只在该委办局内部的节点服务器进行处理(如委办局 3),需要相关委办局进行协同处理的请求.则通过调度代理服务器进行协调数据交换(如委办局 1 和委办局 2).网格的数据中心存储有电子政务网格应用的所有数据.联合事务处理独立事务处理图 3 电子政务网格的原型系统电子政务原型系统针对不同用户的服务需求,进行了服务分级处理,最大程度上满足用户的服务质量需求,同时也保证了网格服务的整体性能系统同时也体现了网格的优点:1.分布性.各个委办局分布在不同的地理区域,具有
10、地理分布性.2.动态性.各个委办局可以在网格门户的授权下.可以加入或者退出系统.3.异构性.组成系统的数据库可以是 Oracle,SQL,也可以是其他数据库 ,数据库的是异构的:服务器类型有 PowerPC 架构,也有X86 核心的,机器是异构的;操作系统有 Unix,也有 Linux和 Windows 的,操作系统是异构的.4.用户透明.对于用户来说,只需要提交相应的服务请求,便会得到相应的服务,不需要知道服务的提供者,系统对于用户是透明的,这也是网格计算出现的初衷.5.可扩展性.在建立电子政务网格系统初期,可以先加入几个委办局,随着各个委办局提供资源的增加,构成比较完整的电子政务系统.4
11、结束语本文作者创新点为通过对于目前网格服务管理体系架构的三种模型进行分析和比较.基于开放式服务体系架构(OGSA),提出了网格服务管理系统的功能需求.设计了基于 OGSA 的网格服务管理模型.描述了模型的工作模式.并构建了一个电子政务网格的原型系统.F 一步的工作主要是以此模型为基础.研究网格的调度算法和服务分级的具体实现方式.参考文献11.Foster,I.,KesselmanCNick,Jeta1.Gridservicesfordistributedsystemintegration.IEEEComputer,2002,35(6):37-46.21S.Tueeke,K.Czajkowski
12、,I.Fostereta1.OpenGridServicesInfrastructure(OGSI)Version1.0,GlobalGridForum.draftggfogsigridservice 一 29.31sChapin,MClement,QSnel1.AGridResourceManagementArchitecture,StrawmanC.In:GridForumSchedulingWorkingGroup1999-1141RBuyya,SChapin,DDiNucci.ArchitectureModelsforRe-souleManagementintheGridC.In:Th
13、eFirstIEEE/ACMInter-nationalWorkshoponGridComputing(GRID20o0),SpringerVerlagLNCSSeries,Germany,Bangalore,India2000I51RBuyya,DAbramson,JGiddyeta1.EconomicModelsforRe-sourceManagementandSchedulinginGridComputingJ.SpecialIssueonGridComputingEnvironments,TheJournalofConcurrencyandComputation:Practiceand
14、Experience(CCPE),WileyPress2o02f6】RBuyya,DAbramson,JGiddy.ACaseforEconomyGridAr chitectureforService-OrientedGridComputingC.In:ProceedingsoftheInternationalParallelandDistributedProcessingSymposium:lOthIEEEInternationalHeterogeneousComputingWorkshop,HCW,2001SanFrancisco,California,USA,IEEECSPress,US
15、A,2o0171SLalis,AKarpidia.JAWS:AnOpenMarketBasedFrameworkforDistributedComputingOverInteruet(C).In:IEEE/ACMInter-nationalWorkshoponGridComputing,20008马玲,工商行政管理电子政务系统的构建,微计算机信息,(2006)06-3-0202-04作者简介:郭立文,男(1968-), 男,河北玉田县人,北京科技大学信息学院计算机应用技术专业博士研究生,主要从事网格计算,分布式系统的研究;杨扬,(1955 一),男(满族 ),河北兴隆县人,北京科技大学信息学院
16、教授,博士生导师,主要从事并行计算,网格计算,多媒体通信的研究等.Biography:GuoLiwen,bornin1968.Ph.D.candidateinUniversityofScienceTechnology,Bering,China.Hisre?searchinterestsincludegridcomputing,distributesystems;YangYang,bornin1955.ProfessorandPH,D.candidatesupervisorinUniversityofScienceTechnology,Bering,China.Hisre-searchinter
17、estsincludeparallelcomputing,dcomputingandmultimediac0mmunication,etc.(下转第 223 页)啾啊邮局订 82_946360.-L/-151数据库数据仓库数据挖掘务对象方法 getData.另外.还定义了字符串成员变量一 name,用于标识服务实现对象名称.定义在 IDL 接口中的 getData 方法,用于根据由客户端发出的服务请求传递的要查询的字段集合字符串 field 以及查询条件字符串 condl 和 cond2,进行查询处理后,返回的结果集封装在 IDL 中定义的 resuhInfo 结构中.5 创建客户端应用程序客
18、户端向服务器提出要求,执行服务并将服务器送回的结果进行必要的处理.把数据以表格的形式显示出来.5.1 初始化对象请求代(ORB1ORB 用于在客户端和服务对象之间传递调用请求,服务实现对象方法运行参数以及运行结果等.因此,在客户端首先要获取对 ORB 的初始化引用.在ORB 对象的定义中 .定义了名称为 init 的静态的初始化对象请求代理方法.我们可以用它来获取对 ORB 的初始化引削.5.2 定位并绑定服务对象在获取对 ORB 的初始化引用后 .就可以在 SmartAgent(聪明代理 1 的支持下利用 ORB 在当前计算机的网络环境中定位服务对象并对服务对象进行绑定.从而获取对服务对象的
19、引用.5.3 实例化 CORBA 接口对象与设置 ORB 连接在客户端要调用服务实现对象中的方法.因此要引入 1DL 接口定义作为客户端的调用模板,建立与ORB 对象的连接 .5-4 获取查询结果集经过实例化 CORBA 接口对象与设置 ORB 连接后.myquery 对象就成为 CORBA 服务对象在客户端的镜像.调用 myquery 对象中的相应方法就可以实现对服务实现对象中相应方法的调用.6 异构数据库集成系统的运行环境在异构数据库集成系统中,要保证整个系统的运行,除了客户端和服务器端系统外,还需要首先在网络中启动一个 SmartAgent(智能代理).它为客户程序和目标对象实现提供了一
20、系列的设施.当客户端调用 bind0n 法时.SmartAgent 会自动查询聪明代理 ,由聪明代理查找指定的实现.从而建立客户程序与实现之间的连接,这一切对于客户端程序来说是透明的.我们在 POA 上设置了持久策略,并且使用 ac.tive_objeet_withid 注册了对象和实现,聪明代理将登记对象或实现,从而可由客户程序使用它.当对象或实现被冻结时,聪明代理将它从可用对象列表中删除.VisiBroker 利用广播消息查找供客户程序或对象实现使用的聪明代理,并选用第一个响应的聪明代理.在本地网络的主机上至少应该运行一个聪明代理的实例.本地网络中还可存在多个 SmartAgent,这些S
21、martAgent 之间可以很好的协同 T 作并提供负载平衡.每一个 SmartAgent 将识别一个可用对象的子集.并与其他聪明代理通信以查找它找不到的对象.同时,SmartAgent 还可以为服务器失败提供保护 ,方式是在连接失败时尝试重起服务,或在必要时定位到其它主机上的服务器.7 小结本文作者的创新点在于提出了一个基于 CORBA的异构数据库查询实现方案.首先定义了系统客户端/服务器端的接口,它是整个系统实现的基础.在客户端调用的两种方式中,选择了存根调用方式并分别对服务器端和客户端进行了接口设计.本系统在 Windowsserver2000,SQLserver2000 环境下测试通过
22、.参考文献:11 曾素华,黎亚元等.CORBA 技术存分布式测控系统中的应用.黑龙江工程学院,2004VOL.18NO.12】叶斌 .基于 XML,CORBA 和 Agent 的分布式搜索模型研究,微计算机信息.2005NO.7331-功明,关永等.面向对象数据库的关键技术研究.微计算机信息.2006NO.13作者简介:夏洁武(1969 一),女,井冈山学院信息科学与传媒学院副教授,研究方向:软件工程,计算机应用技术;王卫民(1977 一), 男,博士 ,研究方向为计算机网络与并行分布计算;郭晨,(1979 一),男,硕士,井冈山学院信息科学与传媒学院助教.研究方向:数据挖掘.Biograph
23、y:XiaJieWu(1969 一),female,JINGANGSANcollegeInformationScienceAndMediumCollege,Associateprofessor,MainStudy:Softwareengineering,computerapplicationstechnology.(343009 江西吉安井冈山学院信息科学与传媒学院)(JINGANGSANcoHegeInformationScienceAndMediumCollege.JIANJIANGXI,343009)XiaJieWuWangWeiminGouChen(收稿日:2006.4.28)(修稿日期:2006.5.26)(上接第 151 页)(100083 北京科技大学信息工程学院)郭立文杨扬(SchoolofInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing1O0083,China)GuoLiwenYangYang通讯地址:(100083 北京市海淀区清华东路 16 号艺海大厦 1103 室)郭立文f 收稿日期:2006.4.28)f 修稿日期 :2006.5.26)啪嘲邮局订 82_舛 6360.,L/-223
