教育資源網(wǎng)格副本管理策略研究.pdf

1、網(wǎng)格技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)廣泛的分布式資源共享和協(xié)同工作。為了一體化組織和管理地理上分布的教育資源，實(shí)現(xiàn)教育資源的共享，教育資源網(wǎng)格應(yīng)運(yùn)而生并成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)之一。教育資源網(wǎng)格旨在解決教育資源共享的問(wèn)題，即在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前提下共同使用教育資源，避免盲目地重復(fù)開(kāi)發(fā)。副本管理是教育資源網(wǎng)格資源共享的基礎(chǔ)，在網(wǎng)格環(huán)境下能否通過(guò)副本管理高效地訪(fǎng)問(wèn)共享資源，已經(jīng)成為衡量網(wǎng)格系統(tǒng)好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。 本文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于因特網(wǎng)的教育資源

2、網(wǎng)格模型及服務(wù)理論研究”為背景，以提高資源訪(fǎng)問(wèn)效率與穩(wěn)定性為目標(biāo)，對(duì)教育資源網(wǎng)格的副本管理策略進(jìn)行了深入研究。在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，本文的主要研究工作及創(chuàng)新如下： 1.對(duì)國(guó)內(nèi)外教育資源網(wǎng)格的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，闡述了教育資源網(wǎng)格的特點(diǎn)及發(fā)展前景，分析了目前教育資源共享存在的問(wèn)題。根據(jù)教育資源網(wǎng)格物理網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，定義出其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，即將相互訪(fǎng)問(wèn)延遲較短或位置相近的節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)城市域。然后根據(jù)教育資源的特點(diǎn)提出了教育資源網(wǎng)格的副

3、本管理模型，給出了副本管理主要問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。 2.根據(jù)教育資源網(wǎng)格物理網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，基于CAN尋址技術(shù)給出了一個(gè)改進(jìn)的尋址算法DC-CAN。該算法通過(guò)將相同城市域中的節(jié)點(diǎn)分配到一個(gè)連續(xù)的CAN區(qū)域中去，避免了尋路時(shí)在兩個(gè)域之間多次跳轉(zhuǎn)，因此該算法能夠有效地適應(yīng)教育資源網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。然后在此基礎(chǔ)上提出了一種副本定位策略，在平衡負(fù)載的前提下，降低了副本定位的平均延遲。 3.在教育資源網(wǎng)格物理結(jié)構(gòu)的基

4、礎(chǔ)上，提出了基于訪(fǎng)問(wèn)量預(yù)測(cè)的副本放置策略(FATBRS)。該策略通過(guò)對(duì)訪(fǎng)問(wèn)量的預(yù)測(cè)確定下一個(gè)周期的訪(fǎng)問(wèn)熱點(diǎn)文件集，并維護(hù)這些文件的副本，保證熱點(diǎn)文件的訪(fǎng)問(wèn)質(zhì)量，從而提高了數(shù)據(jù)資源訪(fǎng)問(wèn)的穩(wěn)定性和平均速率。最后給出了兩種訪(fǎng)問(wèn)量的預(yù)測(cè)方法。 4.將各種教育資源網(wǎng)格副本管理的功能模塊標(biāo)準(zhǔn)化為服務(wù)接口，給出經(jīng)濟(jì)模型的網(wǎng)格副本管理服務(wù)調(diào)度框架(GSAEM)。然后提出基于邊際原理價(jià)格調(diào)節(jié)機(jī)制，旨在經(jīng)濟(jì)模型下對(duì)網(wǎng)格服務(wù)的價(jià)格調(diào)節(jié)給出一個(gè)數(shù)學(xué)模型

5、，利用邊際原理推導(dǎo)出各種資源約束情況下的網(wǎng)格服務(wù)最優(yōu)價(jià)格，從而優(yōu)化面向服務(wù)網(wǎng)格的資源調(diào)度。 5.對(duì)于網(wǎng)格環(huán)境提出的思想和算法，需要模擬驗(yàn)證其正確性與性能。本文首先編程實(shí)現(xiàn)了副本管理模型的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)部分，并將其與傳統(tǒng)的文件共享模式進(jìn)行比較，得到良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次，利用BRITE按照一定的規(guī)則生成教育資源網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，接著通過(guò)仿真模擬了教育資源網(wǎng)格副本定位策略(DC-CAN)，證實(shí)了該算法在副本定位時(shí)平均延時(shí)少、負(fù)載平衡的性能。最后