專利名稱：一種支持自適應(yīng)調(diào)度的網(wǎng)格中間件系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)格中間件技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種支持自適應(yīng)調(diào)度的網(wǎng)格中間件 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
網(wǎng)格(Grid)技術(shù)指在動(dòng)態(tài)的、多組織參與的虛擬組織(VO)中進(jìn)行協(xié)同的資源共享和問(wèn)題求 解，它是一種集成資源和服務(wù)的環(huán)境。這里，網(wǎng)格集成的對(duì)象包括計(jì)算能力、數(shù)據(jù)信息^J知 識(shí)、軟件、人等各種相關(guān)的資源和服務(wù)。網(wǎng)格是網(wǎng)絡(luò)上可用的一組分布式計(jì)算資源，它在最 終用戶或應(yīng)用程序面前表現(xiàn)為一個(gè)大型虛擬計(jì)算系統(tǒng)。它可以跨越地點(diǎn)、組織、機(jī)器體系結(jié) 構(gòu)和軟件邊界，向連接到網(wǎng)格的每個(gè)人提供強(qiáng)大的運(yùn)算能力、協(xié)作和信息訪問(wèn)。網(wǎng)格目前正 處于快速發(fā)展時(shí)期。
當(dāng)前在商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)就是Web服務(wù)提倡的面向服務(wù)的計(jì)算架構(gòu)(SOA)。為 了和SOA架構(gòu)結(jié)合，網(wǎng)格領(lǐng)域?qū)＜以瓉?lái)提出的孤立的網(wǎng)格服務(wù)概念逐漸在向標(biāo)準(zhǔn)的Web服 務(wù)靠攏。本質(zhì)上，網(wǎng)格服務(wù)是Web服務(wù)在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下的擴(kuò)展，是Web服務(wù)的子集。考慮 到網(wǎng)格技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的巨大發(fā)展前景，當(dāng)前網(wǎng)格的發(fā)展趨勢(shì)是面向服務(wù)的網(wǎng)格(Service Grid)。
中間件是通過(guò)通信機(jī)制連接應(yīng)用程序的系統(tǒng)軟件，它位于應(yīng)用程序和平臺(tái)之間，提供透 明性、可擴(kuò)縮性和互操作性；中間件是平臺(tái)和通信機(jī)制，這種平臺(tái)中間件有利于分布式組件 通信和協(xié)調(diào)；中間件是一個(gè)軟件層，使分布式系統(tǒng)成為可編程的軟件，使分布式軟件的交互 變得容易；中間件用于在開發(fā)與集成中"橋接"應(yīng)用軟件與底層的硬件、軟件基礎(chǔ)設(shè)施，并 簡(jiǎn)化集成過(guò)程。
作為"面向服務(wù)的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施"，網(wǎng)格中間件(包，網(wǎng)格容器本)通常實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格環(huán) 境下Web服務(wù)的遠(yuǎn)程部署、運(yùn)行管理、服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控、SOAP請(qǐng)求處理與轉(zhuǎn)發(fā)等核心功能。 從功能上看，網(wǎng)格中間件就是一個(gè)擴(kuò)展了的Web服務(wù)容器。從總體上看，網(wǎng)格中間件是整 個(gè)網(wǎng)格環(huán)境的核心，擁有一個(gè)好的網(wǎng)格中間件是網(wǎng)格應(yīng)用能否成功的前提。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種支持自適應(yīng)調(diào)度的網(wǎng)格中間件 系統(tǒng)，使其在應(yīng)用Web服務(wù)的網(wǎng)格環(huán)境下，集中網(wǎng)格環(huán)境中的所有服務(wù)信息和資源信息，為 網(wǎng)格用戶提供統(tǒng)一的調(diào)用接口，通過(guò)支持自適應(yīng)的調(diào)度方式使得網(wǎng)格下資源利用率達(dá)到最大 限度的均衡。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括四個(gè)模塊元數(shù)據(jù)管理模塊、服務(wù)調(diào)度 模塊、服務(wù)調(diào)用模塊和寧間件監(jiān)控模塊，其中
元數(shù)據(jù)管理模塊通過(guò)接收Web服務(wù)調(diào)用方式得到網(wǎng)格中部署的各Web服務(wù)和各個(gè)網(wǎng)格資 源節(jié)點(diǎn)的元數(shù)據(jù)信息，作為其他各個(gè)模塊的信息來(lái)源；
服務(wù)調(diào)度模塊接收網(wǎng)格用戶的服務(wù)調(diào)用請(qǐng)求，根據(jù)元數(shù)據(jù)管理模塊提供的各種元數(shù)據(jù)信 息，通過(guò)自適應(yīng)的調(diào)度方法對(duì)調(diào)用請(qǐng)求做出調(diào)度策略，并將調(diào)度結(jié)果傳遞給服務(wù)調(diào)用模塊， 同時(shí)將調(diào)度結(jié)'果傳遞給中間件監(jiān)控模塊；
服務(wù)調(diào)用模塊根據(jù)服務(wù)調(diào)度模塊產(chǎn)生的調(diào)度結(jié)果將所需的調(diào)用發(fā)送到最終的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn) 上，并傳遞調(diào)用狀態(tài)給服務(wù)調(diào)度模塊和中間件監(jiān)控模塊；
中間件監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)地得到其他三個(gè)模塊的信息，并顯示在界面上供中間件管理者進(jìn)行 監(jiān)控和維護(hù)。
所述的元數(shù)據(jù)管理模塊，包括三個(gè)子模塊Web服務(wù)注冊(cè)模塊、節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊和 元數(shù)據(jù)存取模塊，其中
Web服務(wù)注冊(cè)模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口 ，把已部署在網(wǎng)格環(huán)境下Web服務(wù)注冊(cè)到本系 統(tǒng)上，該模塊將下載和解析所注冊(cè)的服務(wù)的元數(shù)據(jù)信息，并提交給節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊， - 節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口收集由網(wǎng)格中各個(gè)資源節(jié)點(diǎn)自主發(fā)送來(lái)的 節(jié)點(diǎn)資源利用率信息，并傳遞給元數(shù)據(jù)存取模塊，
元數(shù)據(jù)存取模塊收集Web服務(wù)注冊(cè)模塊和節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊傳遞來(lái)的信息，并供服 務(wù)調(diào)度模塊，服務(wù)調(diào)用模塊和中間件監(jiān)控模塊使用。
所述的服務(wù)調(diào)度模塊，包含三個(gè)子模塊Web服務(wù)申請(qǐng)模塊、任務(wù)隊(duì)列管理模塊和調(diào)度 規(guī)則模塊，其中
Web服務(wù)申請(qǐng)模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口，接受用戶的Web服務(wù)調(diào)用需求，包裝成任務(wù) 后提交任務(wù)隊(duì)列管理模塊；
任務(wù)隊(duì)列管理模塊提供對(duì)待處理的已包裝任務(wù)隊(duì)列和己處理任務(wù)隊(duì)列的遍歷、査找和更 新等管理功能，供調(diào)度規(guī)則模塊調(diào)用。
調(diào)度規(guī)則模塊根據(jù)包裝后任務(wù)中的信息查詢?cè)獢?shù)據(jù)管理模塊，找到匹配的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)性 能等信息，再根據(jù)調(diào)度算法規(guī)則查找任務(wù)隊(duì)列模塊提供的相關(guān)信息，經(jīng)過(guò)綜合評(píng)估后得出調(diào) 度排序結(jié)果進(jìn)行調(diào)度，生成調(diào)度列表供服務(wù)調(diào)用模塊使用，同時(shí)也處理了調(diào)度過(guò)程中發(fā)生故 障狀況的自適應(yīng)性恢復(fù)。所述的服務(wù)調(diào)用模塊，從服務(wù)調(diào)度,模塊產(chǎn)生的調(diào)用列表中得到所要發(fā)起的調(diào)用信息，根 據(jù)此信息向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的各服務(wù)副本發(fā)起調(diào)用，并將調(diào)用結(jié)果反饋給服務(wù)調(diào)度模塊和中間f牛監(jiān) 控模塊。
所述的中間件監(jiān)控模塊，分別從元數(shù)據(jù)管理模塊、服務(wù)調(diào)度模塊、服務(wù)調(diào)用模塊中f尋到 包括網(wǎng)格服務(wù)元數(shù)據(jù)信息、網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)信息、服務(wù)調(diào)用信息在內(nèi)的所有的網(wǎng)格信息，并根 據(jù)用戶的要求顯示相應(yīng)的信息，具體如下-
用戶要求顯示服務(wù)元數(shù)據(jù)信息時(shí)，在界面上實(shí)時(shí)顯示出在本系統(tǒng)上注冊(cè)的各個(gè)Web月艮務(wù) 和他們所有的副本的元數(shù)據(jù)信息；
用戶要求顯示調(diào)用狀態(tài)時(shí)，在界面上實(shí)時(shí)顯示中間件上處理的用戶調(diào)用請(qǐng)求信息和j也們 的狀態(tài)的變化，并且在界面上對(duì)在本系統(tǒng)上所注冊(cè)的服務(wù)進(jìn)行管理，直接刪除一個(gè)服務(wù)或者 一個(gè)服務(wù)在某個(gè)節(jié)點(diǎn)上的副本。
該模塊其結(jié)構(gòu)采用MVC框架用戶界面，數(shù)據(jù)模型和后臺(tái)處理程序，實(shí)現(xiàn)了所有信息的 實(shí)時(shí)更新顯示。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明通過(guò)對(duì)網(wǎng)格Web服務(wù)的統(tǒng)一管理， 對(duì)網(wǎng)格調(diào)用采用統(tǒng)一的自適應(yīng)可恢復(fù)調(diào)度。總體上來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格資源利用率的均衡化，提 高了網(wǎng)格調(diào)用的效率，從而提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架圖； 圖2是中間件核心模塊關(guān)系圖3是基于激勵(lì)機(jī)制的故障恢復(fù)流程設(shè)計(jì)圖4是本發(fā)明中的元數(shù)據(jù)處理模塊和中間件監(jiān)控模塊結(jié)構(gòu)框圖； 圖5是本發(fā)明中的服務(wù)調(diào)度模塊結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn) 行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。
如圖2所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括元數(shù)據(jù)管理模塊、服務(wù)調(diào)度模塊、服務(wù)調(diào)用模塊和中間件監(jiān)控模塊，元數(shù)據(jù)管理模塊收集網(wǎng)格環(huán)境下所有的元數(shù)據(jù)信息，和其他三個(gè)模塊都相連； 服務(wù)調(diào)度模塊分別與服務(wù)調(diào)用模塊和中間件監(jiān)控模塊相連；服務(wù)調(diào)用模塊分別與服務(wù)調(diào)度模 塊和中間件監(jiān)控模塊相連。
如圖4所示，所述元數(shù)據(jù)管理模塊，通過(guò)接收Web服務(wù)調(diào)用的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格中的Web服 務(wù)注冊(cè)和網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)信息的匯總，通過(guò)處理和解析，得到所有的元數(shù)據(jù)信息，供其他三個(gè) 模塊所用。
該模塊由Web服務(wù)注冊(cè)模塊、節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊和元數(shù)據(jù)存取模塊三個(gè)模塊組成。
Web服務(wù)注冊(cè)模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口 ，其參數(shù)包括所注冊(cè)Web服務(wù)的WSDL的URL， 服務(wù)的相關(guān)描述和服務(wù)的CPU與內(nèi)存偏好。該模塊通過(guò)URL下載WSDL文件進(jìn)行解析處理，將 得到的元數(shù)據(jù)信息和其他參數(shù)一起送到元數(shù)據(jù)存取模塊。
節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊提高一個(gè)Web服務(wù)接口，等待網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)的調(diào)用，并把得到的 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的資源利用率信息送到元數(shù)據(jù)存取模塊。
元數(shù)據(jù)存取模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)相連，接受其他兩個(gè)模塊的信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并為本系統(tǒng)的其 他模塊提供元數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能，并在元數(shù)據(jù)存入時(shí)實(shí)時(shí)通知中間件監(jiān)控模塊。
如圖5所示，所述服務(wù)調(diào)度模塊接收上層應(yīng)用的任務(wù)請(qǐng)求，通過(guò)元數(shù)據(jù)管理模塊確定相 應(yīng)的服務(wù)和方法，并根據(jù)各結(jié)點(diǎn)的情況以某種任務(wù)調(diào)度算法來(lái)確定每個(gè)任務(wù)的對(duì)應(yīng)執(zhí)行結(jié)點(diǎn)， 從而達(dá)到負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)性能的目的。
該模塊包含三個(gè)子模塊Web服務(wù)申請(qǐng)模塊，任務(wù)隊(duì)列管理模塊和調(diào)度規(guī)則模塊，
Web服務(wù)申請(qǐng)模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口，參數(shù)包括需要調(diào)用服務(wù)的服務(wù)名，方法名， 優(yōu)先級(jí)，以及相關(guān)描述等。該模塊通過(guò)URL下載WSDL文件進(jìn)行解析處理，將得到的信息包裝 成服務(wù)調(diào)度模塊中的任務(wù)(Task)并送到任務(wù)隊(duì)列管理模塊。
任務(wù)隊(duì)列管理模塊負(fù)責(zé)任務(wù)隊(duì)列的管理，將新生成的任務(wù)插入到待處理任務(wù)隊(duì)列，同時(shí) 維護(hù)一個(gè)已完成任務(wù)隊(duì)列供調(diào)度規(guī)則模塊使用。
調(diào)度規(guī)則模塊從待處理任務(wù)隊(duì)列中取出任務(wù)，到元數(shù)據(jù)管理模塊找出所有與該任務(wù)所需 服務(wù)匹配的服務(wù)和相應(yīng)的部署節(jié)點(diǎn)信息，接著到任務(wù)隊(duì)列管理模塊的已完成任務(wù)隊(duì)列中找到 這些節(jié)點(diǎn)過(guò)去一段時(shí)間的任務(wù)調(diào)度狀況，最后根據(jù)給定的算法找到最優(yōu)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)完成調(diào)度。 同時(shí)該模塊還提供了節(jié)點(diǎn)故障的自適應(yīng)性回復(fù)機(jī)制，保證了網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的健壯性和自動(dòng)回復(fù)性， 如圖3所示。
所述服務(wù)調(diào)用模塊，根據(jù)服務(wù)調(diào)度模塊產(chǎn)生的調(diào)用列表對(duì)網(wǎng)格中的Web服務(wù)發(fā)起調(diào)用， 并將調(diào)用結(jié)果反饋給調(diào)度模塊和中間件監(jiān)控模塊，在調(diào)用狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)實(shí)時(shí)通知中間件監(jiān)控模塊。
所述中間件監(jiān)控模塊，采用MVC框架，對(duì)其他三個(gè)模塊的所有信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并 在屏幕上顯示出來(lái)，同時(shí)還要作為人機(jī)交互界面，響應(yīng)用戶的操作。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明包括四個(gè)模塊元數(shù)據(jù)管理模塊、服務(wù)調(diào)度模塊、服務(wù)調(diào)用模塊和中間件監(jiān)控模塊。
2. 權(quán)利1所述的元數(shù)據(jù)管理模塊包括三個(gè)子模塊Web服務(wù)注冊(cè)模塊、節(jié)點(diǎn)資、源信息收集模塊和元數(shù)據(jù)存取模塊。
3. 權(quán)利2所述的Web服務(wù)注冊(cè)模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口 ，其參數(shù)包括所注冊(cè)Web服務(wù)的WSDL的URL，服務(wù)的相關(guān)描述和服務(wù)的CPU與內(nèi)存偏好。該模塊通過(guò)URL下載WSDL文件進(jìn)行解析處理，將得到的元數(shù)據(jù)信息和其他參數(shù)一起送到元數(shù)據(jù)存取模塊。
4. 權(quán)利2所述的節(jié)點(diǎn)資源信息收集模塊提高一個(gè)Web服務(wù)接口，等待網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)的調(diào)用，并把得到的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的資源利用率信息送到元數(shù)據(jù)存取模塊，元數(shù)據(jù)存取模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)相連，接受其他兩個(gè)模塊的信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并為本系統(tǒng)的其他模塊提供元數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能，并在元數(shù)據(jù)存入時(shí)實(shí)時(shí)通知中間件監(jiān)控模塊。
5. 權(quán)利1所述的服務(wù)調(diào)度模塊包含三個(gè)子模塊Web服務(wù)申請(qǐng)模塊，任務(wù)隊(duì)列管理模塊和調(diào)度規(guī)則模塊。
6. 權(quán)利5所述的Web服務(wù)申請(qǐng)模塊提供一個(gè)Web服務(wù)接口 ，參數(shù)包括需要調(diào)用服務(wù)的服務(wù)名，方法名，優(yōu)先級(jí)，以及相關(guān)描述等，該模塊通過(guò)URL下載WSDL文件進(jìn)行解析處理，將得到的信息包裝成服務(wù)調(diào)度模塊中的任務(wù)(Task)并送到任務(wù)隊(duì)列管理模塊。
7. '權(quán)利5所述的任務(wù)隊(duì)列管理模塊負(fù)責(zé)任務(wù)隊(duì)列的管理，將新生成的任務(wù)插入到待處理任務(wù)隊(duì)列，同時(shí)維護(hù)一個(gè)已完成任務(wù)隊(duì)列供調(diào)度規(guī)則模塊使用。
8. 權(quán)利5所述的調(diào)度規(guī)則模塊從待處理任務(wù)隊(duì)列中取出任務(wù)，到元數(shù)據(jù)管理模塊找出所有與該任務(wù)所需服務(wù)匹配的服務(wù)和相應(yīng)的部署節(jié)點(diǎn)信息，接著到任務(wù)隊(duì)列管理模塊的已完成任務(wù)隊(duì)列中找到這些節(jié)點(diǎn)過(guò)去一段時(shí)間的任務(wù)調(diào)度狀況，最后根據(jù)給定的算法找到最優(yōu)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)完成調(diào)度。
9. 權(quán)利1所述的服務(wù)調(diào)用模塊僅包含調(diào)用模塊，它從服務(wù)調(diào)度模塊產(chǎn)生的調(diào)用列表中得到所要發(fā)起的調(diào)用信息，根據(jù)此信息向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的各服務(wù)副本發(fā)起調(diào)用，并將調(diào)用結(jié)果反饋給調(diào)度模塊和中間件監(jiān)控模塊。 .
10. 權(quán)利1所述的中間件監(jiān)控模塊從其他三個(gè)模塊得到包括網(wǎng)格服務(wù)元數(shù)據(jù)信息，網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)信息，服務(wù)調(diào)用信息在內(nèi)的所有的網(wǎng)格信息，實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)，并可以根據(jù)用戶的要求顯示特定信息。
全文摘要
本發(fā)明屬于網(wǎng)格中間件技術(shù)領(lǐng)域。在應(yīng)用Web服務(wù)的網(wǎng)格環(huán)境下，本發(fā)明集中網(wǎng)格環(huán)境中的所有服務(wù)信息和資源信息，為網(wǎng)格用戶提供統(tǒng)一的調(diào)用接口。通過(guò)支持自適應(yīng)的調(diào)度方法使得網(wǎng)格下資源利用率達(dá)到盡量的平衡。本發(fā)明包括四個(gè)模塊元數(shù)據(jù)管理模塊、服務(wù)調(diào)度模塊、服務(wù)調(diào)用模塊和中間件監(jiān)控模塊，元數(shù)據(jù)模塊通過(guò)接收Web服務(wù)調(diào)用方式得到網(wǎng)格中部署的各Web服務(wù)和各個(gè)網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)的元數(shù)據(jù)信息，作為其他各個(gè)模塊的信息來(lái)源，服務(wù)調(diào)度模塊接收網(wǎng)格用戶的服務(wù)調(diào)用請(qǐng)求，根據(jù)元數(shù)據(jù)管理模塊提供的各種元數(shù)據(jù)信息，通過(guò)自適應(yīng)的調(diào)度算法對(duì)調(diào)用請(qǐng)求做出合理的調(diào)度策略，并將調(diào)度結(jié)果傳遞給服務(wù)調(diào)用模塊，服務(wù)調(diào)用模塊根據(jù)調(diào)度模塊產(chǎn)生的調(diào)度結(jié)果對(duì)所需的Web服務(wù)發(fā)送最終的調(diào)用，中間件監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)地得到其他三個(gè)模塊的信息，并顯示在界面上供中間件管理者進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)網(wǎng)格Web服務(wù)的統(tǒng)一管理，對(duì)網(wǎng)格調(diào)用采用統(tǒng)一的自適應(yīng)可恢復(fù)調(diào)度。總體上來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格資源利用率的均衡化，提高了網(wǎng)格調(diào)用的效率，從而提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101540776SQ20081003472
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者彬 儲(chǔ), 褚軼群 申請(qǐng)人:儲(chǔ) 彬;褚軼群