服務網格動態(tài)維護研究.pdf

1、隨著網格技術的迅猛發(fā)展，越來越多的業(yè)務需要提供高質量并且不間斷的服務。然而，在系統(tǒng)的運行過程中，系統(tǒng)的重配置及資源的維護與更新是必不可少的。對于傳統(tǒng)的服務來說，系統(tǒng)維護的過程不可避免地引起服務質量的下降甚至是服務的中斷。而分布式系統(tǒng)環(huán)境之下，系統(tǒng)的異構性與網絡延時等問題將使得這樣的維護與更新更加難以實現(xiàn)高效的協(xié)調。另一方面，不正確的維護甚至有可能導致整個系統(tǒng)的不可用性。因此，如何在一個已經正常運行的分布式系統(tǒng)乃至網格系統(tǒng)中實現(xiàn)動態(tài)的管理

2、維護，以最大限度地滿足用戶對于服務的需求，這是本研究的重點。其中，如何通過改進現(xiàn)有的基礎架構，提高架構自身的高可用性；再從系統(tǒng)結構的角度，保證關鍵應用能夠盡快地完成對應的服務是研究的關鍵點。 首先，從基礎架構的角度介紹高可用動態(tài)部署基礎架構HAND的設計思想。論述從基礎架構的角度，提出實現(xiàn)高可用服務和維護的6大準則。并提出服務級別和容器級別的部署方法，分析了兩種方法對動態(tài)網格下可用性和正確率的影響。然后從HAND的實現(xiàn)步驟、規(guī)模

3、測試、正確性測試等方面進行充分的實驗，證明了HAND在動態(tài)變化的網格服務容器中所能帶來的高可用性。 然后，重點上升到體系結構的層面，討論當網格的規(guī)模、資源和軟件組件之間的相互依賴關系變得十分復雜時動態(tài)維護系統(tǒng)如何保證系統(tǒng)的擴展性和易用性。基于此，提出了一種名為Cobweb Guardian的體系結構，它由三層不同粒度的執(zhí)行單元構成，并提供三種分組維護算法來避免或降低由于部署依賴、調用依賴和環(huán)境依賴所帶來的負面影響。以中國教育科研

4、網格公共支撐平臺為實驗對象，對相互依賴的系統(tǒng)服務進行了測試。測試結果顯示，所提出的考慮依賴的維護機制給網格系統(tǒng)帶來更高的吞吐率和運行時可用性。 再次，結合所提出的基礎架構與體系結構，重點闡述一種分布式的異步維護策略。目的是使用這種策略來降低網格異構性和緊急錯誤事件帶給動態(tài)維護系統(tǒng)的影響。介入一種三層結構異步維護模型，并通過分析解釋維護中時間序列的關系，證明所設計的核心算法能夠保證原有應用的邏輯和維護自身的邏輯不會受到影響，而且維

5、護的效率和可用性能夠得到很大程度的提高。異步策略在中國教育科研網格公共支撐平臺上得以實現(xiàn)，并用一個實際部署的圖像處理應用做例子部署到了三個異構集群上去。實驗展現(xiàn)了這種策略能夠提高異構系統(tǒng)的有效性，證明系統(tǒng)能夠處理同構和異構環(huán)境下足夠多的資源變化與維護復雜度變化。 最后，從應用動態(tài)維護技術的角度出發(fā)，探討動態(tài)維護技術與網格計算中的兩個主流趨勢（虛擬空間服務和互操作）如何進行有效結合，來緩解由于大量虛擬組織用戶訪問網格基礎架構時可能

6、產生的資源匱乏矛盾。基于中國教育科研網格與英特爾公司合作的網格編程環(huán)境的平臺，同時選用美國阿貢國家實驗室的網格中間件Globus Toolkit 4.0與德國D-Grid的網格中間件Unicore 6.0為參照平臺，利用整型規(guī)劃技術對動態(tài)維護、虛擬空間服務與互操作技術進行了優(yōu)化組合，使得用戶請求能夠在單一網格中間件無法提供服務的情況下能夠繼續(xù)服務。實驗在圖像處理應用GridBean上進行。根據采集的實際數據進行模擬的結果表明，所提出的協(xié)