網(wǎng)格的資源管理和信息管理

王　慶

【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、Web服務(wù)和網(wǎng)格概念的提出,網(wǎng)格技術(shù)已開始應(yīng)用于社會各行業(yè)。作為構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)上的一種新興技術(shù),網(wǎng)格的研究已經(jīng)成為目前新的研究熱點(diǎn)。本文對網(wǎng)格的資源管理和信息管理進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)格 資源管理 信息管理

一、資源管理

在資源管理中,我們關(guān)注的是資源的功能執(zhí)行方式,即控制網(wǎng)格資源和服務(wù)怎樣向用戶、應(yīng)用或服務(wù)在內(nèi)的其他實(shí)體提供可用能力的一系列操作,是即如被請求的操作何時(shí)開始執(zhí)行,或者它需要多長時(shí)間完成等。網(wǎng)格規(guī)模龐大,在廣域范圍內(nèi)分布于多個(gè)域,資源種類多且異構(gòu)性更強(qiáng),擁有非常多的用戶,而且網(wǎng)格中同時(shí)擁有共享的和私有的資源。網(wǎng)格的這些特點(diǎn)導(dǎo)致了網(wǎng)格資源管理比先前的集群等系統(tǒng)的資源管理更為復(fù)雜。

1.網(wǎng)格資源

網(wǎng)格資源定義寬泛,主要是指所有能夠通過網(wǎng)格遠(yuǎn)程使用的實(shí)體,包括計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)硬件、設(shè)備和儀器、人類資源等。網(wǎng)格中的資源具有異構(gòu)性、動(dòng)態(tài)性、自治性和二分性等特點(diǎn),決定了網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)隱藏異構(gòu)性,為用戶提供統(tǒng)一的訪問接口;要屏蔽動(dòng)態(tài)性,保證用戶使用的質(zhì)量;要尊重資源的本地管理機(jī)制和策略;要仔細(xì)審查網(wǎng)格用戶的請求,確保網(wǎng)格資源的安全和資源擁有者的權(quán)益。

2.資源管理的目的和功能

網(wǎng)格資源管理的任務(wù)就是把網(wǎng)格中分散的各種資源管理起來,使多個(gè)資源請求者可以共享使用網(wǎng)格中的同一個(gè)資源,資源請求者可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要同時(shí)或先后使用網(wǎng)格中的多個(gè)資源,而不需要資源請求者付出額外的勞動(dòng)。

除了管理資源的使用過程以外,資源管理模塊更重要的是管理資源的整個(gè)生命周期,即資源的注冊、共享到注銷的整個(gè)過程。因此,資源管理器需要具備的基本功能包括:資源注冊、資源發(fā)現(xiàn)、資源部署、資源代理和資源注銷。

3.網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形式

網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)中,有資源請求者、資源中介者和資源提供者三個(gè)實(shí)體。資源中介者就是資源管理器,網(wǎng)格資源處在它的管理之下,它管理資源擁有者授權(quán)的那部分功能。資源提供者有時(shí)就是資源本身。根據(jù)資源管理過程中信息流動(dòng)路徑的不同,資源管理系統(tǒng)也有直線型、折線型、三角型三種形式。

直線型結(jié)構(gòu)中用戶接口簡單,折線型結(jié)構(gòu)適合用戶和資源雙方需要協(xié)商的場合,而三角型則是前兩種的折中,在具備兩者優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也具備了兩者的缺點(diǎn),適合接口簡單又注重輸出效果的場合。

二、信息管理

作為一個(gè)分布式的系統(tǒng),網(wǎng)格的主體和客體數(shù)量巨大,網(wǎng)格信息管理模塊是網(wǎng)格系統(tǒng)中的中心模塊,是網(wǎng)格中主體和客體聯(lián)系的紐帶,任何網(wǎng)格活動(dòng)都是基于網(wǎng)格信息管理提供的信息進(jìn)行的。

1.網(wǎng)格信息

網(wǎng)格中的物理資源都經(jīng)過了虛擬化,隱藏了資源的大部分物理特性,但在資源的實(shí)際使用中,用戶還是要知道關(guān)于資源物理特性的信息,以便選擇合適的資源。在OGSA網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)以后,資源更是被封裝為服務(wù)提供給用戶,網(wǎng)格服務(wù)的信息管理更是成為網(wǎng)格信息管理研究的重點(diǎn)。

信息管理系統(tǒng)管理的對象包括網(wǎng)格資源(或服務(wù))信息、用戶信息、其他信息。資源信息包括硬件設(shè)備信息、軟件信息、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息、應(yīng)用信息等。用戶信息包括用戶賬號、用戶密碼等。其他信息包括記賬信息、日志信息、公共信息等。網(wǎng)格資源或服務(wù)、網(wǎng)格用戶加入網(wǎng)格時(shí),就需要注冊以上信息。

2.網(wǎng)格信息管理系統(tǒng)的功能

網(wǎng)格信息管理系統(tǒng)基本功能包括信息注冊、信息更新、信息查詢、信息注銷、信息分發(fā)。

信息注冊是信息被使用的第一步,信息注冊中心是注冊信息的存放處,它需要嚴(yán)格的安全措施以保證只有合法的用戶才能向其注冊真實(shí)的信息。注冊過程可以由人工驅(qū)動(dòng),也可以由處于網(wǎng)格管理體系下的應(yīng)用、服務(wù)或設(shè)備注冊。

信息更新是信息管理的一個(gè)基本操作。動(dòng)態(tài)信息需要按一定的規(guī)律更新,如周期性更新、超出設(shè)定閾值后的更新等。靜態(tài)信息在注冊之后,由于情況的變化也可能需要?jiǎng)h除或者修改等更新操作。

信息查詢是信息服務(wù)最基本的功能,信息管理系統(tǒng)需要為用戶提供良好的查詢方式和友好的查詢接口。查詢結(jié)果用于指導(dǎo)網(wǎng)格上的各種活動(dòng)。

信息注銷將信息從注冊中心撤除。資源擁有者不想將資源向網(wǎng)格用戶提供時(shí),他可以注銷該資源的信息。

信息發(fā)布完成的任務(wù)有兩類,一類是把一條信息從一個(gè)注冊中心發(fā)布到可能需要的多個(gè)注冊中心,另一類是把一條新產(chǎn)生的信息發(fā)布到需要該信息的潛在使用者那里。信息的發(fā)布方式類似于社會生活中的商品,可以分為兩種,一是消費(fèi)者主動(dòng)到注冊中心發(fā)現(xiàn)信息,另一種是向可能的用戶推銷。

3.服務(wù)網(wǎng)格中的信息管理系統(tǒng)

以服務(wù)為中心的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)中的三個(gè)主要角色是服務(wù)提供者、服務(wù)注冊中心和服務(wù)請求者。這些角色用服務(wù)的發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和綁定操作進(jìn)行交互。服務(wù)提供者提供對服務(wù)的訪問,并在注冊表中發(fā)布服務(wù)描述。服務(wù)請求者查找服務(wù)注冊中心的服務(wù)描述并用描述中的信息綁定到一個(gè)服務(wù)。服務(wù)發(fā)現(xiàn)是把服務(wù)請求者和服務(wù)提供者聯(lián)系在一起的服務(wù)中介者的主要功能之一。它定義了一個(gè)過程用來定位服務(wù)提供者以及檢索服務(wù)描述文檔,并且服務(wù)發(fā)現(xiàn)是整個(gè)模型的關(guān)鍵組件。

(1)UDDI

UDDI是UDDI.org制定的一套基于Web的、分布式的、為Web服務(wù)提供的信息注冊中心實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,同時(shí)也包含一組使服務(wù)提供者能將自身提供的Web服務(wù)注冊,以便服務(wù)使用者能夠發(fā)現(xiàn)這些服務(wù)的訪問協(xié)議的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。UDDI是世界上最大的服務(wù)發(fā)現(xiàn)中心。UDDI的主要組成部分是一個(gè)中心和訪問該中心的協(xié)議和API。

UDDI是一個(gè)服務(wù)信息管理機(jī)構(gòu),其中存儲了服務(wù)的名字、所有者信息等,服務(wù)的實(shí)際信息則以服務(wù)接口描述文檔的方式存儲在UDDI中心和UDDI中心之外的其他位置,在UDDI中心只保存一個(gè)指向描述文檔存儲位置的指針。換言之,如果一條信息就在信息中心,用戶只要通過合適的參數(shù)就可以訪問到它;如果信息不在信息中心,用戶訪問信息中心的結(jié)果僅是關(guān)于信息的一個(gè)描述信息,通過該描述進(jìn)一步訪問信息的具體位置才能獲取相應(yīng)的信息。

(2)WS-Inspection規(guī)范

WS-Inspection規(guī)范,也稱為WSIL(Web Service Inspection Language,Web服務(wù)檢查語言)規(guī)范,是由IBM和Microsoft一起發(fā)布的,它將作為UDDI的補(bǔ)充,在兼容UDDI的基礎(chǔ)上,為尚未在UDDI中注冊的Web服務(wù)提供發(fā)現(xiàn)機(jī)制。WS-Inspection是對ADS和DISCO的進(jìn)一步發(fā)展。ADS和DISCO分別是IBM和Microsoft早期開發(fā)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)規(guī)范。它不僅匯集了一個(gè)點(diǎn)上提供的多個(gè)服務(wù),還聚集了一個(gè)服務(wù)的多種不同描述形式,為查詢用戶提供方便,用戶可以從同一個(gè)服務(wù)的多個(gè)不同描述中選擇適合自己使用的描述進(jìn)行訪問。如果有新的描述格式出現(xiàn),不需要對WS-Inspection的基本模式進(jìn)行修改,直接把新的描述格式加入WSIL文檔就可以了。

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