东北电力大学研究生中期答辩.ppt

,网格资源动态组织与发现机制研究,Contents,研究内容简介,研究内容进展,仍需研究的问题及解决方案,下一步研究计划,参考文献,1,一、研究内容简介,资源发现是实现网格资源共享的关键问题。目前多数的网格资源服务系统不区分资源的特点，描述资源的信息被随机的注册到各个系统节点上，进而引发了资源发现的盲目性问题（即盲目搜索，blindsearch）。同时由于网格资源的规模巨大，资源的加入和退出都具有高度的动态性，这就要求必须要建立一种能够适应网格资源动态特性、同时又具有较高资源发现效率的资源组织和发现机制。,一、研究内容简介,针对上述的问题，本课题的主要研究内容如下：,二、研究内容进展,设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制,构建基于P2P分布式结构化的网格资源发现模型P-DSRD,基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统设计,1、资源描述方法的确定2、资源动态组织方法设计,1、VOmainnode、Normalnode逻辑结构设计,1、系统主要功能设计2、资源服务接口设计,3、web界面服务设计,2.1,2.2,2.3,2、资源组织算法、资源发现DSRD算法设计,已完成,已完成,部分完成,二、研究内容进展,2.1设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制,2.1.1资源的描述方法（1/3）,对网格中的资源采用基于分类多属性的定义方式，使用规范的XML文档来描述资源，使其更加适合在web服务环境下使用；,网格资源GridResource,资源类型ResourceType,资源标识符ResourceID,资源性能属性1ResourceProperty1,资源性能属性nResourcePropertyn,属性名称Propertyname,属性值Propertyvalue,属性权重Propertyweight,属性名称Propertyname,属性值Propertyvalue,属性权重Propertyweight,二、研究内容进展,2.1.1资源的描述方法（2/3）,使用XML语言描述一个存储资源的实例：,Storage0110capability512MB0.5accesstime120nm0.5,resourceproperty1,resourceproperty2,二、研究内容进展,使用XML描述一个资源请求实例：,2.1.1资源的描述方法（3/3）,Storagecapability512MBaccesstime120nm,二、研究内容进展,2.1设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制,2.1.2资源动态组织方法设计,1、资源组织结构,在假设存在有限个资源分类的情况下，以VO作为资源组织的基本单位。,VOmainNodeNormalNode,在同一个VO中，资源节点间根据属性相似度决定连接关系；,邻居节点数最多的节点设置为VOmain节点，其它的为Normal节点，进而形成符合小世界特征的网络；,二、研究内容进展,2、资源组织方法,2.1.2资源动态组织方法设计,描述Ti类资源的性能属性有n个，记为t1，t2，tn，每种性能属性的属性值为v1，v2，vn，属性权重为w1，w2，wn，属于Ti类资源的资源节点r1和节点r2的属性相似度表示为。,网格资源空间（GridResourceSpace）中假设存在n个描述资源的性能属性，n的值是一个正整数且每个性能属性之间都是正交的，则整个网格资源表示为Rn，它表示一个n维的实线性空间,邻居节点（NeighborNode，NbN）：资源节点r1和r2的属性相似度为sim（r1，r2），若sim（r1，r2）threshold，则资源节点r1和r2为邻居节点。,定义1：,定义2：,定义3：,其中threshold是根据经验给定的一个阈值，S是节点间属性相似度的上限,二、研究工作进展,3、资源动态组织算法设计,二、研究内容进展,2.2构建基于P2P分布式结构化的网格资源发现模型P-DSRD,P2P方式相连接,符合小世界特征的VO层,二、研究内容进展,2.2.1VOmain节点逻辑结构设计,其它VO的VOmain信息模块VOmain1ID资源类型TiVOmaintID资源类型Tj,本地资源信息模块ResourceIDproperty1valuepropertynvalue,全局信息模块所在VO的资源类型Tiproperty1name&weightpropertynname&weight,邻居节点信息模块邻居节点总数ResourceiIDproperty1valuepropertynvalue,VO内所有节点的信息模块资源节点总数ResourceiIDproperty1valuepropertynvalue,查询请求转发引擎,节点属性相似度计算引擎,注册监听引擎,信息模块,功能模块,二、研究内容进展,2.2.2Normal节点逻辑结构设计,本地资源信息模块ResourceIDproperty1valuepropertynvalue,全局信息模块所在VO的资源类型Tiproperty1name&weightpropertynname&weightVOmain1ID资源类型T1VOmainnID资源类型Tn,邻居节点信息模块邻居节点总数每个邻居节点IDproperty1valuepropertynvalue,查询请求转发引擎,节点属性相似度计算引擎,注册监听引擎,信息模块,功能模块,二、研究内容进展,2.2.3资源组织算法设计,1、资源注册算法（1/2）,资源r与p建立联系，提出注册请求,P是VOmain节点？,T(r)=T(VOmainp)?,返回p所在VO的VOmainp节点信息,资源r与VOmainp建立联系，发出注册请求,为r分配ID，初始化为NormalNoder，更新VOmainok的VO内所有节点信息模块中信息,在VOmainp的其它VO的VOmain信息中查找T(r)类资源的VOmainok,找到VOmainok？,Yes,Yes,No,No,Yes,资源r与VOmainok建立联系，发出注册请求,No,二、研究内容进展,2.2.3资源组织算法设计,1、资源注册算法（2/2）,初始化r为T(r)类VO的VOmainp节点,为VOmainr分配ID完成本地信息、全局信息、VO内所有节点的信息记录,与其它VO的VOmain建立P2P连接关系把其它VO的VOmain信息记录下来,将VOmainr节点的信息添加到其它VOmain中的其它VO的VOmain信息中,NormailNoder完成全局信息和本地信息的记录,NormailNoder寻找邻居节点，并完成邻居节点信息的记录,NormailNoder与邻居节点建立连接关系，并更新所有邻居节点中的邻居节点信息记录,二、研究内容进展,2、资源动态更新算法,资源节点r性能属性的属性值v发生变化,NormalNoder通知其所在VO的VOmain,VOmain更新VO中所有节点信息模块内对应r的信息,利用NormalNoder属性相似度计算引擎找到不能与NormalNoder继续保持邻居关系的节点集NbNstop及个数m,资源更新前邻居节点总数为n(n-m)/n90%,NormalNoder通知Nbnstop集合中的每个节点与其结束邻居关系NbNstop集合中的每个节点在其邻居节点信息中删除r的信息,VOmain利用节点相似度计算引擎为NormalNoder寻找新的邻居节点，形成集合NbNnew,NormalNoder在它的邻居节点信息模块中添加邻居节点集合NbNnew中节点信息，更新邻居节点总数,NormalNoder的所有邻居节点更新或添加资源节点r的信息，更新邻居节点总数,Yes,No,二、研究内容进展,3、资源离开算法,资源r将离开网格系统,节点r是VOmain节点？,VOmainr向其所在VO内的所有节点发出离开的通知,VO内所有节点返回ID及邻居节点总数,选出邻居节点总数最多的NormalNode节点作为新的VOmainnew,VOmain动态更换,NormalNoder向其所在VO的VOmain提出离开申请,VOmain在其VO内所有资源信息模块中删除r的信息,NormalNoder通知所有邻居节点，并在邻居节点信息模块中删除r的信息,资源r离开网格系统,Yes,No,二、研究内容进展,4、VOmain动态更换算法,NNchange邻居节点总数nbcnn发生变化,Nbcnnnbcmain？,NNchange添加“VO内所有节点信息模块”和“其它VO的VOmain信息模块”记为VOmainnew,VOmainold把“VO内所有节点信息模块”和“其它VO的VOmain信息模块”的信息复制到VOmainnew中,VOmainnew通知其它VO的VOmain它的ID及资源类型T(r),其它VO的VOmain更新VOmainnew对应的ID及资源类型T(r),VOmain不需要更换,VOmainnew所在VO的所有节点更新VOmainnew的ID及类型,Yes,将在资源注册、资源更新、NormalNode节点离开的处理过程中，邻居节点总数发生变化的NormalNode节点，称为NormalNodechange，简写为NNchange。,No,二、研究内容进展,2.2.4DSRD资源发现算法设计,定义4：若请求的资源与节点r上的资源的相似度大于等于某一阈值threshold，并且各个性能属性的属性值满足条件，则称在r上资源命中，否则称为未命中。阈值threshold可以是用户要求的，也可以使根据经验得出的；,定义5：TTL（TimeToLive）为资源查找请求的生命周期，若在TTL外资源还未命中，则停止查找，返回资源查找失败的消息。,定义6：若资源查找请求从节点r向它的邻居节点扩散，则称节点r为它的所有邻居节点的查询请求扩散的源节点，记为Source。,二、研究内容进展,用户发出并提交资源查询请求q,T(q)与用户所在VO的资源类型是否相同？,在用户所在VO内随机选择一个节点作为资源查找的源节点记为start,计算q与start节点的属性相似度,start节点是否命中？,查找结束，返回命中节点信息，并与用户建立联系,通过用户所在VO的VOmain查找T(q)类资源所在VO的VOmainq,用户所在VO的VOmain把资源查询请求转发到VOmainq上，把VOmainq记为查询源节点start,计算q与start节点的每个邻居节点NbNt的相似度,是否有NbNt命中？,把start作为当前向下扩散查找的source,在当前source的所有NbNt中选择与q相似度最高的前N个节点作为继续向下扩散查找的源节点集Sourcenext,TTL0？,以集合Sourcenext中每个Sourcei作为查询请求的源节点start，计算q与Sourcei所有NbNt的属性相似度,查找失败,是否有NbNt命中？,Yes,Yes,Yes,Yes,Yes,No,No,No,No,No,2.2.4DSRD资源发现算法设计,二、研究内容进展,2.2.5资源发现算法仿真试验,操作系统：MicrosoftWindowsXP处理器：Intelcore2T72502.0GHz内存：1GB硬盘：120GB仿真环境：jdk1.6.0-windows-i586apache-tomcat-5.5.16GlobusToolkit4.0.2,试验环境,试验设置,将网格中资源划分为四类：T=计算资源、存储资源、网络通信、数据文件每个网格资源由三个性能属性数据来描述；资源的性能属性值由随机函数产生，取值0,100之间；属性相似度计算公式中S=100；定义4中threshold根据经验取值为90；,表1试验数据,分析比较DSRD算法与Gossip算法在资源查找过程中性能参数的变化情况，比较的基本标准为：,AverageSearchTime资源查找平均时间AverageSearchhops资源查找平均步数AverageSuccessrate资源查找的成功率,二、研究内容进展,1、资源查找平均时间仿真结果,二、研究内容进展,2、资源查找平均步数仿真结果,二、研究内容进展,3、资源查找成功率仿真结果,二、研究内容进展,2.3基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统设计,系统功能,模块,三、仍需研究的问题及解决方案,N的最佳选值问题,对基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统还需要进一步的完善，对资源服务接口的设计与实现，是下一步研究工作的重点。,网格资源查询服务系统完善,资源发现算法中在当前Source的所有NbNt中选择与q相似度最高的前N个节点作为继续向下扩散查找的源节点集Sourcenext。,继续做算法的仿真试验，选取资源查找效果最优的N值。,四、下一步研究计划,2011.72011.8,2011.92011.11,2011.12,完善基于P-DSRD模型的资源发现算法，确定N的最佳选值；,完成基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统的设计与测试工作，并着手大论文写作；,整理研究材料，归纳总结，完成大论文写作；,五、参考文献（1/2）,1李红，刘鲁.分布式网格资源发现研究综述J.计算机应用与软件，2010.2，27(2)：P16-18.2刘波，林伟伟，齐德昱.一种自组织资源发现模型和算法J.小型微型计算机系统，2010.8，31(8)：P1503-1508.3郭祖华，马绍惠，刘丹，等.一种基于P2P的网格资源发现算法J.微电子学与计算机，2009.9，26(9)：P139-142.4熊金波.基于动态自组织覆盖架构的网格资源发现方法研究D.重庆邮电大学硕士学位论文.2009.5张箐.我国小世界理论研究评述J.情报科学，2008，26(9)：P1425-1431.6王一夫.非集中式网格资源发现和管理模型及关键技术研究D.中南大学.2008.7Clark，D.Face-to-FacewithPeer-to-PeerNetworkingJ.IEEEComputer.2008，34(1)：P18-218邢长明，刘方爱.基于P2P的网格资源发现机制研究.计算机技术与发展.2006.16(8)：P21-23.9王鳗，徐惠民.基于小世界聚类的网格资源查找算法.北京邮电大学学报.2006.29(1)：P17-21.10LiMandBakerM.网格计算核心技术(王相林，张善卿，等.译者).北京:清华大学出版社，2006.P165-261.11朱晓妹，周娅，黄桂敏.基于小世界层次分布式路由模型研究J.计算机工程.2006，32(15).P120-122.,五、参考文献（2/2）,12叶哲丽，何秀强等.基于P2P技术的资源发现机制的研究J.计算机工程与应用.2005，21:P152-156.13徐志伟，冯百明，李伟.网格计算技术.北京:电子工业出版社，2004.P25-162.14朱承.基于资源类型的非集中式网格资源发现方法研究D.国防科技大学博士学位论文，2004.9.15尚尔凡，都志辉.基于虚拟组织和小世界模型的高效网格服务定位机制J.计算机研究与发展.2003.40(12).Pl744-1749.16IBMworldcommunitygrid./17WangXuan,KongLingfu