网络计算环境:资源管理与互操作

内容简介

《网络计算环境：资源管理与互操作》以多重视角全面系统地讲述了以网格计算系统为代表
的网络计算环境中资源管理和互操作相关的概念、方法、技术、
系统及应用实例。《网络计算环境：资源管理与互操作》由网格资源管理、网格监控和网格互操作
三部分组成。
《网络计算环境：资源管理与互操作》针对资源管理与互操作的概念、架构和技术细节等相关
问题提出了解决方案，并给出了统一的抽象化模型和大量的应用
实践。这些内容大多数来自于作者多年来在相关领域的研究成果
和实际项目工作。

目录

目录
序 前言
第一篇网格资源管理
第 1章网格资源管理概述 3
1.1 网格资源 3
1.2 资源管理的目的和功能4
1.3 资源管理操作 5
1.3.1 资源信息收集 5
1.3.2 资源信息更新 5
1.3.3 资源发现5
1.3.4 资源分配5
1.3.5 资源定位5
1.3.6 资源迁移6
1.3.7 资源预约6
1.4 网格资源表示 6
第 2章资源管理研究与相关技术 7
2.1 URI模型7
2.1.1 URI、URL、URN之间的关系 7
2.1.2 URI的发展历史 8
2.1.3 URI引用 9
2.1.4 URI解析 10
2.1.5 URI与 XML命名空间 10
2.2 OGSA服务框架 11
2.2.1 Web Service基础 12
2.2.2 命名 12
2.3 WSRF框架 13
2.3.1 WSRF的提出 13
2.3.2 WSRF的技术规范 14
2.3.3 WSRF的优点及发展 15
2.4 Web Service模型 16
2.4.1 Web Service产生的背景 16
2.4.2 Web Service的架构 16
2.4.3 Web Service关键技术 17
2.4.4 Web Service的优点 21 参考文献 21
第 3章网格资源管理模型 23
3.1 网格资源表示的需求 23
3.2 网格资源表示的关键问题 24
3.2.1 地址空间的组织(包括表示与描述) 24
3.2.2 部署与注册 24
3.2.3 定位与发现 24
3.2.4 资源的使用 24
3.2.5 资源的更新和凋亡 25
3.2.6 底层管理 25
3.3 网格资源描述模型 25
3.3.1 物理地址空间 26
3.3.2 虚拟地址空间 26
3.3.3 有效地址空间 26
3.3.4 地址转换 26 参考文献 27
第 4章资源发现与访问 28
4.1 网格资源发现需求 28
4.1.1 网格资源发现机制的主要任务 28
4.1.2 现有的网格资源的查找方式 28
4.1.3 资源发现机制的基本思想和关键技术 29
4.1.4 面临的主要问题 30
4.2 网格资源发现技术 31
4.2.1 UDDI 31
4.2.2 Globus Toolkit 31
4.2.3 Condor 32
4.2.4 UNICORE 33
4.2.5 LCG/EGEE 33
4.3 P2P系统的资源发现 34
4.3.1 非结构化 P2P系统 34
4.3.2 结构化 P2P系统 35
4.3.3 不同结构的 P2P系统比较 35
4.4 基于 P2P的网格资源发现系统 36
4.4.1 非结构化系统 36
4.4.2 结构化系统 38
4.5 结论 42 参考文献 42
第 5章织女星计算网格 45
5.1 软件层次 45
5.2 硬件拓扑 46
5.3 部署结构 46
5.4 运行结构 47
5.5 主要模块功能及实现 48
5.5.1 信息服务 49
5.5.2 作业服务 51
5.5.3 文件服务 52
5.5.4 资源管理 54
5.5.5 安全机制 55
第 6章织女星信息网格 59
6.1 资源空间问题 59
6.1.1 应用需求和问题 60
6.1.2 信息网格资源空间问题 60
6.2 问题定义 61
6.3 REVP模型 62
6.3.1 物理关系 62
6.3.2 虚拟关系 64
6.3.3 有效关系 66
6.3.4 REVP特点 67
6.4 社区 68
6.5 信息总线 69
6.5.1 命名和表示 69
6.5.2 物理地址命名 69
6.5.3 逻辑地址命名 70
6.5.4 信息总线 70
6.6 REVP模型性质讨论 71
6.7 REVP模型应用 73
6.8 REVP模型实现 75 参考文献 76
第二篇网格监控
第 7章网格监控概述 79
7.1 网格资源管理概述 79
7.2 需求分析 80
7.3 技术难点 81
7.4 监控模型 82
7.4.1 闭环模型 82
7.4.2 层次模型 83
7.4.3 生产者 /消费者模型 83
7.4.4 基于资源自主逻辑的监控模型 84
7.5 监控系统的分类 87
7.6 典型的监控系统介绍 88
7.6.1 网络气象服务 NWS 88
7.6.2 Gang

摘要与插图

第一篇 网格资源管理
第 1章
当前不论是科学计算、商业计算、企业计算、家庭计算还是个人计算，几乎无一例外都是以网络为基础的计算环境。网络为基础的计算环境的一个基础性问题就是资源的表示和访问问题，这是资源管理、资源共享、资源交互、资源计算的基础。云计算技术、网格技术提供了跨组织、跨地域资源共享和协同的技术与方法，通过这些技术可以协同分散在各地的大量科研资源来求解复杂的科研问题，也可以实现广域范围内的商业计算和信息共享。就像 TCP/IP协议是互联网的核心一样，为了实现跨地域的资源及计算力协同共享的目的，同样需要制定一系列的标准和规范，如统一命名 /术语、统一计算资源的属性和语义描述、功能实现的技术方法等。网格资源表示与访问标准提供一套资源接入网格系统的规范和接口，以及访问和利用网格资源的接口标准。
1.1 网格资源
网格资源是指所有能够通过网格远程使用的实体，包括计算机软件、计算机硬件、设备和仪器、人类资源等。计算机软件资源包括系统软件、应用程序、数据等；计算机硬件资源包括处理器、存储器、硬盘，以及其他计算机设施；设备和仪器包括通信介质、天文望远镜、显微镜、传感器等；人类资源是网格上昀具有伸缩性的资源，它是指人的知识、能力等多种因素。
网格资源的种类很多，功能各异，可以从不同的角度将它们分成不同的类别。根据资源能否移动可将资源分为可移动资源和不可移动资源。可移动资源包括数据、程序、代码等，不可移动资源是无法通过网格操作实现地理位置移动的资源，如各种硬件、设备。根据资源是否可重复使用的特性可将资源分为可重复使用的资源和不可重复使用的资源。根据资源是否可复制的特性可将网格资源分为可复制资源和不可复制资源，可复制资源是指可以通过指令或服务请求把一份资源变为多份，如数据、应用程序、服务等。
网格中的资源具有以往集群系统、并行系统和分布式系统中的资源所不具备的特点。第一个特点是异构性，网格中的资源种类繁多，功能各异，访问接口也不尽相同，本地管理系统不同，共享规则不同。第二个特点是动态性，网格中的资源可自由地随时加入和离开网格系统，资源的可用状态、服务能力、负载等都随时间而动态变化。第三个特点是自治性，网格资源由本地管理机构管理，网格资源的使用必须遵循资源拥有者的管理策略。第四个特点是二分性，网格资源是由具体的资源拥有者提供的，除了专门提供给网格用户使用的网格资源之外，大部分资源同时作为网格用户可以使用的网格资源和资源拥有者自己使用的本地资源，网格资源的使用必须要保证资源本身的安全、资源拥有者的利益以及使用该资源的其他网格用户的合法权益。
网格资源的这些特点决定了网格资源管理系统应当隐藏异构性，为用户提供统一的访问接口；要屏蔽动态性，保证用户使用的质量；要尊重资源的本地管理机制和策略；要仔细审查网格用户的请求，确保网格资源的安全和资源拥有者的权益。
网格中的资源共享不同于以往的计算机之间的文件交换和远程登录，而是直接访问计算机、软件、数据、设备和仪器等资源。网格资源由其拥有者决定何时、何人、怎样使用。
1.2 资源管理的目的和功能
网格资源管理的任务就是把网格中分散的各种资源管理起来，使多个资源请求者可以共享使用网格中的同一个资源，资源请求者可以根据业务需要同时或先后使用网格中的多个资源，而不需要资源请求者付出额外的劳动。资源管理的目的包括以下三个方面。
(1)为用户提供访问资源的简单接口。资源管理模块隐藏资源实际使用的复杂技术细节，将物理资源抽象为逻辑资源，并提供给用户。
(2)协调资源的共享使用。资源