[發明專利]基于組件的網格中間件互交互方法

有效

• 申請號: 200810057410.4
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101226491A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 鄭緯民;武永衛;黃煒元
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

基于組件的網格中間件互交互方法屬于分布式技術與系統領域，尤其涉及高性能網格計算技術領域。

背景技術

現代科學研究中人們求解問題的領域在不斷擴大，問題的復雜程度、規模都在不斷擴大，尤其是高端科技領域，如高能物理，生物信息學等。解決這些問題所需要的計算能力也在大幅度提高。單獨的PC或者工作站已經不能滿足計算需求。隨著計算機和網絡技術的迅猛發展，很多組織和科研單位都擁有計算能力很強的超級計算機，如集群、并行計算機等。但這些機器往往因為只是孤立的為本單位服務而沒有充分發揮作用，在大部分時間處于空閑狀態。因此，打破地域的限制，協同使用在網絡上廣泛分布的各類資源已成為新的要求。網格技術的提出和發展正是為了滿足上述這種要求，其目標是實現網格虛擬環境上異構資源的共享和協同工作，消除信息孤島和資源孤島。

為了能方便透明的訪問網格資源，不同的學術研究組織和公司開發了許多網格中間件。中間件是介于網絡層和應用層之間的軟件層，它能提供辨識、確認、授權、目錄和安全等服務。中間件不僅僅實現互連，還要實現應用之間的互操作。它是基于分布式處理的軟件，最突出的特點是其網絡通信功能。網格中間件還應具有如下特點：滿足大量應用的需要；運行于多種硬件和操作系統平臺；支持分布式計算，提供跨網絡、硬件和操作系統平臺的透明性的應用或服務的交互；支持標準的協議；支持標準的接口。

然而，在今天的網格領域，不同的應用根據自己的需要開發自己的網格中間件，一些通用中間件之間也缺乏一個統一的標準。不同中間件之間無法互交互，網格中間件的不統一在一定程度上造成了更大的信息孤島。為了消除這種由網格中間件所帶來的信息孤島，不同網格中間件之間的互交互變得越來越重要。互交互包括兩層含義：語法上的互交互——不同的中間件根據一個統一的標準來互相交換信息；語義上的互交互——不同的中間件將交換的信息進行解析，理解并適用這些信息。

要達到語法和語義的互交互存在許多的難點和問題：

·缺乏一個統一的網格標準。到目前為止，網格界沒有一個統一的標準。即使提出了一些標準，如OGSA，JSDL，但是這些標準并沒有被所有的網格團體所接受。當前的網格中間件并沒有完全支持這些標準。

·網格實現的多樣性。即使有了諸如OGSA和JSDL的標準，這些標準的實現沒有一個統一的規范。不同的網格中間件對同一個標準的實現是不同的。

·缺乏一個通用的解決方案。目前的網格互交互解決方案都是針對特定的網格中間件提出的。這種方法雖然在一定程度上解決了網格中間件的互交互，但是并不是一個通用的方法。比如，UNICORE和Globus合作，讓用UNICORE和Globus構建的網格能夠互通，但是如果出現新的網格中間件需要和原有的系統交互，那么需要重新設計原有的系統使其能夠兼容新的中間件。

由于存在上述難點，工業界和學術界都花了很大的人力物力研究網格的互交互問題。歐盟UNICORE項目和美國Globus項目合作，設計一個能夠使UNICORE和Globus互相交互的網格互交互框架，著名網格中間件Condor也實現了和OGSA的互交互，還有諸如ALiEn-EDG，WorldGrid等項目。但是這些網格互交互項目都是對特定的兩個或多個網格中間件實現互交互。目前所有這些項目的做法都是在自己的網格中間件中加入需要互交互的其他網格中間件的驅動程序，通過這種方式來實現互交互。這種互交互的實現方式存在這顯而易見的缺點。當有新的網格中間件出現時，所有的已有的網格中間件都需要實現原有系統和新中間件交互的驅動模塊，同時新的中間件也需要實現對現有中間件的交互模塊。這并不是一個通用的解決互交互的方法。

Grid?Component?Model(GCM)是一個輕量級的易于開發網格應用的組件模型。GCM將Fractal組件模型作為基礎。GCM將接口與實現分離，實現了高可擴展性。一個標準的GCM組件模型包含：

·內容：組件內容是由組件控制器控制的一個抽象實體。一個組件的內容由子組件和子組件的綁定構成。他是一個遞歸的結構。

·控制器：控制器包含了組件的各種控制功能。組件的控制器可以對組件執行任何控制操作。

·服務端接口：接收操作指令的組件接口。

·客戶端接口：發出操作指令的組件接口。

·功能接口：組件的功能接口實現組件的具體功能。

·控制接口：非功能方面的任何接口稱之為控制接口。