网格计算环境中若干关键技术的研究

电子科技大学博士学位论文网格计算环境中若干关键技术的研究姓名：赵东申请学位级别：博士专业：计算机应用技术指导教师：周明天20030514网格计算环境中若干关键技术的研究作者：赵东学位授予单位：电子科技大学相似文献(10条)1.学位论文瑞寒网格计算中的虚拟中间件前件研究2007开发特定的工具，使最终用户能够完全利用网格基础架构而不依赖于专门的支持团队，是实现网格最初提出的让所有人都能自由使用各种计算力资源这一愿景的重要途径。随着工业的发展，需要解决的科学和工程问题规模越来越大、越来越复杂，其发展速度远远超过硬件发展所遵循的摩尔定律。由于网格应用需要大量的具有相关知识的专业人员，大多数科学家和工程技术人员在解决计算密集型问题时，并未采用网格计算的方式。因此，仍然需要开发相应的工具，以帮助最终用户能够在不依靠专业支持团队的情况下直接运行应用程序。一旦网格计算技术变得更加易于使用，大量的应用和用户都将从中受益。本论文提出了一种介于网格中间件和最终用户之间的虚拟化网格中间件框架-Users-Grid。它为网格应用程序提供了一个高级抽象层，隐藏了网格中间件的细节，将用户和开发人员同复杂的中间件(Globus)基础架构隔离开来。Users-Grid框架的核心——个人提交代理能自动完成任务提交的一系列步骤。为了能够协调使用地区分布资源，大量的研究团队开发出了各种各样的中间件、库以及工具来实现这一功能。一个现有的应用程序提供了特定的接口供用户调用，用户不能对其进行修改，而重写现有应用程序的代价过高，通常不能为用户所接受。在这种情况下，中间件方法可能是解决此问题的唯一途径。Users-Grid中的中间件前件正是这一思想的集中体现。Matlab将快速原型数值计算和高级编程集成到一起。交互式桌面科学与工程工具，如Matlab、Mathematica、IDL、Maple和Python等，不能直接运行于网格之上，人们需要花费大量的时间和精力对其进行移植。为适应网格计算平台而人工重新编写现有的桌面工具，仍然是最终用户决定是否采用网格技术的一种障碍。Users-Grid通过使用高级语言，使得这种移植工作量达到最小化，从而消除这种障碍。多数大的组织机构希望其信息技术基础架构能够逐步进行演化，而不会发生重大的变革。因此，需要对异构环境进行支持，使得新的应用程序能与现有的专有软件进行交互。Users-Grid能很好地支持用户的这种需求。到目前为止，还没有软件包或工具能够支持Madab运行于网格环境。本论文对Users-Grid系统原型进行了实现，并对实验结果进行了研究与分析。实验结果表明，基于Users-Grid的应用比串行Matlab应用效果提升明显。通过与其它系统进行比较，只有Matlab'*G的效果与Users-Grid接近。2.期刊论文阎宁.刘冠蓉.樊纪山中间件在网格计算中的应用研究-福建电脑2006,(4)本文主要介绍了网格计算中各个中间件和他们之间的关系,构建良好的中间件是网格计算的一个关键所在.网格计算的中间件是为用户提供具有统一编程接口的虚拟机器,它能支持复杂应用问题的求解和广域网资源的共享.同时还介绍了网格计算的中间件组成模型以及重要的功能.3.学位论文杨清网格计算应用中间件研究与设计2006本文所研究的网格计算应用中间件，位于GBuilder的最低层面，用于适配封装底层支撑软件，使上层网格计算应用能通过统一标准的接口调用服务实现，而不依赖于特定的底层架构工具箱。具体内容如下：第一章介绍了网格计算技术的相关概念及体系结构。第二章叙述了目前被广泛使用的网格计算底层架构平台软件GT3(GlobusToolkitv3.0)及其架构和核心组件的安装。然后参考开放网格服务体系及沙漏模型。第三章提出了网格计算应用中间件的概念，并设计了应用中间件的层次体系和功能模型。第四章以示范网格服务MathService为例就适配层的关键技术实现提出了一些实现方法，并编码实现了一个基于GT3的网格计算应用中间件原型。第五章演示了加入了应用中间件的GT3平台的演示结果以及集成之后的GBuilder平台功能界面。第六章得出本次研究和设计的结论，并提出下一步工作目标。4.期刊论文殷锋.李志蜀.王莉.卢暾.何先波.吴云波.YinFeng.LiZhishu.WangLi.LuTun.HeXianbo.WuYunbo用基于对象的Java中间件实现校园网网格计算-计算机应用与软件2005,22(10)本文通过对校园网网格计算环境、计算的特殊性等的讨论,提出了通过Java中间件以构建计算池的方法来实现校园网网格,从而为我国高校构建自身的校园网网格提供了一个可供选择的实际方案.5.学位论文季一木网格中间件关键技术研究2007网格计算是一个分布式和并行计算的支持平台，是一种无缝、集成计算和协同环境。网格计算已经由理论研究迈向商业应用，促使这一转变的主要原因就是各种网格中间件的研究与开发。当前国内外网格中间件的研究在思想上都是遵守网格理念来实现分布式计算和资源共享等，但未能构建一个面向应用的、开放服务的、易扩展及安全的架构和平台。为了使网格计算能很好的应用到商业领域，基于开放的标准协议基础上，本论文提出了一种可以灵活部署各种网格应用的中间件平台体系结构，并就平台体系结构中的相关主要关键技术和功能模块实现展开了详细介绍和阐述。在论文中首先介绍了当前国内外网格计算技术和网格中间件的研究状况，从而明确了本文的研究意义和研究内容。针对国内外网格中间件体系结构和功能对应用开发支持上的不足和应用面狭隘等缺点，本文旨在对GlobusToolkits和其它网格中间件进行二次开发或重新设计展开。继而提出一种面向应用的网格中间件体系结构AOGM，该架构使Globus工具箱更加人性化和易操作。AOGM中间件体系结构涉及到诸多关键技术，如安全、工作流、计费和监控等，但本文主要结合自己的工作和所参与的项目成果展开介绍。本文的核心内容和所做工作涉及到网格服务开发、资源管理、任务调度、网格工作流和应用开发等方面，具体内容描述如下：(1)面向应用的网格中间件体系结构的适配层相关技术、原理和实现。主要涉及不同网格标准接口与协议间的适配，以及网格服务代码生成技术。适配技术主要是介绍一种动静结合的适配思想，从而使从OGSA到WSRF的过度和升级变得可行和简易。网格服务代码自动生成技术主要是结合Velocity和XDoclet模板转换技术，提出一种混合的代码生成框架，并为不同标准接口的网格服务创建相应的文件模板，通过适配技术自动转换生成相应接口的网格服务、服务描述和部署等文件。(2)基于模型驱动方法的网格服务流GFlow设计与实现。旨在利用模型驱动思想快速构建和发布网格服务开发流程，虽然开发难度大，但实现结果对上层网格应用服务的开发节约了成本。模型驱动涉及到诸多关键技术，如模型的表示、模型合法性检查、模型转换和模型语义等，然而本文仅从MDA思想出发，利用EMF和GEF插件，以及前面的基于模板的代码转换技术，提出一种基于MVC的网格服务流的模型驱动设计与实现框架。(3)基于粒子群算法的网格任务调度算法研究。网格资源管理属于面向应用的网格中间件体系结构中的服务组件层，在国内外专家利用各种优化算法解决网格资源分配和任务调度的研究现状基础上，本人提出一种基于粒子群算法的网格资源分配和任务调度优化算法。通过理论分析和实验表明本文提出的优化算法，从资源利用率和任务总体执行效率上，都较传统的遗传算法优越。(4)一种混合Petri的网格工作流模型。本文提出的混合模型考虑了网格计算的随机性、动态性和实时性三大特点，结合前人的研究成果，将动态Petri网、着色Petri网和随机Petri网模型相结合提出了一种混合Petri网的网格工作流模型，该模型正好满足了网格计算的三个特性需求，通过电信计费原型系统实例表明该混合模型较传统的业务工作流模型提高了实时性和稳定性。(5)最后在展现网格中间件平台的基础上，实现了几个不同领域的应用示范。一方面体现了面向应用的网格中间件平台AOGM的实用性、健壮性和可靠性等特点，同时另一方面也体现出网格技术的优越性和应用愿景。6.期刊论文尘昌华.刘方爱.CHENChang-hua.LIUFang-ai网格计算中间件的研究-信息技术与信息化2008,(1)在整个网格体系结构中,中间件层是网格计算中的核心,因此网格计算中间件就成为了最关键的部分.本文阐述了构建网格所必需的网格计算中间件的功能和组件模型,并着重对当前较为流行的中间件GT4进行了研究和探讨,最后对网格计算中间件的发展进行了展望分析.7.学位论文朱伟基于虚拟机的网格中间件的研究2008网格计算实现了在广域网上对大量分散资源的虚拟化，但不能像虚拟机一样实现对单个计算系统的虚拟化。网格计算具有灵活性不够等不足，这是因为一些复杂的网格应用对软件和硬件具有严格的要求，而网格节点基本都是预先设置好，最终将导致资源利用效率不高。目前国外著名网格中间件GlobusToolkit、GPE等已经开始基于虚拟机的网格中间件的研究工作，它们主要通过利用网格服务实现在网格环境下对虚拟机的管理与控制，利用虚拟机的快速构建功能实现对复杂网格应用的快速部署。为了解决传统网格计算存在的问题，利用虚拟化技术、基于虚拟机的插件技术、基于虚拟机的模板库技术、基于SSH的原子服务技术以及AJAX、JSP等Web2.0技术，提出了一种基于虚拟机的网格中间件系统VMGrid(VirtualMachineGrid)。虚拟机就是虚拟化技术的一种实现形式，它是对单个计算机系统的虚拟化，具有很强的灵活性，极高的安全性。支持虚拟机的网格中间件，不仅实现了大量分散资源的虚拟化，还实现了对单个系统的虚拟化。同时利用虚拟机很好地克服了现在网格计算技术灵活性不够，效率不高，安全性不够等不足。利用虚拟化技术、基于虚拟机的插件技术、基于虚拟机的模板库技术、基于SSH的原子服务技术以及AJAX、JSP等Web2.0技术和JAVA语言实现了系统VMGrid，并对系统进行了测试分析。功能测试结果表明通过VMGridPortal可以实时监控各网格结点状态，这是其他网格中间件如GlobusToolkit和GPE不能做到的，同时网格用户可以自由加入或者退出VMGrid社区，最后能够在装有虚拟机网格结点上构建不同的操作系统与网格平台。测试结果表明，系统不仅拥有强大的功能组件，而且还具备良好的性能。功能结果测试表明，系统稳定性好、兼容性强和扩展性好，采用基于安全外壳协议的原子服务技术和基于虚拟机的插件技术使得系统较GlobusToolkit的虚拟工作空间支持更多的虚拟机类型；性能测试结果显示，CGSP虚拟工作空间在较短的时间内能够及时反应用户的基本请求，较GlobusToolkit存在明显的性能优势。8.期刊论文李会斌.张武.李睿阳.LIHui-bin.ZHANGWu.LIRui-yang基于WebServices的网格计算中间件研究-计算机工程与设计2007,28(5)随着网格计算技术的发展和WebServices技术的出现,使得整合各种计算资源解决具有重大挑战性的科学和工程计算问题成为可能.在对已有的应用于高性能计算的网格计算系统Netsolve进行研究的基础上,结合WebServices技术提出了一种用于高性能计算的网格系统,并且在初步实现的基础上,探讨了系统的优缺点.9.学位论文高连军网格实验环境的构建及作业调度策略研究2006近年来随着网络技术和分布式计算技术的发展，能够满足动态、异构、充分共享的网格环境成为研究热点。与传统Internet相比，网格使得用户可以同时访问多台服务器，使用内容更加丰富的资源，例如计算机、数据资料、仪器设备等，同时网格使得多种网络访问方式成为可能。在我国，对网格的研究还处在起步阶段，在实际问题中网格技术的应用还不成熟，主要原因是网格的相关技术还没有一个统一的标准，在很多领域仍面临许多现实问题。因此，深入研究网格技术的相关机制，提出具有针对性的实现策略和应用方案具有深远的意义。论文首先介绍了网