一種面向海云協(xié)同計算的資源服務(wù)框架研究論文

1、一種面向海云協(xié)同計算的資源服務(wù)框架研究論文關(guān)于一種面向海云協(xié)同計算的資源服務(wù)框架研究論文1、引言近年來，基于服務(wù)概念的資源封裝和抽象逐漸成為開放環(huán)境下資 源發(fā)布、共享和協(xié)同的主流技術(shù)基礎(chǔ)。因此，資源池運行機制的研 究問題也就演變?yōu)榉?wù)封裝、服務(wù)發(fā)布、服務(wù)共享與協(xié)同的問題。 資源的使用模式涉及資源提供者、資源使用者、資源中介機構(gòu)三個 主要實體，涵蓋資源的對外發(fā)布，資源的發(fā)現(xiàn)，資源使用者與提供 者之間的交互方法等。在資源的發(fā)布與查找方面文獻設(shè)計了一種新 的p2p網(wǎng)絡(luò)模型，資源提供者通過web服務(wù)發(fā)布要共享資源，資源 需求者利用web服務(wù)提供的資源搜索技術(shù)，得到提供者的地址，讓 提供者和需求者直接交

2、互達到資源共享的目的，最后給出了新的研 究方向和應(yīng)用前景。文獻針對面向服務(wù)結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)服務(wù)調(diào)用帶來的 不必要的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、較長的響應(yīng)時間和服務(wù)提供端的瓶頸問題，結(jié) 合發(fā)布/訂閱模型提出一種推模式服務(wù)調(diào)用方法，并將其與傳統(tǒng)的拉 模式相比較，通過分析和實驗表明該方法在通信量、響應(yīng)時間等方 面具有較強的優(yōu)勢。在資源的交互模式方面文獻研究了 bpel4ws執(zhí)行引擎 webjetflowweb服務(wù)的異步調(diào)用機制，在引擎的服務(wù)調(diào)用代理中對 web服務(wù)統(tǒng)一采用非阻塞雙傳輸異步調(diào)用，提高了調(diào)用線程的利用 率。同時引入了 cache機制并設(shè)計了相應(yīng)的cache替換算法，保證 了引擎對異步調(diào)用結(jié)果消息的匹配效率以及數(shù)

3、據(jù)安全性，通過實驗 驗證引擎的性能有了明顯的提高。文獻從安全性角度提出了一個安 全異步資源使用平臺的基本架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。文獻提出了基于回調(diào) 機制和消息回執(zhí)的web服務(wù)異步調(diào)用模式，在不增加系統(tǒng)運行壓力 的情況下，實現(xiàn)了 web服務(wù)的異步調(diào)用，并能保證消息的可靠性。 文獻依據(jù)服務(wù)描述實現(xiàn)資源的靜態(tài)綁定與調(diào)用。文獻為了實現(xiàn)bpel 流程在運行過程中對web服務(wù)的動態(tài)調(diào)用，提出了一種通過服務(wù)代 理為bpel流程分配web服務(wù)的方法。對傳統(tǒng)的web服務(wù)模型進行分 析，指出其不足之處，將服務(wù)代理引入傳統(tǒng)的web服務(wù)模型，提出 了基于代理的web服務(wù)模型，描述了服務(wù)代理的功能和結(jié)構(gòu)，以此 為基礎(chǔ)構(gòu)建了基于

4、代理的bpel業(yè)務(wù)流程框架，實現(xiàn)了 web服務(wù)的動 態(tài)調(diào)用，最后通過實例說明了該方法的可行性。文獻該文提出了一 種使用語義web和agent技術(shù)在客戶端發(fā)現(xiàn)和調(diào)度webservice的系 統(tǒng)模型，并通過原型系統(tǒng)的演示說明其靈活性。在資源評價方面文 獻提出：雖然目前面向服務(wù)的架構(gòu)能夠很好地支持協(xié)同服務(wù)的注冊、 發(fā)現(xiàn)和組合，但在如何根據(jù)用戶的qos (qualityofservice, qos)請 求快速、可靠地為用戶選擇合適的服務(wù)仍然存在諸多挑戰(zhàn)。這吸引 了來自工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的熱切關(guān)注，尤其是服務(wù)組合過程中基于 qos度量的服務(wù)選擇技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)。文獻為了提供滿足客戶服 務(wù)質(zhì)量(qos)需求的

5、組合web服務(wù)，提出了一種支持qos屬性描述的 web服務(wù)描述模型。通過在原有的web服務(wù)描述語言的tport元素 中添加operationlnst屬性來描述qos屬性，從而獲得了一種可擴 展的web服務(wù)描述語言。在此基礎(chǔ)上給出了基于多目標(biāo)決策理論和 分形理論的服務(wù)選擇算法，該算法考慮了 qos屬性之間的不可公度 性和獨立性，同時給出了 qos驅(qū)動的服務(wù)組合框架(e-wsframes)和 具體實現(xiàn)方法。實驗結(jié)果分析表明，e-wsframe可以綜合考慮服務(wù)組合的功能和 qos的要求，并可根據(jù)服務(wù)請求自動地實現(xiàn)組合服務(wù)。文獻摘要提 出一種用于qos感知的web服務(wù)選擇的遺傳算法該算法采用關(guān)系矩 陣

6、編碼方式，克服了一維編碼方式表示的局限性，并且可以通過簡 單的方法來表示組合服務(wù)重計劃及web服務(wù)循環(huán)路徑等情況，通過 該算法一次運行，就可以從所有組合路徑的組合方案中選出滿足用 戶qos需求的組合方案，而一維編碼遺傳算法在多路徑情況下需多 次編碼、多次運行。算法還采用一種變異策略來提高算法的適應(yīng)度。 通過仿真比較，關(guān)系矩陣編碼遺傳算法比一維編碼遺傳算法獲得了 更優(yōu)解，變異策略在提高算法適應(yīng)度方面也發(fā)揮了作用。文獻針對 web服務(wù)提出一種的新qos本體及基于該本體qos的評級算法-層次 分析算法，并與基于信譽度的評級算法，基于testing的評級方法 在時間復(fù)雜度和準(zhǔn)確性進行比較，獲得較滿意的

7、結(jié)果。文獻提出在 這項工作中，我們提出兩種互補的方法，克服上述缺陷。首先，我們針對己請求過的相關(guān)服務(wù)提出一個評級的方法，并給出了基于定 義于各服務(wù)之間的主關(guān)系的客觀度量。第二，針對聚類的相關(guān)服務(wù) 研究一種方式從而揭示和反映了不同匹配參數(shù)之間的權(quán)衡。文獻設(shè)計一種用戶協(xié)同過濾機制針對他們過去使用過的服務(wù)qos 信息，然后利用這些qos數(shù)據(jù)，設(shè)計協(xié)同過濾方法預(yù)測評級這些服 務(wù)的qoso在資源分析度量方面文獻本文提出了一個完整的web服 務(wù)質(zhì)量的評估算法，此算法在分析了 web服務(wù)評量和相對服務(wù)質(zhì)量 的基礎(chǔ)之上，計算web服務(wù)質(zhì)量的綜合評估值，并且建立一個web 服務(wù)質(zhì)量評估模型，將此算法應(yīng)用于評估模

8、型中，可以在多個web 服務(wù)中選擇最優(yōu)的服務(wù)提供給用戶。文獻在面向服務(wù)的環(huán)境下，單 個web服務(wù)往往不能滿足用戶的要求，這時就需將己有的單個web 服務(wù)進行組合，以便產(chǎn)生滿足用戶需求的、增值的組合服務(wù)。己有 的服務(wù)組合方法都很少考慮web服務(wù)的隨機性和internet環(huán)境的動 態(tài)性，從而在服務(wù)選擇過程中產(chǎn)生的規(guī)劃都是靜態(tài)規(guī)劃，結(jié)果導(dǎo)致 在服務(wù)組合時都以較大概率出現(xiàn)組合失敗。針對上述問題，提出了 web服務(wù)各隨機qos指標(biāo)的度量方法和自適應(yīng)qos管理體系結(jié)構(gòu)， 并利用隨機型離散事件系統(tǒng)唯一的動態(tài)控制方法馬爾可夫決策過程(mdp),設(shè)計出隨機qos感知的可靠web服務(wù)組合算法。實驗 結(jié)果表明，考慮

9、隨機性的qos度量方法和qos管理體系結(jié)構(gòu)，以及 平衡了 “風(fēng)險”與“報酬”的mdp有效地提高了服務(wù)組合成功率。 文獻就組合服務(wù)的總體qos計算給出了研究。2、海云協(xié)同環(huán)境下資源池運行機制面臨的問題與挑戰(zhàn)下一代智慧應(yīng)用的典型特征是在海云協(xié)同環(huán)境下，以業(yè)務(wù)需求為 驅(qū)動，實現(xiàn)人機物的相互協(xié)商、自動交互與協(xié)同，最終實現(xiàn)和滿足 特定的業(yè)務(wù)需求。但此愿景的實現(xiàn)還面臨諸多技術(shù)難題與挑戰(zhàn)。主 要體現(xiàn)在資源表述、資源發(fā)現(xiàn)、資源組合、資源規(guī)劃、資源組裝、 資源協(xié)作等問題。(1)資源表述:海云復(fù)雜環(huán)境下由于資源的多樣性和多變性，導(dǎo)致 資源的描述(即有關(guān)服務(wù)屬性的描述信息，如服務(wù)接口、服務(wù)質(zhì)量等) 不斷變化，需要解

10、決異構(gòu)資源如何通過統(tǒng)一的接入標(biāo)準(zhǔn)和方法，實 現(xiàn)海云資源的虛擬化和服務(wù)化。(2)資源發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的資源發(fā)現(xiàn)模式(如“關(guān)鍵詞查找”和“目錄 瀏覽”返回資源很難準(zhǔn)確滿足用戶的實際需求，大量相關(guān)與不相 關(guān)的返回結(jié)果增加了用戶資源選擇的難度，用戶也難以按照“資源 質(zhì)量”，“成本收益”等業(yè)務(wù)指標(biāo)對資源進行二次篩選。(3)資源組合:在整個資源發(fā)現(xiàn)和組合的過程中，現(xiàn)有技術(shù)通常以 一種被動編碼的形式實現(xiàn)，資源的發(fā)現(xiàn)和組合均由資源請求者或者 資源代理通過直接的服務(wù)調(diào)用或者用服務(wù)組合語言編寫程序等方式 進行，其動態(tài)性和適應(yīng)性受到很大的限制。此外，由于資源跨行業(yè)、 資源粒度的差異性、資源的靜態(tài)運行等限制因素，很難依據(jù)用

11、戶需 求準(zhǔn)確定位資源并對資源進行再組合，形成資源的二次封裝，以滿 足用戶不同層面的業(yè)務(wù)需求。(4)資源評級與監(jiān)測:海云協(xié)同環(huán)境是一個開放的可演進系統(tǒng)，如 何基于真實的用戶數(shù)據(jù)實現(xiàn)資源的評級，如何監(jiān)測資源的qos,如 何協(xié)商服務(wù)級別，如何實現(xiàn)資源的優(yōu)勝劣汰，實現(xiàn)資源使用的效用 最大化，以上問題的解決，都亟需建立一套資源評價與監(jiān)測機制。(5)資源協(xié)作:海云協(xié)同環(huán)境下，人機物的相互協(xié)商、自動交互與 協(xié)同，最終都體現(xiàn)為資源的交互與協(xié)作，要實現(xiàn)此目標(biāo)，需要海云 資源池提供交互協(xié)議和協(xié)作規(guī)則等底層支持。除此之外，在海云開 放環(huán)境下，資源將以前所未有的數(shù)量不斷擴展和更新，資源功能及 質(zhì)量呈現(xiàn)持續(xù)變化的特點，

12、對于用戶來說，將面對一個復(fù)雜、多變 的動態(tài)資源環(huán)境。由于缺乏統(tǒng)一的資源視圖，缺乏透明和統(tǒng)一的訪 問機制，資源發(fā)現(xiàn)、使用和協(xié)作的復(fù)雜度必將猛增。3、海云協(xié)同資源池運行機制的研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如前所述，傳統(tǒng)的資源發(fā)現(xiàn)使用一種公共的、標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)描述 語言(如wsdl)來描述資源，以使服務(wù)搜索和發(fā)現(xiàn)程序可以識別該資 源。以此為基礎(chǔ)，本文建立一種公共的詞匯表來輔助資源的發(fā)現(xiàn)和 需求理解，本文主要從資源功能需求角度研究資源的發(fā)現(xiàn)和需求匹 配，因此，我們建立了一個領(lǐng)域功能詞匯表，這個功能詞匯表在資 源發(fā)現(xiàn)和資源組合階段中起著關(guān)鍵作用，它用于支持需求的功能描 述和資源的能力描述，使得在功能層面上資源池運行機制

13、可以理解需求，并且能對是否參與該需求的解決作出判斷。為此，本文提出 一些概念定義如下：(1)資源空間(resourcespace,簡稱rs):是特定領(lǐng)域中可能的資 源構(gòu)成的概念組成的詞匯表，資源空間包含3組基本概念:資源、屬 性、服務(wù)。(2)資源:在海云計算領(lǐng)域中，任意可以被需求方識別和訪問的實 體稱為資源，例如數(shù)據(jù)、儀器儀表、軟硬件系統(tǒng)、人等等。所有資 源均包含一組特定的屬性，每個屬性用于表征資源某個方面的特征。 資源屬性可以分成靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性。靜態(tài)屬性是指在資源的整 個生命周期中，其值不隨時間發(fā)生變化的屬性，例如資源的名稱、 資源類型等等;而動態(tài)屬性的值將隨外界條件的改變而發(fā)生變化，例 如資源的訪問量，資源所處狀態(tài)等等。(3)資源服務(wù):資源所具備功能的表述形式，資源使用者通過資源 服務(wù)來操作資源的功能，實現(xiàn)資源的狀態(tài)變遷，以達成用戶特定的 業(yè)務(wù)價值。(4)原子資源:經(jīng)過一次封裝并提交到資源池中的資源，是可供使 用者識別和訪問的不可拆解的實體。(5)事務(wù)資源:資源實體所具備的服務(wù)具有事務(wù)特性，對服務(wù)的調(diào) 用要么成功改變資源狀態(tài)，要么回滾到服務(wù)調(diào)用前的資源狀