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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 網(wǎng)格環(huán)境下Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 網(wǎng)格中任務(wù)監(jiān)控是網(wǎng)格任務(wù)完成的保障，而目前開(kāi)發(fā)的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)或組件很少注意到這一點(diǎn)?；诖?，本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)基于網(wǎng)格監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)的同時(shí)具有資源監(jiān)控和任務(wù)監(jiān)控功能的網(wǎng)格環(huán)境下Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)格環(huán)境中Web服務(wù)信息的管理，Web服務(wù)相關(guān)的資源的發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控及任務(wù)的分配與跟蹤，增強(qiáng)了網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)的全面性、可視性和實(shí)時(shí)性，保證每個(gè)任務(wù)都能順利完成，為用戶提供可靠、高效的服務(wù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、系統(tǒng)研究概述 網(wǎng)格作為一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境，能夠吸收各種計(jì)算資源，將它們轉(zhuǎn)化成一種隨處可得的、可靠的、標(biāo)準(zhǔn)的且相對(duì)經(jīng)濟(jì)的計(jì)算能力。隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷成熟，網(wǎng)格環(huán)境下的各種應(yīng)用開(kāi)發(fā)正逐漸深入，網(wǎng)格監(jiān)控問(wèn)題也受到越來(lái)越多的關(guān)注。網(wǎng)格監(jiān)控主要包括資源監(jiān)控和任務(wù)監(jiān)控兩個(gè)方面：資源監(jiān)控，主要指對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的動(dòng)靜態(tài)信息、可用性情況等信息的監(jiān)控；任務(wù)監(jiān)控，指的是監(jiān)控任務(wù)執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程。 目前相關(guān)研究主要集中在對(duì)網(wǎng)格資源的監(jiān)控上，而較少考慮監(jiān)控網(wǎng)格中運(yùn)行的任務(wù)及任務(wù)對(duì)資源消耗的情況。作為網(wǎng)格中任務(wù)順利完成的保障，網(wǎng)格環(huán)境中任務(wù)跟蹤的研究是非常必要的?；诖?，本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)基于網(wǎng)格監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)GMA的同時(shí)具有資源監(jiān)控和任務(wù)跟蹤功能的網(wǎng)格環(huán)境下Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控系統(tǒng)WSDMS。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)格環(huán)境中Web服務(wù)信息的管理，Web服務(wù)相關(guān)資源的發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控及任務(wù)的分配與跟蹤，提供網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境一個(gè)真實(shí)、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)反映，為用戶提供可靠、高效的應(yīng)用服務(wù)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下幾項(xiàng)功能： 1.服務(wù)信息管理。主要實(shí)現(xiàn)服務(wù)信息的注冊(cè)、更新、刪除及查詢等管理工作，這些操作主要是子節(jié)點(diǎn)完成的，服務(wù)信息存儲(chǔ)在主節(jié)點(diǎn)上，主節(jié)點(diǎn)在分配任務(wù)時(shí)以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)發(fā)現(xiàn)可用的服務(wù)。 2.資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控。一是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格中新加入節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，二是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格中子節(jié)點(diǎn)硬件資源、網(wǎng)絡(luò)通信帶寬等動(dòng)靜態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為主節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分配決策提供參考依據(jù)。 3.任務(wù)分配與跟蹤。分配是指任務(wù)的分配和重分配，跟蹤主要是指監(jiān)測(cè)任務(wù)從分配到執(zhí)行完畢的狀態(tài)及子節(jié)點(diǎn)硬件資源占用情況。任務(wù)跟蹤主要是為任務(wù)的分配與重分配提供決策依據(jù)。 二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程 WSDMS系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用就是為天津大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室Billion Grid在線數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)研制的IDMS（Information Discovery and Monitoring System）系統(tǒng)。Billion Grid就是利用網(wǎng)格上的豐富的數(shù)據(jù)資源、安全共享、高性能計(jì)算、以及分布的協(xié)調(diào)能力以Globus Toolkit 4為中間件構(gòu)建符合開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)體系架構(gòu)(open grid services architecture：OGSA)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)，把數(shù)據(jù)挖掘算法包裝成有狀態(tài)Web服務(wù)的形式部署到網(wǎng)格環(huán)境中。 Billion Grid挖掘平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，信息發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)IDMS是為Billion Grid平臺(tái)開(kāi)發(fā)一個(gè)子系統(tǒng)。IDMS系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)搜集各子節(jié)點(diǎn)上的信息，包括子節(jié)點(diǎn)上部署的服務(wù)和子節(jié)點(diǎn)的資源、帶寬、通信延遲等動(dòng)靜態(tài)信息，并將這些信息傳遞給主節(jié)點(diǎn)，然后在主節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的子節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行分析，找出適合的分配特定任務(wù)的節(jié)點(diǎn)。可以說(shuō)IDMS既是Billion Grid平臺(tái)主子節(jié)點(diǎn)之間通信的紐帶，又是主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)分配與重分配的決策中心。 （一）系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) IDMS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。由圖可得，該系統(tǒng)中主節(jié)點(diǎn)與所有子節(jié)點(diǎn)之間通信主要是搜集各子節(jié)點(diǎn)上的服務(wù)信息和硬件資源信息，而當(dāng)主節(jié)點(diǎn)將某個(gè)Web服務(wù)任務(wù)分配給特定子節(jié)點(diǎn)后，主節(jié)點(diǎn)與這個(gè)執(zhí)行任務(wù)的子節(jié)點(diǎn)又建立起任務(wù)跟蹤的關(guān)系。 （二）系統(tǒng)功能模塊 IDMS系統(tǒng)主要包含四個(gè)主要功能模塊，分別是服務(wù)信息管理模塊、資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控模塊、任務(wù)跟蹤模塊以及任務(wù)分配模塊，各模塊的功能描述如下： 1.服務(wù)信息管理模塊，負(fù)責(zé)服務(wù)信息的注冊(cè)、更新、刪除及查詢，這些操作主要是子節(jié)點(diǎn)通過(guò)Web頁(yè)面訪問(wèn)主節(jié)點(diǎn)而完成的，服務(wù)信息存儲(chǔ)在主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，主節(jié)點(diǎn)在分配任務(wù)時(shí)通過(guò)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄來(lái)發(fā)現(xiàn)可用的服務(wù)及服務(wù)部署的節(jié)點(diǎn)； 2.網(wǎng)格資源監(jiān)控與發(fā)現(xiàn)模塊，負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)上可用的硬件資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬、通信延遲等情況，并可將信息實(shí)時(shí)反饋給主節(jié)點(diǎn)，為主節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分配決策提供依據(jù)； 3.任務(wù)跟蹤模塊，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)任務(wù)從分配到執(zhí)行完畢整個(gè)過(guò)程中的狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)任務(wù)占用計(jì)算節(jié)點(diǎn)資源過(guò)多而導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重會(huì)殺死該任務(wù)，保證每個(gè)任務(wù)能在最短的時(shí)間內(nèi)順利完成； 4.任務(wù)分配模塊，負(fù)責(zé)任務(wù)的分配與重分配，根據(jù)子節(jié)點(diǎn)的可用服務(wù)信息和硬件資源利用情況分配任務(wù)，如果有任務(wù)在執(zhí)行中被任務(wù)跟蹤模塊殺死則會(huì)按任務(wù)分配原則重新分配該任務(wù)。 系統(tǒng)中各功能模塊之間的聯(lián)系參見(jiàn)圖3，其中的任務(wù)分配模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，該模塊通過(guò)與其他三個(gè)模塊進(jìn)行通信來(lái)決策任務(wù)如何分配，進(jìn)而為web服務(wù)任務(wù)的順利執(zhí)行提供保證。 （三）各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì) 1.服務(wù)信息管理模塊 服務(wù)信息管理模塊負(fù)責(zé)管理各計(jì)算節(jié)點(diǎn)上已部署的服務(wù)信息，系統(tǒng)通過(guò)維護(hù)建立在主節(jié)點(diǎn)上的服務(wù)注冊(cè)表來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能。服務(wù)該注冊(cè)表的功能與UDDI中的注冊(cè)薄相似，子節(jié)點(diǎn)上的每個(gè)服務(wù)都需要注冊(cè)，主節(jié)點(diǎn)在分配任務(wù)時(shí)即可根據(jù)該表來(lái)發(fā)現(xiàn)需要的服務(wù)和可用節(jié)點(diǎn)。服務(wù)信息管理模塊是IDMS系統(tǒng)完成工作的基礎(chǔ)，該模塊的功能包括服務(wù)信息的注冊(cè)、查詢、修改、刪除和發(fā)現(xiàn)。該模塊的設(shè)計(jì)模式采用的是MVC架構(gòu)，該模式可以將模型、視圖和控制器三部分分開(kāi)，有利于進(jìn)一步的修改和維護(hù)。模塊具體功能及實(shí)現(xiàn)函數(shù)如下： 服務(wù)信息注冊(cè)：當(dāng)子節(jié)點(diǎn)上部署了新服務(wù)，子節(jié)點(diǎn)管理員將通過(guò)web頁(yè)面將新服務(wù)在主節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行注冊(cè)，這樣主節(jié)點(diǎn)就可以在需要時(shí)發(fā)現(xiàn)此服務(wù)。 服務(wù)信息查詢：主節(jié)點(diǎn)可以查詢所有已部署服務(wù)的注冊(cè)信息，該功能可以讓主節(jié)點(diǎn)管理員了解平臺(tái)可用服務(wù)的情況。 服務(wù)信息修改：子節(jié)點(diǎn)管理員可以根據(jù)子節(jié)點(diǎn)服務(wù)的實(shí)際情況對(duì)服務(wù)注冊(cè)信息進(jìn)行修改。 服務(wù)信息刪除：當(dāng)子節(jié)點(diǎn)上刪除某個(gè)已部署的服務(wù)，則需要?jiǎng)h除其在主節(jié)點(diǎn)上的注冊(cè)信息，以免主節(jié)點(diǎn)在分配任務(wù)時(shí)判斷錯(cuò)誤。 服務(wù)信息發(fā)現(xiàn)：服務(wù)信息管理模塊設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)信息的發(fā)現(xiàn)，即當(dāng)主節(jié)點(diǎn)分配任務(wù)時(shí)根據(jù)注冊(cè)表發(fā)現(xiàn)需要的服務(wù)，再通過(guò)比較存在服務(wù)的子節(jié)點(diǎn)資源利用情況決定如何分配任務(wù)。 2.資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控模塊 IDMS系統(tǒng)的資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控計(jì)算節(jié)點(diǎn)的資源利用情況，本研究目前只監(jiān)控硬件的利用情況。此功能是實(shí)時(shí)的，即主節(jié)點(diǎn)在需要時(shí)即可查詢?nèi)我庾庸?jié)點(diǎn)硬件的利用情況。當(dāng)用戶選擇某個(gè)服務(wù)后，主節(jié)點(diǎn)查詢此服務(wù)并定位它所在的子節(jié)點(diǎn)，然后主節(jié)點(diǎn)將開(kāi)始對(duì)這些子節(jié)點(diǎn)的硬件利用率進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控到的信息傳遞給任務(wù)分配模塊?？梢哉f(shuō)資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控模塊是為任務(wù)分配模塊而服務(wù)的。 以監(jiān)控CPU利用率為例介紹主節(jié)點(diǎn)監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)硬件資源的過(guò)程需及使用的RMI技術(shù)，其詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程如下所述： 子節(jié)點(diǎn)需要做的工作：為用java RMI技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程CPU信息監(jiān)控，子節(jié)點(diǎn)上必須首先在定義一個(gè)遠(yuǎn)程讀取計(jì)算機(jī)CPU信息的接口，RMI構(gòu)架基于一個(gè)重要的原理就是：定義接口和定義接口的具體實(shí)現(xiàn)是分開(kāi)的；首先編寫(xiě)并編譯接口文件，然后編寫(xiě)并編譯接口類的實(shí)現(xiàn)類文件，CPU利用率獲取過(guò)程其實(shí)是先讀取proc下的stat文件中的信息再進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程，stat文件包含了CPU活動(dòng)的所有信息，該文件中的所有值都是從系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)始累計(jì)到當(dāng)前時(shí)刻，而且每隔5秒寫(xiě)一次，因此能保證信息的準(zhǔn)確性；最后編寫(xiě)并編譯遠(yuǎn)程服務(wù)的主運(yùn)行程序，此時(shí)子節(jié)點(diǎn)可以看做是RMI中的服務(wù)器。 主節(jié)點(diǎn)需要做的工作：主節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于RMI中的客戶端，在主節(jié)點(diǎn)上首先要編寫(xiě)并且編譯接口文件，內(nèi)容與子節(jié)點(diǎn)上接口文件內(nèi)容相同；然后要編寫(xiě)并且編譯客戶端程序。 運(yùn)行RMI：運(yùn)行RMI首先要在主子節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行rmiregistry命令，使監(jiān)聽(tīng)服務(wù)注冊(cè)到RMI服務(wù)器上，然后子節(jié)點(diǎn)運(yùn)行服務(wù)主程序，主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行客戶端程序，即可實(shí)現(xiàn)CPU利用率的讀取。 3.任務(wù)分配模塊 任務(wù)分配模塊是IDMS系統(tǒng)功能的核心，負(fù)責(zé)系統(tǒng)任務(wù)的分配與重分配工作，為任務(wù)的順利完成提供保障。該模塊的任務(wù)分配功能包括任務(wù)初次分配和任務(wù)再重配，詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程如下： 任務(wù)初次分配：當(dāng)用戶在客戶端提交任務(wù)后，任務(wù)分配模塊將接收任務(wù)所需服務(wù)的名字和該服務(wù)所屬算法庫(kù)兩個(gè)參數(shù)，并在服務(wù)信息管理模塊與資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控模塊的協(xié)助下發(fā)現(xiàn)該服務(wù)及可執(zhí)行任務(wù)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過(guò)比較各可用節(jié)點(diǎn)的硬件資源利用情況（如CPU利用率等）決策出最佳的子節(jié)點(diǎn)（此處最佳的子節(jié)點(diǎn)指的是負(fù)荷最小的計(jì)算節(jié)點(diǎn)），將任務(wù)分配給此節(jié)點(diǎn)。 任務(wù)重分配：如果某個(gè)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)負(fù)荷過(guò)高，將降低該節(jié)點(diǎn)上任務(wù)的速度，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)層脩暨b遙無(wú)期的等待下去，這是絕對(duì)不可以的，因此當(dāng)出現(xiàn)類似問(wèn)題時(shí)任務(wù)的重分配顯得十分重要。任務(wù)重分配設(shè)計(jì)過(guò)程為：在任務(wù)跟蹤模塊的協(xié)助下，如果監(jiān)測(cè)到計(jì)算節(jié)點(diǎn)的CPU利用率過(guò)高并且某任務(wù)對(duì)該節(jié)點(diǎn)CPU占用率過(guò)高，則任務(wù)跟蹤模塊會(huì)殺死該任務(wù)，再由主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新分配。 4.任務(wù)跟蹤模塊 任務(wù)跟蹤功能是本系統(tǒng)的一大特色，該模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)狀態(tài)（是否完成）及其消耗的硬件資源進(jìn)行簡(jiǎn)單的監(jiān)控。本研究任務(wù)跟蹤的內(nèi)容包括任務(wù)的狀態(tài)和任務(wù)占用節(jié)點(diǎn)CPU的利用率，為任務(wù)重分配提供了重要的依據(jù)。該模塊具體設(shè)計(jì)如下： 對(duì)于java語(yǔ)言編寫(xiě)的服務(wù)，IDMS系統(tǒng)調(diào)用java虛擬機(jī)自帶的查看線程資源利用的函數(shù)來(lái)監(jiān)控指定任務(wù)線程的硬件資源利用率。 對(duì)于非java語(yǔ)言（C或C++）編寫(xiě)的服務(wù)，利用java JNI技術(shù)監(jiān)控指定任務(wù)線程的CPU利用率。其過(guò)程為（以C++為例）：首先用C++來(lái)編寫(xiě)服務(wù)的監(jiān)控程序，構(gòu)建并編譯此監(jiān)控程序的java接口類，然后利用javah命令生成此接口類的.h文件，編譯監(jiān)控程序生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù).so文件，如果用java程序查看使用C++語(yǔ)言編寫(xiě)的服務(wù)的任務(wù)硬件資源利用率只需加載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，如同調(diào)用java類的方法一樣。 模塊中的一個(gè)程序每隔30秒會(huì)監(jiān)測(cè)一次子節(jié)點(diǎn)的硬件資源利用率和任務(wù)對(duì)節(jié)點(diǎn)的硬件資源的占用率，如果能夠查詢到該任務(wù)線程的硬件資源占用率則說(shuō)明任務(wù)尚未完成，如果監(jiān)測(cè)到計(jì)算節(jié)點(diǎn)的硬件資源利用率達(dá)到設(shè)定閥值以上且某一任務(wù)占該節(jié)點(diǎn)當(dāng)前硬件資源利用率的設(shè)定閥值以上，將殺死該任務(wù)。該模塊監(jiān)控的信息是任務(wù)分配模塊的任務(wù)重分配的依據(jù)。 為了防止子節(jié)點(diǎn)因負(fù)載過(guò)重進(jìn)入宕機(jī)狀態(tài)，本系統(tǒng)在跟蹤模塊中添加了一個(gè)子節(jié)點(diǎn)管理員查看功能。用JDOM編寫(xiě)的java文件把監(jiān)控的信息自動(dòng)生成指定線程的XML文件，每個(gè)任務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)文件，文件名以主節(jié)點(diǎn)分配給任務(wù)的ID命名。通過(guò)Xpath查詢語(yǔ)言構(gòu)建子節(jié)點(diǎn)管理員查詢接口，子節(jié)點(diǎn)管理員可通過(guò)該接口查詢?cè)摴?jié)點(diǎn)上正在運(yùn)行的任務(wù)以及任務(wù)的資源利用情況，還可以手動(dòng)殺死系統(tǒng)無(wú)法殺死的任務(wù)線程。 三、系統(tǒng)工作流程 系統(tǒng)工作流程如圖4所示。具體工作流程描述如下：如果客戶端有任務(wù)請(qǐng)求，則系統(tǒng)首先根據(jù)用戶所選服務(wù)名稱查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中的服務(wù)信息注冊(cè)表，發(fā)現(xiàn)需要的服務(wù)及部署服務(wù)的子節(jié)點(diǎn)。如果沒(méi)有可用服務(wù)系統(tǒng)將告知用戶并結(jié)束此次工作，如果服務(wù)存在，系統(tǒng)將綜合比較各子節(jié)點(diǎn)的動(dòng)靜態(tài)信息，選擇適合執(zhí)行任務(wù)的子節(jié)點(diǎn)。如果部署服務(wù)的子節(jié)點(diǎn)目前比較繁忙，系統(tǒng)將延遲一段時(shí)間后重新計(jì)算。找到可執(zhí)行任務(wù)的節(jié)點(diǎn)后，系統(tǒng)將任務(wù)分配給該節(jié)點(diǎn)，同時(shí)開(kāi)始跟蹤該任務(wù)。系統(tǒng)根據(jù)子節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況及任務(wù)的資源占用情況周期性的判斷任務(wù)是否能順利完成。如果發(fā)現(xiàn)任務(wù)占用資源過(guò)多，且系統(tǒng)負(fù)載過(guò)重，殺死該任務(wù)同時(shí)提交給主節(jié)點(diǎn)一個(gè)空文件。主節(jié)點(diǎn)在跟蹤任務(wù)的同時(shí)也周期性的讀取存放結(jié)果的指定文件，當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)果文件時(shí)系統(tǒng)將判斷該文件是否為空，為空說(shuō)明任務(wù)沒(méi)有完成，系將重新分配該任務(wù)，如果文件不為空說(shuō)明任務(wù)已經(jīng)完成，系統(tǒng)將結(jié)果返回給用戶。 四、課題研究成果 1.系統(tǒng)已應(yīng)用于天津大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室Billion Grid數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)； 2.發(fā)表國(guó)際會(huì)議論文兩篇，均為EI和ISTP檢索； 3.入圍第十一屆“挑戰(zhàn)杯”天津市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽決賽。
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設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 網(wǎng)格中任務(wù)的監(jiān)控是網(wǎng)格中任務(wù)完成的保障，而目前開(kāi)發(fā)的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)或組件很少注意到這一點(diǎn)。針對(duì)目前網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)功能的不健全，本課題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格環(huán)境下Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控系統(tǒng)WSDMS，來(lái)管理網(wǎng)格環(huán)境中web服務(wù)信息，發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控網(wǎng)格資源，分配和跟蹤網(wǎng)格環(huán)境中web服務(wù)任務(wù)。 基本思路： 在資源監(jiān)控方面，系統(tǒng)參考目前廣泛使用的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)MDS4的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算字節(jié)點(diǎn)動(dòng)靜態(tài)信息、可用性情況的監(jiān)控；在服務(wù)管理方面，采用了UDDI的設(shè)計(jì)思想，各子節(jié)點(diǎn)部署的服務(wù)都將在主節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行注冊(cè)，便于主節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)上存在的服務(wù)；在任務(wù)監(jiān)控方面，綜合運(yùn)用了一系列技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的分配、跟蹤、撤銷及重分配等管理工作。 作品創(chuàng)新點(diǎn)： 1.針對(duì)目前網(wǎng)格環(huán)境中只監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)資源而忽視對(duì)任務(wù)監(jiān)控的研究現(xiàn)狀，提出了具有Web服務(wù)任務(wù)跟蹤功能的WSDMS系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能框架。 2.結(jié)合相關(guān)平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用需求，詳細(xì)分析并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)功能模塊，理清了各模塊自身的工作流程及彼此間的關(guān)系，綜合運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能，具有較強(qiáng)的借鑒性。 關(guān)鍵技術(shù)： UDDI；數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；Java RMI技術(shù)；Xpath技術(shù)；Java JNI技術(shù)；JODM技術(shù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 完整的網(wǎng)格監(jiān)控應(yīng)包括資源監(jiān)控和任務(wù)監(jiān)控兩個(gè)方面。資源監(jiān)控主要指對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的動(dòng)靜態(tài)信息、可用性情況等信息的監(jiān)控，任務(wù)監(jiān)控指的是監(jiān)控任務(wù)執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程。課題針對(duì)目前網(wǎng)格監(jiān)控研究中忽略了任務(wù)監(jiān)控的問(wèn)題，提出并設(shè)計(jì)了WSDMS系統(tǒng)，為網(wǎng)格中任務(wù)的順利完成提供了保障，提高了網(wǎng)格服務(wù)的可靠性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1.系統(tǒng)已于2009年9月應(yīng)用于天津大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室Billion Grid數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)； 2.至今已發(fā)表國(guó)際會(huì)議論文兩篇，均為EI和ISTP檢索； 3.入圍第十一屆“挑戰(zhàn)杯”天津市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽決賽。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告，系統(tǒng)軟件
作品可展示的形式
- 圖片，視頻，現(xiàn)場(chǎng)展示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 該系統(tǒng)可用于網(wǎng)格環(huán)境下節(jié)點(diǎn)資源和web服務(wù)的監(jiān)控, 既可作為應(yīng)用平臺(tái)主子節(jié)點(diǎn)之間通信的紐帶，又可作為主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行web服務(wù)任務(wù)管理的決策中心。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1、目前尚未發(fā)現(xiàn)與本課題提出的網(wǎng)格環(huán)境下web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)功能類似的系統(tǒng)或功能組件； 2、針對(duì)網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)據(jù)挖掘web服務(wù)平臺(tái)Billion Grid的實(shí)際應(yīng)用，采用一系列相關(guān)技術(shù)并利用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的各個(gè)模塊，系統(tǒng)具有跨平臺(tái)和易部署等特點(diǎn)。 適用范圍： 系統(tǒng)主要用于網(wǎng)格監(jiān)控領(lǐng)域，一般作為相關(guān)應(yīng)用平臺(tái)的輔助系統(tǒng)，可以根據(jù)平臺(tái)實(shí)際應(yīng)用需求，進(jìn)行快速改造。 市場(chǎng)分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 該作品能夠在網(wǎng)格監(jiān)控領(lǐng)域具有一定的研究意義和推廣價(jià)值，市場(chǎng)前景良好。
同類課題研究水平概述
- 網(wǎng)格資源監(jiān)控與發(fā)現(xiàn)主要是針對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的動(dòng)靜態(tài)信息、可用性情況和網(wǎng)絡(luò)通信帶寬及延遲等。目前，國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)出一些對(duì)網(wǎng)格資源進(jìn)行監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)或組件。這些系統(tǒng)或組件都是基于網(wǎng)格監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)GMA構(gòu)建的。 Globus項(xiàng)目是目前國(guó)際上最有影響的網(wǎng)格計(jì)算項(xiàng)目之一。目前，Globus項(xiàng)目已經(jīng)把商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域中Web Service技術(shù)融合在一起，將不僅僅局限于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，而且能夠?qū)Ω鞣N商業(yè)應(yīng)用進(jìn)行廣泛的、基礎(chǔ)性的網(wǎng)格環(huán)境支持。Globus項(xiàng)目主要組成部分之一是MDS（Metacomputing Directory Service ：MDS），它主要完成對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中資源的發(fā)現(xiàn)與監(jiān)視工作，提供對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境一個(gè)真實(shí)、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)反映。 myGrid是一個(gè)生物信息學(xué)領(lǐng)域的信息環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目，用于發(fā)現(xiàn)資源、發(fā)現(xiàn)服務(wù)，以及在其上開(kāi)發(fā)面向研究人員個(gè)人生物信息學(xué)應(yīng)用的開(kāi)源軟件中間件。myGrid項(xiàng)目的研究分項(xiàng)目原型開(kāi)發(fā)和技術(shù)研究?jī)刹糠?，其核心服?wù)層由動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)管理組件、元數(shù)據(jù)管理組件、工作流支持組件三部分組成。動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件解決什么服務(wù)可用和服務(wù)唯一標(biāo)識(shí)問(wèn)題，目前的主要組件是LSIDs。 Eurogrid項(xiàng)目是由IST（Information Society Technologies Programme）支持開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目，旨在統(tǒng)一歐洲各科研院所的高性能計(jì)算資源。Euro-Biogrid是歐洲Eurogrid的一部分，Euro-Biogrid的網(wǎng)格中間件是Unicore（Uniform Interface to Computing Resources），它允許用戶向遠(yuǎn)程的高性能計(jì)算資源提交工作，而且并不需要知道目標(biāo)操作系統(tǒng)的細(xì)節(jié)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的協(xié)定與技術(shù)、管理策略以及在目標(biāo)站點(diǎn)的處理過(guò)程。Unicore的體系結(jié)構(gòu)分三層，即用戶層、服務(wù)層和目標(biāo)系統(tǒng)層。其中作業(yè)監(jiān)視控制器是用來(lái)對(duì)作業(yè)的執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制的部分，它完成作業(yè)狀態(tài)顯示、作業(yè)控制、作業(yè)刷新以及作業(yè)結(jié)果獲取等一系列工作。 以上項(xiàng)目組所開(kāi)發(fā)的MDS、LSIDs和Unicore的網(wǎng)格資源發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控功能已經(jīng)比較完善，但都沒(méi)有考慮到監(jiān)控網(wǎng)格中運(yùn)行的任務(wù)及任務(wù)對(duì)資源消耗的信息。網(wǎng)格中任務(wù)的監(jiān)控是網(wǎng)格中任務(wù)完成的保障，而現(xiàn)今開(kāi)發(fā)的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)很少注意到這一點(diǎn)，因此任務(wù)監(jiān)控有待于進(jìn)一步研究和探索。
