（計算機(jī)軟件與理論專業(yè)論文）基于web的網(wǎng)格入口軟件研究與實現(xiàn).pdf

摘要網(wǎng)格入口軟件是指對網(wǎng)格資源和服務(wù)的內(nèi)容進(jìn)行整合顯示的一種w e b 應(yīng)用。網(wǎng)格入口軟件屏蔽了網(wǎng)格資源復(fù)雜的內(nèi)部細(xì)節(jié)，使用戶能通過一個熟悉的用戶界面、一致的操作方式和高效方便的訪問機(jī)制來使用網(wǎng)格系統(tǒng)和獲取網(wǎng)格服務(wù)，從而解決網(wǎng)格系統(tǒng)資源使用復(fù)雜的問題。網(wǎng)格監(jiān)控為網(wǎng)格系統(tǒng)中其他網(wǎng)格中間件提供與資源有關(guān)的重要數(shù)據(jù)，是網(wǎng)格系統(tǒng)性能調(diào)整和錯誤發(fā)現(xiàn)的依據(jù)，是保證任務(wù)順利完成的重要支撐，而任務(wù)監(jiān)控是網(wǎng)格監(jiān)控中不可缺少的一部分。任務(wù)調(diào)度是關(guān)系網(wǎng)格是否能高效使用資源、快速完成任務(wù)的關(guān)鍵構(gòu)件。本文通過分析網(wǎng)格的使用模式，設(shè)計實現(xiàn)了網(wǎng)格入口軟件- - w e b g r i d 。w e b g r i d的研究與實現(xiàn)是圍繞網(wǎng)格監(jiān)控和任務(wù)調(diào)度展開的，通過研究已有的網(wǎng)格監(jiān)控機(jī)制和任務(wù)調(diào)度機(jī)制，針對任務(wù)監(jiān)控研究比較薄弱的現(xiàn)狀，提出了任務(wù)運行期監(jiān)控的概念，結(jié)合已有的分布式技術(shù)，開發(fā)了自主的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)；采用了基于遺傳算法的任務(wù)分配算法，該算法采用資源一任務(wù)的間接編碼方式，通過d a g 圖獲取子任務(wù)的層次關(guān)系，并將子任務(wù)按照層次深度排序，解決了種群的非法問題。在單一資源上采用g l o b u s 的任務(wù)調(diào)度策略。在w e b g r i d 用戶安全管理中采用了m y p r o x y 機(jī)制，解決了g s i 安全機(jī)制和w e b 安全協(xié)議的不一致問題，促使了兩者之間的平滑結(jié)合。w e b g r i d采用基于w e b 的瀏覽方式，融合了w e b 的功能和并行計算技術(shù)，提供給用戶圖形化的界面及方便、易用的操作環(huán)境。關(guān)鍵詞：網(wǎng)格；網(wǎng)格監(jiān)控；任務(wù)分配：遺傳算法；網(wǎng)格入口軟件；開發(fā)網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)：有向無環(huán)圖a b s t r a c tg r i dp o r t a li saw e bb a s e da p p l i c a t i o nt h a tp r o v i d i n gc o n t e n ta g g r e g a t i o nf r o md i f f e r e n tg r i dr e s o u r c e sa n dg r i ds e r v i c e s g r i dp o r t a lo f f e r sab e r e ru s e ri n t e r f a c e ，c o n s i s t e n ta c c e s s i n gp a r e r na n de a s yu s a g eo ft h e 鰣ds e r v i c e s ，a n ds o l v e st h ec o m p l e x i t yi nu s i n gg r i dc o m p u t i n gr e s o u r c e s e s s e n t i a la n ds o u r c e r e l a t e dp e r f o r m a n c ed a t af o rm i d d l e w a r e so f 鰣di sp r o v i d e db y 鰣dm o n i t o r , i tl a y st h eb a s ef o r 班ds y s t e mt or e g u l a t ep e r f o r m a n c ea n df i n de r r o r s g r i dm o n i t o ri sa ni m p o r t a n tf o u n d a t i o nf o rt h ec o m p l e t eo fg r i dj o ba n dj o bm o n i t o r i n gi sa ni n d i v i s i b i l i t yp a r to f 鰣dm o n i t o r i n g t a s ks c h e d u l i n gi sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to fg r i dt ou t i l i z eg r i dr e s o a r o e sf u l l ya n dc o m p l e t ec o m p u t i n gt a s k sr a p i d l y t h eu s em o d eo f g r i di sd e f i n e di nt h ed i s s e r t a t i o n ，ag r i dp o r t a l - w e b g r i d , i sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n t e do fw e b g r i da r eb a s e do ng r i dm o n i t o r i n ga n dt a s ka s s i g n m e n t ，b yr e s e a r c he x i s t i n gg r i dm o n i t o r i n ga n dt a s ka s s i g n m e n tm e c h a n i s m ，j o br u n n i n gm o n i t o r i n gm e c h a n i s mi sa d o p t e di nw e b g r i d ，b yc o m b i n ee x i s t i n gd i s t r i b u t et e c h n i q u e ，as e l f - d e t e r m i n a t i o n 酣dm o n i t o r i n gs y s t e mi sd e v e l o p e d ，a n dat a s ka s s i g n m e n ts t r a t e g yb a s e do ng a ( g e n e t i ca l g o r i t h m ) i sa d d r e s s e d t h ec h r o m o s o m e - c o d i n gm e t h o da n dt h eo p e r a t o ro fg e n e t i ca l g o r i t h ma r ed i s c u s s e di nd e t a i l t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u b - t a s k sc a nb eo b t a i n e dt h r o u g ht h ed a ga n dt h e nt h es u b t a s k sa r er a n k e da c c o r d i n gt ot h e i rd e p t h - v a l u e w h i c hc 肌a v o i dt h ee m e r g e n c eo fi n v a l i d a t ec h r o m o s o m e s i nt h es i n g l er e s o u r c e ，g l o b u s sp r i n c i p l e sa r ea d o p t e dt od e t e r m i n et h es e q u e n c eo ft h es u b t a s k s m y p r o x ym e c h a n i s mi si n t r o d u c e di ns e c u r i t ym a n a g em o d u l eo fw e b g r i d ，t h ed i s a g r e e m e n to fw e bs e c u r i t yp r o t o c o l sa n dg l o b u s sg r i ds e c u r i t yi n f r a s t r u c t u r ei sr e s o l v e d w e b g r i da d o p tb r o w s em o d eb a s e do nw e b ，i n t e g r a t e dt h ef u n c t i o no f w e ba n dp a r a l l e lc o m p u t i n g k e yw o r d s ：g r id 鰣dm o n i t o r i n g ；g a ；t a s ka s s i g n m e n t ；g r i dp o r t a l ；o g s a ，d a g西北大學(xué)學(xué)位論文知識產(chǎn)權(quán)聲明書本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬于西北大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢詫⒈緦W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時，本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律注明作者單位為西北大學(xué)。保密論文待解密后適用本聲明。學(xué)位論文作者簽名：垂l ；二彳棗指導(dǎo)教師簽名知o k 年f 月廠d 白j -西北大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，本論文不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得西北大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：瓠= i ，銻h d 年6af b 日采渤席勿壘又公籍1 “”1 1 網(wǎng)格概述第一章緒論1 1 1 網(wǎng)格概念網(wǎng)格( g r i d ) 概念產(chǎn)生于9 0 年代中期，是從電力網(wǎng)( p o w e rg r i d ) 概念借鑒過來的。網(wǎng)格的最終目的，是希望大家能夠象使用電力一樣方便地使用分布在網(wǎng)絡(luò)上強(qiáng)大而豐富的計算能力。在網(wǎng)格：一種新的計算基礎(chǔ)設(shè)施藍(lán)圖一書中，i a nf o s t e r 和c a r lk e s s , e l m a n 就嘗試著給網(wǎng)格下定義：一個計算網(wǎng)格是一個硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施，此基礎(chǔ)設(shè)施提供對高端計算能力可靠的、一致的、普遍的和不昂貴訪問【。然而在2 0 0 0 年后，i a nf o s t e r 又指出網(wǎng)格計算關(guān)心的是：在動態(tài)的，多機(jī)構(gòu)的虛擬組織中協(xié)調(diào)資源共享和協(xié)同解決問題。其核心概念是：在一組參與節(jié)點( 資源提供者和消費者) 中協(xié)商資源共享管理的能力，利用協(xié)商得到的資源池共同解決一些問題。1 1 2 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是關(guān)于如何建造網(wǎng)格的藝術(shù)和科學(xué)方法。它給出了網(wǎng)格的基本組成與功能，描繪了網(wǎng)格各組成部分的關(guān)系以及它們集成的方式或方法，刻畫了支持網(wǎng)格有效運轉(zhuǎn)的機(jī)制。到目前為止，最為重要的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)有三個：第一個是f o s t e r 等很早提出的五層沙漏結(jié)構(gòu)；第二個以m m 為代表的工業(yè)界的影響下，在考慮到w e b 技術(shù)的發(fā)展和影響后，f o r s t e r 等結(jié)合w e bs e r v i c e 提出的開放網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)( o p e n g r i ds e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ，o g s a ) ；第三個是在o g s a 基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的w e b 服務(wù)資源框架( w 曲s e r v i c er e s o u r c ef r a m e w o r k ，w s r f ) 。下面我們主要介紹前兩種體系結(jié)構(gòu)。1 五層沙漏模型西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文五層沙漏體系結(jié)構(gòu)1 2 是一種影響十分廣泛的結(jié)構(gòu)，它的主要特點就是簡單，主要側(cè)重于定性的描述而不是具體的協(xié)議定義，因此很容易從整體上進(jìn)行理解。其基本思想是以協(xié)議為中心，強(qiáng)調(diào)服務(wù)、a p ! 和s d k 的重要性。五層結(jié)構(gòu)的一個重要特點就是沙漏形狀，其含義就是各部分協(xié)議的數(shù)量是不同的，對于其核心的部分，要能夠?qū)崿F(xiàn)上層各種協(xié)議向核心協(xié)議的映射，同時核心協(xié)議向下層協(xié)議的映射，因此核心協(xié)議是整個結(jié)構(gòu)中的瓶頸，數(shù)量不應(yīng)該太多，資源與連接層共同組成這一核心的瓶頸部分，如圖1 1 所示：工具和應(yīng)用應(yīng)用層診菘蠢等匯聚層)磊霎莖囂蒿(資源與連接層夕鬻裟趴構(gòu)造層圖1 1 沙漏形狀的五層結(jié)構(gòu)構(gòu)造層：基本功能是控制局部的資源，向上提供訪問資源的接口；構(gòu)造層的資源可以是計算資源、存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)資源和傳感器等。構(gòu)造層應(yīng)該實現(xiàn)的功能是：查詢機(jī)制( 發(fā)現(xiàn)資源的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等信息) 、控制服務(wù)質(zhì)量等。連接層：基本功能是實現(xiàn)安全的相互通信，定義了核心的通信和認(rèn)證協(xié)議，用于網(wǎng)絡(luò)之間的事務(wù)處理。資源層：主要功能是實現(xiàn)對單個資源的共享，它建立在連接層的通信和認(rèn)證協(xié)議之上，定義了安全初始化、監(jiān)視、控制單個資源的共享操作、審計以及付費等。匯聚層：主要功能是協(xié)調(diào)多種資源的共享；匯聚層組件是為了滿足虛擬組織或者應(yīng)用領(lǐng)域的需求，所以必須提供通用的、更高級協(xié)議、a p i2西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文和s d k 。應(yīng)用層；存在于艨擬組織環(huán)境中，根據(jù)任一層上定義的服務(wù)來構(gòu)造應(yīng)愛。2 開放阿格服務(wù)架構(gòu)o g s a開放網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)o g s a 是網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)婁員會( g l o b a lg r i df o r m ，g g f ) 的爨簧標(biāo)準(zhǔn)，燕耱裁戇闞穆髂系結(jié)穩(wěn)。o g s a 灸讒在黲蘧翡或不溺豹纛接組織之間無論是在單獨的企業(yè)述是在共享資源和提供服務(wù)的幾個大的公司之間，傳邀綜合服務(wù)和資源3 1 。在o g s a 燕，我稻芰袋關(guān)注手爨務(wù)：詩算資源、存德資漾、閼絡(luò)、程疼、數(shù)據(jù)庫以及其他類似資源都表示為服務(wù)。一個面向服努的觀點使得我們面臨如下些需求：標(biāo)準(zhǔn)接口定義機(jī)制、本地遠(yuǎn)程透明性、對本地操作系繞服務(wù)的適應(yīng)虢獲統(tǒng)一豹鼴務(wù)語義。一令灝蠢l 琵務(wù)豹或纛還筵證了纛羧純一瑟褥不閼實凌菇裝成一個通用接口。虛擬化允許跨多個昴種平臺對資源進(jìn)行一致地訪問，并提供本地或遠(yuǎn)程寇位透明性，還可以將多個邏輯資源實例i i 兜射成同一物熱資源，以及農(nóng)一令v o 肉基于受低級熬資滾縫合透露資源管理。壤撂純兔誨驤務(wù)縫合，形成更復(fù)雜的服努一無論堿在被組合的服務(wù)是如何實現(xiàn)的。網(wǎng)格服務(wù)的虛擬化也支持將通用服務(wù)語義行為光縫地映射到本地平臺設(shè)施的能力f 4 】。1 1 3 癱格平臺軟譬f f - - g l o b u sg l o b u s 項目是由美國a r g o n n e 國家實驗室主持的國際上最具影響的網(wǎng)格計籜瑛囂鞠，它發(fā)起于2 0 毽鰓9 0 年錢孛鬻，其最秘瓣爨懿是莠鎣把受鏊凌內(nèi)戇各個高性能計算機(jī)中心通過商性能網(wǎng)絡(luò)連接起來，方便熒國的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)能夠使用，提高商性能計算機(jī)的使用效率。隨著對g 1 0 b u s 項目的深入研究，針對它麓囂祿遵送一步擴(kuò)震，琴羹遴過g l o b u s 磺基霉方霞慰遮理土分布豹繇究人受建溉虛擬組織，進(jìn)行跨學(xué)科的康擬合作。融前，g l o b u s 項目把在商北領(lǐng)域中w e bs e r v i c e 技術(shù)黻入其內(nèi)，希攥不僅僅局限于科學(xué)計算領(lǐng)域，還能夠?qū)Ω鞣N商業(yè)應(yīng)掰進(jìn)行廣泛豹、基醚毪瓣潮褥囂凌支持，實璦受方囊豹信惠共享秘囂操 摹，獲恧對商業(yè)模式、人員的工作方式和生活方戲產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響【2 1 。根據(jù)g l o b u s 的觀點，在網(wǎng)格計算環(huán)蟪中，所有可麩攀的主體都是資源，g l o b u s蔭北大學(xué)計算機(jī)氯磷士研究生論文關(guān)心的不是資源本身，而是如何把資源安全、有效、方便地提供給用戶使用。g l o b u s 通過對資源管理、安全、信息服務(wù)及數(shù)據(jù)管理等網(wǎng)格計算所涉及的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，開發(fā)出了能在各種硬件平臺上運行的網(wǎng)格計算軟件工具包( g l o b u st o o l k i t ) 。該軟件適用于規(guī)劃和組建各類網(wǎng)格試驗平臺，已在多個網(wǎng)格項目中得到應(yīng)用，例如n a s a 網(wǎng)格( n a s a i p g ) 、歐洲數(shù)據(jù)網(wǎng)格( d a t a g r i d ) 、美國國家技術(shù)網(wǎng)格( s t g ) 等。g l o b u s 已經(jīng)成為國際上通用的網(wǎng)格平臺軟件【5 1 。1 2 研究背景隨著高性能應(yīng)用需求的迅猛發(fā)展，單臺高性能計算機(jī)已經(jīng)不能勝任一些超大規(guī)模應(yīng)用問題的解決。這就需要網(wǎng)格技術(shù)將地理上分布，系統(tǒng)異構(gòu)的多種計算資源連接起來，共同解決大型應(yīng)用問題。在網(wǎng)格環(huán)境中存在各種動態(tài)資源，他們在地理上分散，又可以動態(tài)的加入或離開不同的虛擬組織。如何使網(wǎng)格應(yīng)用程序方便地使用各種資源是必須解決的問題。網(wǎng)格系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上來說是基于廣域網(wǎng)的分布式異構(gòu)系統(tǒng)，從應(yīng)用模式上來說也是分布式異構(gòu)的并行應(yīng)用模式，這就導(dǎo)致網(wǎng)格系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用也很復(fù)雜。而現(xiàn)在使用網(wǎng)格的用戶大多數(shù)不再是計算機(jī)專業(yè)人員，他們對于分布式技術(shù)、并行計算技術(shù)等網(wǎng)格的細(xì)節(jié)不熟悉，這就導(dǎo)致用戶在使用和獲取網(wǎng)格系統(tǒng)資源時面臨巨大的困難，這也是制約網(wǎng)格系統(tǒng)獲得廣泛應(yīng)用的主要原因之一 6 】f 7 】。網(wǎng)格入口軟件克服了用戶直接使用網(wǎng)格資源的困難，對用戶屏蔽網(wǎng)格資源復(fù)雜的內(nèi)部細(xì)節(jié)，使得用戶能通過一個熟悉的用戶界面，一致的操作方式和高效方便的訪問機(jī)制來使用和獲取網(wǎng)格服務(wù)，從而解決網(wǎng)格系統(tǒng)使用復(fù)雜的問題。但是網(wǎng)格入口軟件需要用戶授權(quán)服務(wù)器以用戶身份去執(zhí)行任務(wù)，用來發(fā)起用戶對資源的操作，而在網(wǎng)格環(huán)境下，資源被g s i 所保護(hù)，所以g l o b u s 的構(gòu)件成為網(wǎng)格事實上的標(biāo)準(zhǔn)。g s l 支持這種授權(quán)，而標(biāo)準(zhǔn)的w e b 安全協(xié)議并不支持。這樣就在網(wǎng)格安全和w e b 安全協(xié)議之間產(chǎn)生了不一致【8 1 。但是現(xiàn)有的網(wǎng)格入口軟件大多不是基于w e b 的，遠(yuǎn)程用戶使用不方便，在網(wǎng)格作業(yè)管理，安全管理等方面做得不好，尤其是在網(wǎng)格監(jiān)控方面暴露出諸多不足，如：監(jiān)控內(nèi)容有限，監(jiān)控內(nèi)容主要是反映主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)性能狀態(tài)的信息如負(fù)載等，缺乏對用戶任務(wù)的監(jiān)控【9 1 。西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文41 3 研究目的及現(xiàn)狀1 3 1 研究目的本文的研究目的是研究開發(fā)一個基于w e b 的網(wǎng)格入口軟件，在入口軟件用戶安全管理部分采用了m y p r o x y 機(jī)制，解決了g s i 安全機(jī)制和w e b 安全協(xié)議之間的不一致，使兩者之間平滑結(jié)合；并在網(wǎng)格入口軟件中增加了作業(yè)管理和資源管理，針對網(wǎng)格監(jiān)控信息不足的情況下提出了任務(wù)運行期監(jiān)控的概念，提出了m d s 結(jié)合的網(wǎng)格監(jiān)控方法和自主開發(fā)的網(wǎng)格監(jiān)控方法，增加了對網(wǎng)格任務(wù)執(zhí)行過程的實時監(jiān)控，在任務(wù)調(diào)度中采用了基于遺傳算法的任務(wù)調(diào)度策略代替了g l o b u s 的先來先服務(wù)任務(wù)調(diào)度策略。該網(wǎng)格入口軟件監(jiān)控內(nèi)容豐富，對用戶屏蔽了網(wǎng)格資源復(fù)雜的內(nèi)部細(xì)節(jié)，使遠(yuǎn)程用戶能通過一個基于w e b 的界面，一致的操作方式和高效方便的訪問機(jī)制來使用網(wǎng)格系統(tǒng)和獲取網(wǎng)格服務(wù)，克服了用戶直接使用網(wǎng)格資源的困難。1 3 2 研究現(xiàn)狀當(dāng)前網(wǎng)格入口軟件工具主要有：國外的有美國先進(jìn)計算基礎(chǔ)設(shè)施全國聯(lián)盟( n p a c i ) 的h o t p a g e ；a r g o n n e 的c o g ，東京工業(yè)大學(xué)開發(fā)的的j i p a n g ，美國m i s s i s s i p p i 州立大學(xué)開發(fā)的m c w p ，加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的g r i dp o r t a ld e v e l o p m e n tk i t ，美國得克薩斯卅i 大學(xué)( t a c c ) 開發(fā)的g r i d p o r t ，歐盟g r i d l a b項目下的g r i d s p h e r e ，n m i 開發(fā)的o g c e 等。當(dāng)前對網(wǎng)格任務(wù)監(jiān)控的研究還處于起步階段，還沒有形成一個公認(rèn)的行之有效的解決辦法。一些網(wǎng)格系統(tǒng)對任務(wù)監(jiān)控進(jìn)行了嘗試，在一定程度上能實現(xiàn)部分功能：g i o b u s 對任務(wù)監(jiān)控的支持不夠，缺乏對任務(wù)狀態(tài)及運行情況的報告，缺乏友好的客戶端。在l e g i o n 中，提交任務(wù)的l e g i o n 工具可監(jiān)測任務(wù)對象，但是它們返回給用戶的信息很有限。只有當(dāng)用戶指定特定的任務(wù)運行在特定的主機(jī)上，并且用戶正好擁有那臺機(jī)器的帳號，則用戶可以登錄到那臺機(jī)器，使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)可提供的工具來監(jiān)控任務(wù)的執(zhí)行過程。如果用戶提交任務(wù)，但不指定該任務(wù)在哪臺機(jī)器上執(zhí)行，則用戶不能獲得任何與該任務(wù)有關(guān)的信息，這不符合網(wǎng)格的思想。n i m r o d 系統(tǒng)提供了圖形工具能幫助用戶查看任務(wù)的執(zhí)行過程，但該系5西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文統(tǒng)沒有提供方法以訪問中間文件或者提供傳統(tǒng)意義上的輸入文件。歐洲d a t a g r i d的r - g m a 完全可替代m d s 的g i i s ，使用靈活，它開發(fā)的l & b ( l o g g i n ga n db o o k k e e p i n g ) 為用戶提供了對任務(wù)的有效管理服務(wù)。l & b 提供的服務(wù)包括三方面：( 1 ) l o g g i n g ，是為任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)存儲長期信息的服務(wù)；( 2 ) b o o k k e e p i n g ，是為當(dāng)前活動任務(wù)存儲短期信息的網(wǎng)格服務(wù)；( 3 ) a c c o u n t i n g ，記帳，提供對資源消耗統(tǒng)計的網(wǎng)格服甜1 0 】。以上網(wǎng)格系統(tǒng)除d a t a g r i d 的l & b 外都沒有提供一種機(jī)制獲取任務(wù)的資源消耗信息。除了n i m r o d 外，都沒有綜合的任務(wù)監(jiān)控工具。l & b 為任務(wù)提交與監(jiān)控服務(wù)之間提供了橋梁，但它還不是針對用戶的監(jiān)控系統(tǒng)而是資源管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，用戶可直接獲得的信息還不能完全滿足用戶的要求，如對任務(wù)進(jìn)行實時的監(jiān)控?？傊?，目前的網(wǎng)格系統(tǒng)對任務(wù)監(jiān)控的支持非常薄弱，在這方面的研究有著廣闊的空間。當(dāng)前對網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度的研究有：b u y y a 提出了一種基于應(yīng)用經(jīng)濟(jì)模型的優(yōu)化調(diào)度模型，其目的是在資源的擁有者和使用者之間建立一種“交易”，以盡可能低的費用滿足資源使用者進(jìn)行計算任務(wù)的最低要求；v i n c e n z o 介紹了一種基于遺傳算法的資源調(diào)度算法，其目的是為了盡可能地提高資源的使用率和吞吐量；另外a b r a h a m 等人介紹了模擬退火等進(jìn)化算法在網(wǎng)格資源調(diào)度中的應(yīng)用；x u 等人介紹了螞蟻算法的應(yīng)用。但是它們沒有考慮到任務(wù)之間的依賴關(guān)系( 1 2 】。1 4 論文的主要工作論文的主要工作包括： 在分析網(wǎng)格使用模式的基礎(chǔ)上，研究實現(xiàn)了一個基于w e b 的網(wǎng)格入口軟件w e b g r i d 。 在網(wǎng)格用戶管理部分采用m y p r o x y 機(jī)制，解決了g s i 安全機(jī)制和w e b 安全協(xié)議之間的不一致。 提出了任務(wù)運行期監(jiān)控的概念，自主開發(fā)了的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)。 在系統(tǒng)中實現(xiàn)了基于遺傳算法的任務(wù)分配策略。1 5 論文的主要貢獻(xiàn) 在網(wǎng)格安全管理部分中采用m y p r o x y 機(jī)制，解決了g s i 安全機(jī)制和w e b6西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文安全協(xié)議之間的不一致。提出現(xiàn)有網(wǎng)格環(huán)境下實現(xiàn)任務(wù)監(jiān)控的方法，殲發(fā)了網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)。在系絞中實現(xiàn)了蘩予逮簧算法懿鎂務(wù)努聚策峨。1 6 論文的組織全文共分六章。第一章為網(wǎng)格研究緒論，重點介緇瞄格入口軟件研究的背景、現(xiàn)狀及我所研究的目的和意義。第二章分纓列格羨鼴模式霸爨摻入秘贛 孛蛩 究現(xiàn)狀e第三章介紹網(wǎng)格監(jiān)控中的任務(wù)監(jiān)控方法。第四章介紹基于遺傳算法的網(wǎng)格任務(wù)分配方法研究。第五章分綏基手w e b 躲題揍入隧軟終豹囂系終穗及關(guān)鍵技零。第六章介紹基于w e b 的網(wǎng)格入口軟件的設(shè)計與實現(xiàn)。第七章總結(jié)與展望。西北大學(xué)計算機(jī)系碳士研究生論文?第二章網(wǎng)格入口軟件研究網(wǎng)格系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上來說是基于廣域網(wǎng)的分布式異構(gòu)系統(tǒng)，從應(yīng)用模式上來說也是分布式異構(gòu)的并行應(yīng)用模式，這就導(dǎo)致網(wǎng)格系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用也很復(fù)雜。未了克服用戶直接使用網(wǎng)格資源的困難，需要在用戶和網(wǎng)格系統(tǒng)之間開發(fā)新的中間件，以對用戶屏蔽網(wǎng)格資源使用復(fù)雜的內(nèi)部細(xì)節(jié)，使用戶能通過一個熟悉的用戶界面，一致的操作方式和高效方便的訪問機(jī)制來使用網(wǎng)格系統(tǒng)和獲取網(wǎng)格服務(wù)，從而解決網(wǎng)格系統(tǒng)使用復(fù)雜的問題，這樣的中間件稱為網(wǎng)格入口軟件 6 l ”。2 1 網(wǎng)格的使用模式剖析2 1 1 網(wǎng)格的使用模式的要求作為構(gòu)造虛擬組織系統(tǒng)和應(yīng)用的平臺，普遍存在的w e b 技術(shù)很有競爭力。這些技術(shù)能夠出色的支持瀏覽器- - n 務(wù)器交互模式，是今天的w e b 的基礎(chǔ)但是它們?nèi)狈M足在虛擬組織中更復(fù)雜的互動所需要的能力。例如，現(xiàn)在的w e b 瀏覽器并不支持單一簽證或授權(quán)技術(shù)。如果能采用清晰的步驟來結(jié)合網(wǎng)格和w e b 技術(shù)，那么能大大促進(jìn)網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展。例如，單一簽證技術(shù)擴(kuò)展了g s i 的能力，如果集成到瀏覽器的話，將實現(xiàn)對許多w e b 服務(wù)器的單一簽證，g s i 將賦予w e b 客戶代理的能力。這些能力，使得用w e b 技術(shù)來建立“虛擬入口”( 對復(fù)雜的虛擬組織應(yīng)用提供一個瘦客戶接口) 更加容易。另外，作為網(wǎng)格發(fā)展中一個致命的問題是它的使用環(huán)境不是很友好，現(xiàn)在的許多網(wǎng)格應(yīng)用大多集中在科研或者軍事上，還沒有運用到商業(yè)上來，這在很大程度上是由于其使用環(huán)境的不友好所致的，所以現(xiàn)在急需一種使網(wǎng)格使用環(huán)境變得友好和方便的技術(shù)，從而促進(jìn)網(wǎng)格的商業(yè)化發(fā)展。而網(wǎng)格入口軟件是實現(xiàn)這種愿望的最好技術(shù)，它是連接網(wǎng)格應(yīng)用、網(wǎng)格用戶和網(wǎng)格系統(tǒng)的有效橋梁。2 1 2 網(wǎng)格使用環(huán)境的特點相對傳統(tǒng)的c s 和b s 結(jié)構(gòu)來說，基于網(wǎng)格的使用環(huán)境有其自己的特點：西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文首先它是一種特殊的兩層的c s 結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)兩層c s 結(jié)構(gòu)不同的是，網(wǎng)格客戶端中嵌入了網(wǎng)格中間件層一網(wǎng)格操作系統(tǒng)，其主要的作用是實現(xiàn)網(wǎng)格資源的統(tǒng)一分配和管理，從而實現(xiàn)網(wǎng)格的單一系統(tǒng)映象，所以網(wǎng)格客戶端不再是傳統(tǒng)客戶端那樣完成數(shù)據(jù)的邏輯處理和表示功能，而是一個網(wǎng)格的入口軟件：網(wǎng)格服務(wù)器端也不是傳統(tǒng)意義上的物理服務(wù)器，而是單一系統(tǒng)映象下的虛擬服務(wù)器，通常由若干個提供網(wǎng)格服務(wù)的設(shè)備在網(wǎng)格操作系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理下共同完成任務(wù)，克服了傳統(tǒng)服務(wù)器單獨提供服務(wù)的局限。 具有客戶端可編程能力。傳統(tǒng)瀏覽器的主要功能是“瀏覽”，將服務(wù)器傳送過來的頁面進(jìn)行解釋和顯示。由于網(wǎng)格操作系統(tǒng)能向應(yīng)用層提供完善和靈活的系統(tǒng)調(diào)用接口，使得網(wǎng)格瀏覽器已經(jīng)突破了“讀”的限制，而且可以透過編程接口向罔格操作系統(tǒng)發(fā)送控制、調(diào)度等命令，使用戶具有了“主動”支配和監(jiān)控應(yīng)用服務(wù)的能力。 服務(wù)器端服務(wù)組合的能力。傳統(tǒng)的服務(wù)器端的服務(wù)是定制的，用戶只能被動地使用服務(wù)器上編制好的服務(wù)，而不能根據(jù)自己的需要主動安排服務(wù)，而網(wǎng)格的服務(wù)器可以讓用戶使用服務(wù)定義的接口將所需的服務(wù)自由地進(jìn)行組合調(diào)用，達(dá)到了更高層次的服務(wù)共享。用戶使用高度透明化。使用傳統(tǒng)w e b 服務(wù)時，用戶必須知道提供服務(wù)的服務(wù)器的域名，并且客戶端與服務(wù)器端只能建立一對一的連接，而網(wǎng)格用戶在使用網(wǎng)格服務(wù)時，只需通過指定的訪問接口( 系統(tǒng)調(diào)用或是系統(tǒng)命令) 來指定服務(wù)的名稱和類型和提交用戶數(shù)據(jù)，由網(wǎng)格操作系統(tǒng)來透明的完成服務(wù)之間的分配和協(xié)調(diào)，并且可以在網(wǎng)格客戶端和網(wǎng)格服務(wù)設(shè)備之間透明的建立一對多的連接關(guān)系。 支持“會話( s e s s i o n ) ”功能。網(wǎng)格操作系統(tǒng)具有“會話”功能，可以將用戶提交的任務(wù)狀態(tài)保留在指定的文件中，從而突破了傳統(tǒng)w e b j 艮務(wù)器基于一次連接提供一次會話服務(wù)的“無狀態(tài)記錄”局限，從而使得網(wǎng)格用戶具有更強(qiáng)的遠(yuǎn)程控制能力，可以基于一次會話使用多次連接，可以遠(yuǎn)程的部署、啟動、查詢、監(jiān)控網(wǎng)格上任務(wù)的執(zhí)行情況，也可以根據(jù)自己的需要等待或是不等待任務(wù)執(zhí)行完畢，更好的提高了客戶端的工作效9西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文率。 減少了系統(tǒng)中的性能瓶頸。嵌入了網(wǎng)格操作系統(tǒng)的網(wǎng)格使用模式突破了w e b 應(yīng)用的“五大瓶頸”，實現(xiàn)了網(wǎng)格上的單一系統(tǒng)映象。網(wǎng)格操作系統(tǒng)就象是網(wǎng)格的處理器一樣，由于放在客戶端，不但可以快速的響應(yīng)客戶請求，減少了通信時間、通信量和通信頻度，也消除了傳統(tǒng)w e b q ，由服務(wù)器來響應(yīng)客戶請求而造成的服務(wù)瓶頸。提高了系統(tǒng)的整體性能。由于網(wǎng)絡(luò)上通信次數(shù)的減少，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不會受到用戶數(shù)增長的直接影響，而主要取決于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量的大小，同時因為網(wǎng)格操作系統(tǒng)具有負(fù)載均衡的能力，可以按照服務(wù)負(fù)載的大小來分配網(wǎng)格服務(wù)設(shè)備，從而可以較好的保證網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器端的性能。 提高了系統(tǒng)的應(yīng)用擴(kuò)展能力。網(wǎng)格瀏覽器、網(wǎng)格操作系統(tǒng)和網(wǎng)格服務(wù)器之間的接口采用統(tǒng)一定義的訪問格式編寫，有利于用戶或是應(yīng)用程序開發(fā)員對應(yīng)用范圍進(jìn)行擴(kuò)展，也有利于網(wǎng)格管理員對軟硬件設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)充嘲。2 2 網(wǎng)格入口軟件功能網(wǎng)格入口軟件通過超鏈接、菜單選項、表單、按鈕等手段，提供網(wǎng)格計算環(huán)境中的單點登錄、作業(yè)提交、資源搜索和選擇、數(shù)據(jù)傳輸和拷貝等，提供各種商業(yè)網(wǎng)格服務(wù)訪問頁面，與w e bt 具相結(jié)合提供協(xié)同工作的問題解決環(huán)境?？傊?，網(wǎng)格入口軟件是網(wǎng)格計算環(huán)境的重要組成部分，它使用戶擺脫學(xué)習(xí)服務(wù)命令和編程接口等瑣事，而集中精力解決與具體領(lǐng)域相關(guān)的問題。網(wǎng)格入口軟件在g l o b u s 的基礎(chǔ)之上提供給用戶更高層和更方便的服務(wù)： 安全服務(wù)：網(wǎng)格入口軟件的安全服務(wù)是基于g l o b u s 的g s i 的。用戶通過w e b 瀏覽器使用用戶名密碼登錄網(wǎng)格入口軟件，此后，網(wǎng)格入口軟件就扮演用戶代理的角色和網(wǎng)格資源進(jìn)行安全交互，因此，入口軟件服務(wù)器必須獲取用戶的代理證書。 遠(yuǎn)程作業(yè)管理：提交、執(zhí)行和監(jiān)控網(wǎng)格作業(yè)的能力是網(wǎng)格入1 2 軟件的基西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文本需求。g l o b u s 的g r a m 僅提供了基本的遠(yuǎn)程作業(yè)服務(wù)實現(xiàn)，需要開發(fā)高層的網(wǎng)格入口軟件服務(wù)支持它。允許用戶在分配的資源上能夠看到作業(yè)隊列情況和調(diào)度信息，能夠跟蹤作業(yè)執(zhí)行和了解作業(yè)執(zhí)行失敗時的日志信息。當(dāng)將大型的網(wǎng)格應(yīng)用和復(fù)雜的工作流程執(zhí)行系統(tǒng)作為網(wǎng)格服務(wù)進(jìn)行部署時，網(wǎng)格入口軟件必須能夠提供對他們的訪問工具【7 】o監(jiān)控服務(wù)：網(wǎng)格監(jiān)控工具也是入口軟件中的一個必要角色。每一個網(wǎng)格用戶在網(wǎng)格上都應(yīng)該擁有一個私有的、持久不變的信息存儲空間，用來存儲用戶需要的重要信息。這些信息包括用戶感興趣的各種資源索引、資源的詳細(xì)信息、用戶提交作業(yè)的運行狀態(tài)( 掛起、正在運行、運行失敗、錯誤信息) 等等?；趃 l o b u s 的m d s ，信息服務(wù)工具還可提供用戶查詢網(wǎng)格資源的各種動態(tài)信息，例如，某個網(wǎng)格結(jié)點的c p u 空閑率 13 1 。2 3 網(wǎng)格入口軟件研究網(wǎng)格入口軟件大致可分為四類： 面向用戶的入口軟件。這類軟件一般主要集中于簡單的作業(yè)提交，作業(yè)追蹤，文件管理和資源選擇等。n p a c i 的h o t p a g e 是其代表作，其他的還有西安交通大學(xué)開發(fā)的w e b c o m 等等。 入口構(gòu)件軟件。這類軟件為用戶提供所需的a p i 函數(shù)，用戶通過該a p i函數(shù)實現(xiàn)與網(wǎng)格環(huán)境的交互。如a r g o n n e 的c o g 東京工業(yè)大學(xué)的j i p a n g 等?？茖W(xué)應(yīng)用入口軟件?？茖W(xué)應(yīng)用入口軟件是個面向應(yīng)用的使用環(huán)境，通過該環(huán)境用戶可以編程實現(xiàn)其復(fù)雜的應(yīng)用任務(wù)，并使用遠(yuǎn)程資源之行其任務(wù)。如美國m i s s i s s i p p i 州立大學(xué)開發(fā)的m c w p 等?；趙 e b 的入口軟件。如g r i dp o r t a ld e v e l o p m e n tk i t ( g p d k ) ，g f i d p o r t 、g f i d s p h e r e o g c e 等等。國內(nèi)基于w e b 的網(wǎng)格入口軟件主要有華南理工大學(xué)開發(fā)的通用網(wǎng)格平臺，上海交通大學(xué)開發(fā)的上海網(wǎng)格等。西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文圈2 。1 各種網(wǎng)格入口工具的性能比較猙l( 1 ) g p d k ，是熱弼大學(xué) 鑫競聰分校開發(fā)翦黼格入日較儔開發(fā)工吳包磷畿已經(jīng)不被支持，g p d k 掇供了一個實用網(wǎng)格的多層中間件，使用tm v c 設(shè)計模式，從訪閹網(wǎng)格服務(wù)的邏輯中分離控制層和表示層。g p d k 用三個核心的組件來對應(yīng)m v c 筏踅。入嗣軟件芍 擎( p o r t a le n g i n e ，p e ) ，是g p d k 孛懿總控制審心；使用j a v as e r v l e t 實現(xiàn)具體控制各模塊頁面請求的行為頁面對蘇( a c t i o n p a g eo b j e c t s ，a p o ) ；弱來曼搽結(jié)果的視圖貿(mào)( v i e wp a g e s ，v p ) 。a p o 負(fù)責(zé)控鐿髑封裝請求辯象來嚷應(yīng)各秘備樣靜操作。v p 負(fù)責(zé)挺a p o 晌應(yīng)入霜軟徉操作靜縮鬃以h t m l 的方式顯示給用戶具體的頁面視圖 14 1 。安全w e b 鼴務(wù)器j s p ，s i；t y l e r 容器( j a k a r t at o m e a t )霸警糊臻潺漓勰入口軟佟葶| 擎痘嗣遂爨顯忝縫靜( j a v ab e a n $ )( j s p )( j a v as e l v e t )行為頁面對氯視圖頁黼鞭麟革患黛錄作監(jiān)提交l 信惠查誨l 數(shù)據(jù)傳輸革點登錄塑燃j a v a c o gj a v a m a i ll d a p s d k其它類摩圖2 2g p d k 體系結(jié)構(gòu)g p d k 尋求提供應(yīng)用綴入口軟件釉用戶級入口軟件能力，具肖以下功能1 2瑙北大學(xué)計算帆茉碩士研究生論文g p d k 的核心設(shè)計成通用的、可簸用的公共組件。通過j a v ac o g 訪問g l o b u s 提供的網(wǎng)格服務(wù)，并保持媯新版g l o b u s 的兼容性。為每個麓戶援豢一令搿定裁熬霹楱入鏊較薛登蒙拜凌( p r o f i l e ) ，弱寒保存用戶訪問網(wǎng)格入口軟件的相關(guān)信息如歷史作娥提交情況、資源和應(yīng)用的授權(quán)信息、以及其它的專業(yè)用戶感興趣的信息。p r o f i l e 易于擴(kuò)展，可戳禳據(jù)蔽弱疆穆入鞠軟 孛煞定裁耩求添蠢瑟更多繇境震縫。提供一個完全開放的汗發(fā)環(huán)境，利用g p d k 雕格服務(wù)的核心組件，可以定制和_ 開發(fā)各種網(wǎng)格入口軟件服務(wù)。g p d k 還提供了可擴(kuò)展庫和一個模投入瑤款律，黎臻開發(fā)入受迅速滾囂發(fā)窩幫溪備耱其薅豹瓣格瘦莠l 窩愛戶定制的入口軟件服務(wù)。g p d k 盡量采用成熟的軟件技術(shù)( s c r v l c t 、j a v a b e a n 等) 、通用的接口協(xié)談( h t t p 、l d a p 等) 霸開藏懿類露( j a v a c o g 、j a v a m a i l 、n e t s e a p e l d a ps d k 罅) ，使其與現(xiàn)宥的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)之間w 以相互操作，并具有良好的可擴(kuò)腿性。( 2 ) g r i d p o r t3 ，是n p a c i ( n a t i o n a lp a r t n e r s h i pf o r a d v a n c e d c o m p u t a t i o n a li n f r a s t r u c t u r e ) 開發(fā)的網(wǎng)格入口軟件開發(fā)工具包?，F(xiàn)在版本是g r i d p o r t3 ，基于j 2 e e 、d b m s 翔j a v a 等技術(shù)，改變了以前( g r i d p o r t 2 x 之前) 基予p e r l 語言設(shè)詩靜方法。g r i d p o r t 靜體系維擒框架蓬鏊_ 予j 2 e e 禳繁上建立超親瓣，支持?jǐn)?shù)擐滕、安全( j a a s ) 和事務(wù)管理【1 5 】。g r i d p o r t 是構(gòu)建在g t 3 之上的，并且集成工饞流系統(tǒng)如，g r i d a n t 、o p e ng c er u n t i m ee n g i n e ( o g c e ) 、p e g a s u s 和c o n d o rd i a g m a n 。g r i d p o r t3 疆供了淡下鼴務(wù)； 帳號例建和認(rèn)證；批處聯(lián)作業(yè)提交；命令亳 l i 行；作業(yè)序列( j o bs e q u s e n c e r ) ；文件鞠數(shù)據(jù)管理；圈格入瞄較傳詹惠纛( g r i d p o r t a l i n f o r m a t i o n r e p o s i t o r y ，g r i r ) ：演示入口軟件。( 3 ) o g c e ：全稱是開放網(wǎng)格詩算環(huán)境( o p e ng r i dc o m p u t i n g1 3磷北大學(xué)計算機(jī)燕碩士研究生論文e n v i r o m e n t s ) ，是n m i 的一個網(wǎng)格入口軟件原型。它是構(gòu)建在j e t s p e e d 入口軟件框架上。一個功能非常強(qiáng)大的入口軟件，易于安裝和配置。支持各種g l o b u s版本，并且可以集成g r i d p o r t3 入口軟件。但是，它的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的過于凌亂和復(fù)雜，不利于在它上面開發(fā)具體的網(wǎng)格具體應(yīng)用入口軟件【1 6 】。( 4 ) g r i d s c a p e ：一個快速創(chuàng)建交互和動態(tài)網(wǎng)格實驗床( t e s t b e d ) w 曲入1 2 1 軟件的工具，是g r i d b u s 項目的一個產(chǎn)品。它有兩個關(guān)鍵的獨立組件( 一個w e b 應(yīng)用和一個相關(guān)的管理工具) ，基于m v c ( m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) 使用j a v a語言設(shè)計的【1 7 】。它的設(shè)計目標(biāo)是：允許快速的創(chuàng)建網(wǎng)格實驗床入口軟件；允許簡單的入口軟件操作和管理；提供一個清晰的和用戶友好的網(wǎng)格測試床資源全景視圖： 靈活的設(shè)計和實現(xiàn)，例如，核心組件可以被重用，提供高層的可移植性。西北大學(xué)計算機(jī)系碩士研究生論文1 4第三章網(wǎng)格監(jiān)控中的任務(wù)監(jiān)控研究在以前的網(wǎng)格監(jiān)控系統(tǒng)中，無論怒g m a 還是g l o b u s 的m d s 都是針對剛格資源豹監(jiān)控，蔗缺乏對潮格任務(wù)的實時監(jiān)控，兩網(wǎng)摻任務(wù)監(jiān)控是蹦椿系統(tǒng)進(jìn)程烴能調(diào)整移鐿談發(fā)現(xiàn)的依據(jù)，是保證經(jīng)務(wù)鞭藉完成斡熬簧支撐，是瓣椿入西軟佟黧要的一部分。任務(wù)監(jiān)控成獲取的信息可分為兩大類：任務(wù)狀態(tài)和任務(wù)運行情況。任務(wù)狀態(tài)怒指任務(wù)處于哪個階段，是她于等待狀態(tài)述是正在運行，是運行失敗述是正常退窶；任務(wù)運行情況是指往務(wù)磁在運行時的蠢關(guān)情糯，絮遮行進(jìn)度、對瓷源的使用情況f 1 8 】。本章詳細(xì)介紹了網(wǎng)格侄務(wù)監(jiān)控的方法，討論了任務(wù)狀態(tài)的定義，任務(wù)信息豹收集，以及鑷務(wù)運行期監(jiān)控的要解決的必鍵翹題署鼴決途徑。3 1 網(wǎng)格監(jiān)控概述在網(wǎng)格支持下，用戶練舍使用互聯(lián)網(wǎng)上的資源如同使用本地資源一樣。用戶遴蓬入日較耱提交往務(wù)，資源代理揍爨并為任務(wù)尋筏與之籀配蕤炎源，最居任務(wù)被分配到棚應(yīng)的資源上完成。在這一過程中，網(wǎng)格髓控起著重要的作用，是羧個任務(wù)分配順利完成的基礎(chǔ)；一方面，要為計算任務(wù)找到合適的資源，這必須要能捷供搐述資滾特茬匏往熊數(shù)據(jù)；另一方箍，兩珞及潮絡(luò)上豹資源貔態(tài)牲大，遨躲須有一種寅時反映網(wǎng)絡(luò)及贊源當(dāng)前狀態(tài)的機(jī)制：另外，錯誤的檢測和發(fā)現(xiàn)機(jī)制也需要可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，囂格簸控包括資源滾控、任務(wù)藍(lán)接、數(shù)據(jù)統(tǒng)計每往篷分耨、霹卷、舞零掇警。資源監(jiān)控即獲取特定資源的有關(guān)性能數(shù)據(jù)或了解當(dāng)前狀態(tài)。任務(wù)般控又稱任務(wù)跟蹤，是指任務(wù)從分配到執(zhí)行完畢整個過程中的狀態(tài)照測。當(dāng)用戶程客戶端提感嫩控任務(wù)請求辯使廟動任務(wù)簸控服務(wù)。窀為當(dāng)前的活動任務(wù)存儲短麓的信惠。弱懣功能可針對用戶不同要求來記載資源濺任務(wù)的歷史記錄，并在此撼礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計翻性能分析。異常報警可判斷異常菇墩出反應(yīng)，具體的異常憾況視不同的闞格應(yīng)露系統(tǒng)黼舁1 9 1 。此外，隨著網(wǎng)格向蘺商業(yè)化方向的推進(jìn)，網(wǎng)格用戶了解與其任務(wù)有關(guān)的信息最褥越來越踅要。用戶期攫能了解任務(wù)髓當(dāng)前狀態(tài)、頸測任務(wù)的究戲時聞。必鼗1 5西北大學(xué)計算機(jī)累額士研究生論文時終止任務(wù)的執(zhí)行、了解任務(wù)的資源消耗情況等。所以網(wǎng)格監(jiān)控中的任務(wù)監(jiān)控成秀麗撂皮瘸孛熬重要繇節(jié)；蟶務(wù)蕊按系統(tǒng)應(yīng)獲取褥痿惠霹分必囂大類：經(jīng)務(wù)援態(tài)和任務(wù)落行情況。任務(wù)狀態(tài)是指任務(wù)處于哪個階段，是處于等待狀態(tài)還是正在運行，是運行失敗還是正常退出；任務(wù)運行情況怒指任務(wù)正在運行時的有關(guān)情況，絮運行邋疫、黠資源戇鑊強(qiáng)猿囂。3 2 任務(wù)狀態(tài)的監(jiān)控3 。2 。l 任務(wù)狀態(tài)鯰定義用戶任務(wù)從開始提交后在整個嫩命周期內(nèi)綴過了如下組件：用戶界面屢、資源代理、分配鼴務(wù)和詩葬結(jié)點。任務(wù)鑒控服務(wù)受褒收集整令過程中的重要攀傳數(shù)據(jù)并戳訝靠方式存儲、一般情況下“事件”反映了任務(wù)狀態(tài)的改變 確。任務(wù)生命周期如3 - 1 所示。圖3 1 任務(wù)生命周期從用戶的視角出發(fā)，任務(wù)狀態(tài)被定義為：8 提交一建戶逶遘入霜較傳提交 壬務(wù)，入露軟籜善我會適戇資源代理，幽找到后發(fā)布“提交”事件，此時任務(wù)處于“已提交”狀態(tài)。遮行一任務(wù)正穰運行。等待。宙予各耱原蠢，任務(wù)在資源代理酞殘墅等拷。魏：沒騫我萎 會逶酶資源。融預(yù)定一任務(wù)在計算環(huán)境本地隊列里等待。寬成一任務(wù)執(zhí)行完成。1 6西北大學(xué)詩算桃系碩士研究生論文 失敗一任務(wù)執(zhí)行失敗。檢查點一由于一些原因，任務(wù)停在檢查點并等待重新啟動。任務(wù)上傳孛一 壬務(wù)茨在逶過g a s s 騷務(wù)黃轅彳謄渡至l 遠(yuǎn)爨g a t e k e e p e r 過穰中。任務(wù)結(jié)果返回中一餃務(wù)正在通過g a s s 服務(wù)傳輸作業(yè)執(zhí)行縮果到本地過程孛。作業(yè)清除一作業(yè)執(zhí)行完畢后，當(dāng)用戶得到所有由任務(wù)產(chǎn)生的輸出文件后，將g a s s 緩存中的作業(yè)清除。3 2 。2 任務(wù)狀態(tài)信息懿救集我們對作業(yè)狀態(tài)的監(jiān)控采用訂閱一j 臌知機(jī)制，當(dāng)我們提交作業(yè)前，將為該作渡增熱終數(shù)狀愨蓬輯器和雩寥渡贛入竣出濺整舞爨，當(dāng)終垃狀態(tài)改交至執(zhí)行時，逶知作業(yè)管理辮，由作業(yè)管瓚者通知g a s s 服務(wù)器，將作業(yè)結(jié)果寫列g(shù) a s s 緩存中，當(dāng)作業(yè)狀淼改變至完成時，由g a s s 服務(wù)器將作業(yè)執(zhí)行結(jié)果返回客戶端，然惹濤狳緩移棗終業(yè)。3 3 任務(wù)運行期的監(jiān)控3 。3 1 要解決鼴關(guān)鍵溺邈任務(wù)運彳亍期的監(jiān)控就題監(jiān)控任務(wù)的備個進(jìn)程對資源的占用情況，對任務(wù)運行情況豹監(jiān)控黢終落實到對囂主機(jī)上執(zhí)紛的進(jìn)程的監(jiān)揆，在主楓操 乍系統(tǒng)的支持下，可良穰方便開發(fā)奎贛疲靜信意提供畿。毽是，黧秘將孵穡任務(wù)稚潮格資源節(jié)點上運行的進(jìn)程建立起關(guān)聯(lián)? 這是解決任務(wù)監(jiān)控問題的關(guān)鍵所在。具體為以下兩個步驟：監(jiān)控系統(tǒng)首先應(yīng)找到執(zhí)行任務(wù)的資源，然后凌資源上找到侄務(wù)對應(yīng)的避疆f 1 0 1 1 1 8 1 。3 3 2 問題的解決途徑1 。煎控濺務(wù)端與撬費錢務(wù)豹資源連接鞠建立目前g l o b u s 的任務(wù)管理和資源管理模塊都沒有對任務(wù)狀態(tài)報岱的接口，所以當(dāng)任務(wù)被提交后，監(jiān)控客戶端并不知邀該任務(wù)被分黼到t n g 個資源節(jié)點。所以1 7麟北大學(xué)計算機(jī)蒜頸士研究生論文要實現(xiàn)對任務(wù)運行情況的監(jiān)控，就必須在監(jiān)控服務(wù)端與資源的主監(jiān)控器之間建立聯(lián)系。我鋸霹 三l 遽j 篷器錄鼴務(wù)來實瑗，本這資滾管理者接羧鎂務(wù)器囪全爨瓣錄簸務(wù)注冊，任務(wù)監(jiān)控服務(wù)通過查詢?nèi)帜夸浄?wù)找到相應(yīng)的本地目錄，從而與本地資源的童監(jiān)控器建立連接。2 。往務(wù)與進(jìn)程慰痤關(guān)系楚燕纛監(jiān)控系統(tǒng)找到執(zhí)行某一任務(wù)的資源后，依然不能順利地通過監(jiān)控進(jìn)程來了解任務(wù)的執(zhí)行情況。因為在資源上運行的進(jìn)程有可能屬于某個網(wǎng)格任務(wù)，也肖可能屬于冀穩(wěn)弼穩(wěn)在務(wù)，還蠢可能t | 霉予零建曩產(chǎn)熬 瓣輳 壬務(wù)。掰鼓要實臻辯矮務(wù)運行情況的監(jiān)控，就必須將網(wǎng)格任務(wù)與其進(jìn)程建立起