面向?qū)嶒炠Y源共享的設備網(wǎng)格技術研究.pdf

1、實驗教學是高等教育活動中不可缺少的內(nèi)容，可以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的學習能力，促進學生創(chuàng)新思維能力的提高。但是由于我國教育資源整體投入有限，高等院校的教學實驗資源，無論是實驗設備還是實驗場所都是存在資源短缺現(xiàn)象。而借助信息技術推動的在線實驗教學系統(tǒng)已經(jīng)成為科研與教學相結(jié)合的良好范例，并成為解決實驗資源短缺問題的有效途徑之一。實現(xiàn)教學實驗資源網(wǎng)絡共享的在線實驗室從采用Web頁面技術到基于Web服務技術，從獨立系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)發(fā)展的過程中，面

2、臨整合異構資源提供統(tǒng)一服務的問題。而網(wǎng)格技術從計算網(wǎng)格發(fā)展到服務網(wǎng)格為解決這個問題提供了平臺。面向?qū)嶒炠Y源共享的設備網(wǎng)格技術的研究正是基于這個目的展開的。 面向?qū)嶒炠Y源共享的設備網(wǎng)格作為一種具有資源特殊性的服務網(wǎng)格，在網(wǎng)格系統(tǒng)框架結(jié)構上具有服務網(wǎng)格的共同特征，但在框架內(nèi)容上具有自身的特殊含義。面向?qū)嶒炠Y源共享的設備網(wǎng)格框架描述模型采用離散數(shù)學工具，更準確的形式化描述了面向?qū)嶒炠Y源共享設備網(wǎng)格的系統(tǒng)結(jié)構。該模型采用四層架構將網(wǎng)格資

3、源、網(wǎng)格服務以及網(wǎng)格用戶有機的結(jié)合起來，并形式化定義了物理資源、實驗網(wǎng)格服務以及虛擬實驗課程等網(wǎng)格架構中的核心概念，為設備網(wǎng)格的理論研究奠定了基礎。 由于實驗設備資源的多樣性，不同類型資源在實驗能力的評估標準和實驗任務的分配方法上都不盡相同。面向?qū)嶒炠Y源的網(wǎng)格調(diào)度策略結(jié)合已有實驗資源的分類方法，從面向系統(tǒng)和面向應用兩個層次分別引入了資源權重和資源分類評估思想，將不同權重資源的實驗任務按優(yōu)先級排序調(diào)度，不同類型資源的實驗任務采用不

4、同能力評估方法和調(diào)度算法。 實驗設備資源作具有更強的狀態(tài)性，表現(xiàn)為很多實驗運行過程中需要對實驗設備資源的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程進行交互式管理。雖然目前的WSRF協(xié)議規(guī)范提供了對狀態(tài)資源的建模方法，但對于這個資源狀態(tài)轉(zhuǎn)換管理問題的解決還存在不足。Web服務資源有限狀態(tài)機描述文檔以及文檔相關的服務接口，作為Web服務資源框架協(xié)議規(guī)范的有益補充，分別提供了在WSRF框架內(nèi)表示資源狀態(tài)機信息的方法，以及客戶訪問這些狀態(tài)機信息的途徑，為客戶實現(xiàn)自動

5、控制資源生命周期中狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程提供支持。 面向?qū)嶒炠Y源共享的設備網(wǎng)格中實驗設備具有多樣性，由此帶來了資源信息管理的復雜性?；赨DDI的兩級設備網(wǎng)格信息服務，將設備資源信息細分為靜態(tài)信息與動態(tài)信息兩部分，同時將UDDI協(xié)議的分類機制與MDS的資源狀態(tài)管理結(jié)合起來對兩部分信息進行有聯(lián)系的分別管理?；赨DDI的兩級設備網(wǎng)格信息服務充分利用了兩種組件的信息管理特點，實現(xiàn)了兩者的優(yōu)勢互補，有效提高了在設備網(wǎng)格中的信息管理效率。

6、 消息機制作為分布式系統(tǒng)的重要組成部分，可以提供異構環(huán)境下組件間通信的支持，提高系統(tǒng)的互操作性、可擴展性及靈活性。設備網(wǎng)格環(huán)境下的消息機制在組件功能細分的基礎上定義了一種網(wǎng)格消息，將資源屬性與功能組件有機地聯(lián)系起來，將系統(tǒng)中資源的發(fā)現(xiàn)與監(jiān)測過程轉(zhuǎn)換為事件消息的創(chuàng)建與傳遞過程，解決了網(wǎng)格功能組件與資源狀態(tài)之間的緊耦合可能引起組件更新成本增加和網(wǎng)格靈活性降低等問題。面向?qū)嶒炠Y源共享設備網(wǎng)格的實驗系統(tǒng)是在Globus Toolkit 4網(wǎng)格