（计算机软件与理论专业论文）服务网格中资源需求描述方法与服务选择策略的研究.pdf

东北大学硕士学位论文摘要 服务网格中资源需求描述方法与 服务选择策略的研究 摘要 在迅速发展的网络经济模式下，符合o g s i 规范的网格服务作为w e b服务的 扩展， 在提 供良 好的 互操作性的同时，改善了传统分布式集成系统的性能，并使得软件部件的商业化更 加容易。在商业化的服务网格系统中， 企业与企业可以通过网格服务连接彼此的商务 程序， 实现有效的服务合成， 从而实现资源共享，降低运营成本， 提高投资回报。随着网 格服务数 量的 增加，帮助企业用户能够随需应变地使用其他企业提供的网格服务，己 经成为服务网格 系统应用中一个十分重要的问题。 本文讨论了一个支持动态企业柔性集成的服务网 格系统一一e f c s 。文中概要介绍了系统 的体系结构和各组成模块的功能;着重分析了网格系统中资源服务需求描述的特点，设计并 实现了为合成服务流程提供服务实例的资源服务选择模块，并建立了相应的 服务质量评估模 型。 为了 给用户提供可用的、适合于作业执行的资 源服务， 需要一种统一的资 源服务需求描 述格式。 本文通过对服务需 求信息进行分析， 结合本体描 述语言( o wl ) 与服务等级协议( s l a ) 的特征，提出了资源服务需求描述语言的定义，清晰地描述了资源服务的功能性需求、语义 约束和服务 质量需求，并将其集成在网格流程描述语言 ( g p d l )当中。 服务选择模块负责根据用户的资源需 求描述发现最佳资源服务。文中详细地介绍了 服务 选择模块的整体结构设计，并针对其结构 特点进行了性能分析与测试:重点讨论了 服务选择 核心策略，提出了基于服务质量的服务评估模型;详细地分析了三种服务评估算法在服务选 择策略中的应用情况， 给出了 推荐性建议。服务评估模型中 包含三种服务评估算法，算法中 分别采用了服务等级协议和数据挖掘技术，对符合功能性需求的资源服务集实现了按需的质 量评价，为合成服务流程按需提供符合服务质量需求的资源服务实例提供了 可靠的 保证。最 后对全文进行总结，讨论了本文的主要贡献，同时提出了下一步的工作重点:将针对 服务流 程整体的服务质量保证和相关的服务选择策略上进行深入研究。 关键字网 格服务， 服务选择策略，服务质量. o g s a ， 服务等级协议，资 源需求描述语言， 服务评估算法，聚类分析 东北大学硕士学位论文 ab s t r a c t s t u d y o n t h e r e s o u r c e r e q u i r e me n t d e s c r i p t i o n me t h o d a n d s e r v i c e s s e l e c t i o n p o l i c y i n s e r v i c e gr i d ab s t r a c t w i t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f t h e i n t e r n e t e c o n o m y , g r i d s e rv i c e s d e f in e d b y t h e o p e n g r i d s e r v i c e i n f r a s tr u c t u r e ( o g s t ) , a r e e m e r g in g a s t h e e x t e n s i o n o f w e b s e rv i c e s t h a t f o l l o w s s p e c i a l c o n v e n t i o n s t o a l l o w t h e s e rv ic e s a n d t h e r e s o u r c e s it u s e s t o b e m o r e e a s i l y s h a r e d b y d i ff e r e n t c o n s t it u e n c i e s . g r i d s e rv i c e s p r o v i d e b e tt e r in t e r o p e r a b i l it y and i m p r o v e d i s t r i b u t e d s y s t e m in t e g r a t i o n . i n t h e b u s in e s s - o r i e n t e d s e rv i c e g r i d s y s t e m , d i ff e r e n t c o m p a n i e s c a n c o n n e c t t h e i r b u s in e s s a p p l i c a t io n s w i t h g r i d s e rvic e s , w h i c h h e l p c o m p a n i e s e ff i c ie n t ly c o m p o s i t i n g s e r v ic e s and r e d u c e r u n n i n g e x p e n s e s . wi t h t h e r a p id i n c r e a s e o f g r id s e rvic e s , t o p r o v i d e s u i t a b l e g r i d s e rvi c e s f o r c o mp anie s o n t h e i r r e q u i r e m e n t s h a s b e c o me a v e r y i m p o rt a n t p r o b l e m i n t h e s e r v i c e g r id s y s t e m. i n t h i s p a p e r , w e p r o p o s e a s e rv ic e g r i d s y s t e m , c a l le d e n t e r p r i s e f l e x i b le c o m p o s it i o n s e r v i c e ( e f c s ) , f o r c o m p ani e s t o d y n a m i c a l ly c o m p o s e t h e i r b u s in e s s g r i d s e rvic e s . i n t h e s y s t e m , a s e rv i c e s e l e c t i o n m o d u le i s d e s i g n e d t o p r o v i d e a d d i t i o n a l s e r v i c e s i n c l u d i n g s e r v ic e f i lt e r i n g , s e rv i c e s e l e c t io n a n d d i s p a t c h i n g , wh ic h e n s u r e g r i d s e r v i c e s p e r f o r m s mo o t h l y in a w e l l - c o n d u c t e d and c o o r d i n a t e d f a s h i o n . t o p r o v i d e t h e r e s o u r c e s e rvi c e s t h a t a r e m o r e s u it a b l e f o r u s e r s j o b s , a r e s o u r c e s e r v i c e r e q u i r e m e n t d e s c r i p t io n l a n g u a g e i s p r e s e n t e d t o h e l p s e rv i c e c o n s u m e r s d e s c r i b e t h e i r r e q u ir e m e n t . i n o r d e r t o d e f i n e t h e f u n c t io n a l d e s c r i p t i o n , th e d e s c r i p t i o n l a n g u a g e c o m b i n e s t h e c h a r a c te r i s t i c s o f we b on t o l o g y la n g u a g e ( o wl ) a n d s e m ant i c c o n s tr a in t d e s c r i p t i o n . a n d wi t h t h e s e rvic e l e v e l a g r e e m e n t ( s l a ) p r o v i d e d i n t h e d e s c r i p t i o n l ang u a g e , s e l e c t i o n o f g r i d s e rv i c e i s n o t o n l y b a s e d o n a v a i l a b i li t y , b u t a l s o b a s e d o n q u a l i t y o f s e rvic e ( q o s ) c h a r a c t e r i s t i c s . t h e r e s o u r c e s e rv i c e r e q u i r e m e n t d e s c r ip t i o n la n g u a g e i s in t e g r a t e d i n t o t h e g r i d p r o c e s s d e s c r i p t i o n l a n g u a g e ( g p d l ) , w i t h w h i c h u s e r c an d e s c r ib e t h e ir f u n c t i o n a li t y r e q u i re m e n t , s e m a n t i c c o n s tr a i n t , q o s r e q u i r e m e n t a n d b u s i n e s s p r o c e s s o f j o b s . i n t h is p a p e r w e p r o p o s e a n e w m o d e l o f s e rv i c e e v a lu a t i o n b a s e d o n q o s t o s u p p o rt t h e s e rv ic e s e l e c t i o n p o l i c i e s , w h i c h i s u s e d i n t h e s e rvic e s e l e c t i o n m o d u l e . i n o r d e r t o s o rt c a n d i d a t e s e rvi c e s o f g r i d p r o c e s s b y c o m p a r i n g t h e i r q o s c h a r a c t e r i s t i c s , t h r e e s e rv i c e e v a l u a t i o n a l g o r i t h m s a r e d e s ig n e d i n t h i s m o d e l . w e a l s o in t r o d u c e c l u s t e r i n g an a l o g y m e t h o d i n t o a l g o r i t h m s t o a n a l y z e s e rv i c e c a n d id a t e s w i t h q o s p a r a m e t e r s . wit h t h e m o d e l , s l a a n d s e l e c t i o n r u le s a r e s e t in t h e s e rv i c e s e l e c t i o n p o l ic i e s t o s e l e c t a g r id s e rv i c e t h a t b e s t f i t s u s e r s r e q u i r e m e n t f r o m s o rt e d s e rv i c e c and i d a t e s a n d g u a r a n t e e q o s o f s e rv i c e i m p l e m e n t . w e fi r s t e v a l u a t e t h e d e s i g n p e r f o r m a n c e o f s e rvic e s e l e c t i o n mo d u l e b y c o mp a r i n g r e m o t e i n v o k i n g t ime s wit h d i ff e r e n t s u c c e s s f u l r a t e a n d d iff e r e n t n u m b e r o f c and i d a t e s e rv i c e i n m o d u l e . t h e r e s u lt s h o w s i t c an i m p r o v e t h e p e r f o r m a n c e o f g r i d s y s t e m. t h e n we a p p l y t h e e v a l u a t io n a l g o r i t h ms t o d i ff e r e n t g r i d s e rvi c e s , a n d p o i n t o u t t h e i i i - 东北大学硕士学位论文ab s t r a c t c h a r a c t e r i s t i c s a n d s u i t a b le r a n g e o f a l g o r it h m s . w e f i n a l l y c o n c l u d e t h e p a p e r b y d is c u s s in g t h e a tt r i b u t e s a n d p o s s i b le i m p r o v e m e n t s o f t h e p r e s e n t w o r k , a n d a l s o t h e f u t u r e w o r k : s e rv i c e s e l e c t i o n p o l ic y a n d q o s g u a r a n te e i n t h e g r i d s e rvi c e c o m p o s i t io n . k e y w o r d s g r i d s e rv i c e , s e rv i c e s e l e c t i o n p o l i c y , q u a l i t y o f s e rv ic e , o g s a , s e rv ic e l e v e l a g r e e m e n t , r e s o u r c e r e q u i r e m e n t de s c r i p t io n l a n g u a g e , s e rvic e e v a l u a t i o n alg o r i t h m , c l u s t e r i n g a n a l y s i s i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以 标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名: 日期: “ ”夕 午t 9 i z -a 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门 或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权东北大学可以将学 位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名;否则视为不同意。 ) 学位论文作者签名: 导师签名: 签 字 日 期 :z 、 州晰 f r 1 z q 签字 日期: 寸浦 ,- 碑，” ， ， ，“ 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 第一章 绪论 1 . 1 引言 目 前， 在迅速发展的网络经济模式中，不论是对于大型企业，还是那些中小型企业，甚 至网络中的个人用户都需要一个平台开放、 安全可靠、易于 使用和扩充的网 络使能服务 系统， 有效地将不同企业或部门提供的业务应用程序连接起来。 在大型企业中，企业知识库的数据信息分散存储在其子公司或其下属部门的系统中，形 成了 地理上分布的 集群结点，造成企业资源在全球范围内 分布。 与此同时，大型企业内部需 要迅速地、透明地管理与配置这些分布的企业资源，以 保证企业商务活动的稳定运行，尽可 能地充分利用企业内全球资源， 提高资 源的利用效率， 提升整体生产力，并降低企业运行成 本。同大型企业相比，中小型企业不像大型企业那样具有在技术、资金、生产与市场等方面 那样全面的资源优势。因 此中小型企业间使用企 业对企业 ( 13 2 13 ) 的电子商务集成模式构成了 一个 “ 虚拟组织”( v o ) ，或称为动态企业联盟。通过虚拟组织，中小企业可以缩短产品的开 发周期、提高 产品质量、加快产品投放市场速度和资金的流通速度。 传统企业对企业的应用集成主要是把单块的企业软件进行改装而取得所需要的解决方 案。这种紧密结合的 解决方案的灵活性很差，当 商务的需求改变时，很难改装这种集成配置 去解决新的问题。 动态电 子商务有效地解决了 这一问题，为企业提供了商务流程、客户和厂 商系统动态延伸和连接的 功能。 动态电 子商务的 特点是软件应该按照商务的过程而造型，设 计 成可重用的 和柔性的组件。应用动态电子商务， 企业可以即时寻找商业合作伙伴，并将各 种软件集成新的解决方法。 we b 服务技术是动态电子 商务的基础。企业的 应用程序可以使用w e b 服务的 技术把它们 封装成自 描述的、自 包含的模块应用。 这样企业对企业 ( 13 2 13 )的 应用能够使用开放标准协议 来集成和交换信息。 对于被封装成w e b 服务的企业应用程序， 只要通过指定的w e b 服务接口， 其他系统可以 随时与 这些 w e b服务连接，完成企业对企业 ( 13 2 13 )的应用集成， 达到动态电 子商务的目 的。 建立在 w e b 服务和其他标准的基础上的网格服务技术为动态电子商务应用提供了新的解 决方案。随着网格技术的不断发展，其应用的领域早已不仅仅局限于传统的网格计算，拥有 网 格技术的商业应用正不断吸引大量的研究机构与企业参与到其研究与开发当中， 通过引入 接q和约定扩展 we b服务，将原有的计算力网格发展成为服务网格。服务网格将成为下一代 分布式系统的核心部分。 服务网 格具有以下特性: 互操作性 服务网 格中任何网格服务都可以 与其它网格服务进行交互。 、 泛应用的 s o a p 协议避免了以 往在c o r b a , d c o m和其它协议之间 转换的麻烦。 普遍性 基于w e b 服务的网格服务使用h t t p 和 x m l进行通信使得任何支持这些技术的 设 备都可以拥有和访问网 格服务。 低进入屏障 网格服务的概念易于理解，并且由 全球网格论坛 ( g g f )提供的免费开发 _ 具包g lo b u s t o o lk i t 3 .0 能够帮助开发者快速创建和部署w e b 服务。 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 第一章 绪论 1 . 1 引言 目 前， 在迅速发展的网络经济模式中，不论是对于大型企业，还是那些中小型企业，甚 至网络中的个人用户都需要一个平台开放、 安全可靠、易于 使用和扩充的网 络使能服务 系统， 有效地将不同企业或部门提供的业务应用程序连接起来。 在大型企业中，企业知识库的数据信息分散存储在其子公司或其下属部门的系统中，形 成了 地理上分布的 集群结点，造成企业资源在全球范围内 分布。 与此同时，大型企业内部需 要迅速地、透明地管理与配置这些分布的企业资源，以 保证企业商务活动的稳定运行，尽可 能地充分利用企业内全球资源， 提高资 源的利用效率， 提升整体生产力，并降低企业运行成 本。同大型企业相比，中小型企业不像大型企业那样具有在技术、资金、生产与市场等方面 那样全面的资源优势。因 此中小型企业间使用企 业对企业 ( 13 2 13 ) 的电子商务集成模式构成了 一个 “ 虚拟组织”( v o ) ，或称为动态企业联盟。通过虚拟组织，中小企业可以缩短产品的开 发周期、提高 产品质量、加快产品投放市场速度和资金的流通速度。 传统企业对企业的应用集成主要是把单块的企业软件进行改装而取得所需要的解决方 案。这种紧密结合的 解决方案的灵活性很差，当 商务的需求改变时，很难改装这种集成配置 去解决新的问题。 动态电 子商务有效地解决了 这一问题，为企业提供了商务流程、客户和厂 商系统动态延伸和连接的 功能。 动态电 子商务的 特点是软件应该按照商务的过程而造型，设 计 成可重用的 和柔性的组件。应用动态电子商务， 企业可以即时寻找商业合作伙伴，并将各 种软件集成新的解决方法。 we b 服务技术是动态电子 商务的基础。企业的 应用程序可以使用w e b 服务的 技术把它们 封装成自 描述的、自 包含的模块应用。 这样企业对企业 ( 13 2 13 )的 应用能够使用开放标准协议 来集成和交换信息。 对于被封装成w e b 服务的企业应用程序， 只要通过指定的w e b 服务接口， 其他系统可以 随时与 这些 w e b服务连接，完成企业对企业 ( 13 2 13 )的应用集成， 达到动态电 子商务的目 的。 建立在 w e b 服务和其他标准的基础上的网格服务技术为动态电子商务应用提供了新的解 决方案。随着网格技术的不断发展，其应用的领域早已不仅仅局限于传统的网格计算，拥有 网 格技术的商业应用正不断吸引大量的研究机构与企业参与到其研究与开发当中， 通过引入 接q和约定扩展 we b服务，将原有的计算力网格发展成为服务网格。服务网格将成为下一代 分布式系统的核心部分。 服务网 格具有以下特性: 互操作性 服务网 格中任何网格服务都可以 与其它网格服务进行交互。 、 泛应用的 s o a p 协议避免了以 往在c o r b a , d c o m和其它协议之间 转换的麻烦。 普遍性 基于w e b 服务的网格服务使用h t t p 和 x m l进行通信使得任何支持这些技术的 设 备都可以拥有和访问网 格服务。 低进入屏障 网格服务的概念易于理解，并且由 全球网格论坛 ( g g f )提供的免费开发 _ 具包g lo b u s t o o lk i t 3 .0 能够帮助开发者快速创建和部署w e b 服务。 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 行业支持 所有主要的供应商都支持s o a p 和w e b 服务的相关技术。 企业实施网格服务， 能够重复使用现存的资 产和已 购买了的解决方案，以减少企业对企 业( 13 2 13 ) 实现应用集成所需要的开发费 用和实施时间， 而且不需 硬性地改写 现有的软件系统， 或者从头开始开发。这对已 在现存的系统作了巨大 投资的企 业而言特别重要。服务网格系统 还可以 帮助企业在贸易伙伴、承包商、顾客和供 应商之间动态地连接商业流程， 进行跨企业 的交易处理。 但在服务网格的电子商务 应用中， 需要面对一个很重要的问 题是 “ 如何选择合 适的网格服务参与到商务应用当中，o 1 .2 服务网格系统中面对的资源服务选择问题 在服务网 格系统的应用中，随着不断有新的资 源服务注册到网格系统中，系统所包含的 可 用资 源 将 越 来 越丰 富， 应 用 领域 与网 格 服务 越来 越 多。 虽 然可 以 基 于 领 域 本体 ( o n t o l o g y ) 知识的服务发现方法，通过需求服务描述信息与资源服务的描述信息的语义匹配， 在服务注 册仓中发现功能 上符合需求的资源服务，但是由于各应用领域中功能上等价的资源服务越来 越多， 因此不能只根据可用性来选择资源服务，还要根据服务质量 q o s ) 特征等进行服务选 择。 资源服务选择的主要目 的是使企业能够随需应变地使用其他企业提供的资源服务，同时 为企业在网络中的应用集成提供动态的服务质量保证。 虽然服务网 格系统是由传统的计算网格发展演变而来的， 但由于其使用统一开放的标准 使得资源的范围变得更加广泛，而且所有以网 络方式提供的 应用程序都可以 通过实现相应的 规范 成为服务网 格中的资源服务。因 此，服务网格中的资源服务选择在解决计算网格中原有 问题的基础上，将面对更多新的挑战。总结起来，服务网格系统的资源服务选择需要面对以 下问题; 第一:系统中资源的多样化。计算网格中的资源所包含的范围只是简单的计算力，即处 理数据的节点，而在服务网格中的资源对象则包括一切以 服务形式提供的网络应用，可以是 一个以网格服务形式发布的一个计算网 格系统， 甚至可以 是集合了多个服务以提供一套更高 级功能的合成服务。 第二:对服务质量有更高的需求。服务网格系统中，用户所关心的服务质量将不仅仅局 限于 其作业任务的执行时间， 在商业应用中， 企业用户将更加关注其商务流程运行的可靠性、 安全性、稳定性、效率以及运行成本。 第三:如何描述用户对资源服务的要求。服务网 格系统中应用涵盖的领域厂泛，不同 领 域中 对服务质量的有不同的评估参数和评估标准。 而且，不同的用户对相同的功能的服务也 会有不同的需求，用户通常希望能够按需使用系统中的资源服务，这样可以有效地节约运营 成本。 第四:面向 商业应用的 特性。面对商业应用的服务网格系统，在资 源服务选择方面需 要 针对商 业应用的 特性提出适当的解决方案。商业应用中企业用户提出的作业任务主要以 流程 的方式执行，其中需要不同 功能的、支持事务的网 格服务参与。 第五:服务选择的自动化问 题。在保证所选择的资源的服务质量同时，尽可能地减少用 户的干涉，为用户提供透明的 服务选择机制。 面对服务网 格环境中众多功能相似或相同的资源服务， 服务选择作为网格系统应用中必 需解决的向题，可谓意义重大。另外，对于经过服务发现后产生的资源服务结果集，还需通 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 行业支持 所有主要的供应商都支持s o a p 和w e b 服务的相关技术。 企业实施网格服务， 能够重复使用现存的资 产和已 购买了的解决方案，以减少企业对企 业( 13 2 13 ) 实现应用集成所需要的开发费 用和实施时间， 而且不需 硬性地改写 现有的软件系统， 或者从头开始开发。这对已 在现存的系统作了巨大 投资的企 业而言特别重要。服务网格系统 还可以 帮助企业在贸易伙伴、承包商、顾客和供 应商之间动态地连接商业流程， 进行跨企业 的交易处理。 但在服务网格的电子商务 应用中， 需要面对一个很重要的问 题是 “ 如何选择合 适的网格服务参与到商务应用当中，o 1 .2 服务网格系统中面对的资源服务选择问题 在服务网 格系统的应用中，随着不断有新的资 源服务注册到网格系统中，系统所包含的 可 用资 源 将 越 来 越丰 富， 应 用 领域 与网 格 服务 越来 越 多。 虽 然可 以 基 于 领 域 本体 ( o n t o l o g y ) 知识的服务发现方法，通过需求服务描述信息与资源服务的描述信息的语义匹配， 在服务注 册仓中发现功能 上符合需求的资源服务，但是由于各应用领域中功能上等价的资源服务越来 越多， 因此不能只根据可用性来选择资源服务，还要根据服务质量 q o s ) 特征等进行服务选 择。 资源服务选择的主要目 的是使企业能够随需应变地使用其他企业提供的资源服务，同时 为企业在网络中的应用集成提供动态的服务质量保证。 虽然服务网 格系统是由传统的计算网格发展演变而来的， 但由于其使用统一开放的标准 使得资源的范围变得更加广泛，而且所有以网 络方式提供的 应用程序都可以 通过实现相应的 规范 成为服务网 格中的资源服务。因 此，服务网格中的资源服务选择在解决计算网格中原有 问题的基础上，将面对更多新的挑战。总结起来，服务网格系统的资源服务选择需要面对以 下问题; 第一:系统中资源的多样化。计算网格中的资源所包含的范围只是简单的计算力，即处 理数据的节点，而在服务网格中的资源对象则包括一切以 服务形式提供的网络应用，可以是 一个以网格服务形式发布的一个计算网 格系统， 甚至可以 是集合了多个服务以提供一套更高 级功能的合成服务。 第二:对服务质量有更高的需求。服务网格系统中，用户所关心的服务质量将不仅仅局 限于 其作业任务的执行时间， 在商业应用中， 企业用户将更加关注其商务流程运行的可靠性、 安全性、稳定性、效率以及运行成本。 第三:如何描述用户对资源服务的要求。服务网 格系统中应用涵盖的领域厂泛，不同 领 域中 对服务质量的有不同的评估参数和评估标准。 而且，不同的用户对相同的功能的服务也 会有不同的需求，用户通常希望能够按需使用系统中的资源服务，这样可以有效地节约运营 成本。 第四:面向 商业应用的 特性。面对商业应用的服务网格系统，在资 源服务选择方面需 要 针对商 业应用的 特性提出适当的解决方案。商业应用中企业用户提出的作业任务主要以 流程 的方式执行，其中需要不同 功能的、支持事务的网 格服务参与。 第五:服务选择的自动化问 题。在保证所选择的资源的服务质量同时，尽可能地减少用 户的干涉，为用户提供透明的 服务选择机制。 面对服务网 格环境中众多功能相似或相同的资源服务， 服务选择作为网格系统应用中必 需解决的向题，可谓意义重大。另外，对于经过服务发现后产生的资源服务结果集，还需通 东 北大学硕士学位论文第一章 绪论 过合理的服务选择策略，过滤掉那些不符合用户需求以及服务质量较差的网格服务，最终为 用户作业提供可靠的资源服务， 保证作业执行的质量。 1 .3网格系统以及资源服务选择的研究现状 服务网 格系统经过全球相关研究机构与主流i t企业的不断研究， 积累下的 经验已 经使其 逐渐发展成熟，并且己经在商业应用中看到了 其强大的内在潜力。 企业或其他机构可以 将其 现有的资源按照统一的标准封装为网格服务注册入网格系统中，网格服务的数量之大、 变化 之快是服务网格系统的一个重要 特性。由于网格服务在 w e b 服务基础上增加了 服务实例的可 控性和服务状态特性，因此系统中使用的资源服务并不一定是永久的，服务提供者可以随时 发布新的服务、修改己发布服务的信息或撤销已有服务。在服务网格系统中，可靠的资源服 务选择策略与服务选择的自动执行已 经成为当今服务网 格中的研究热点。 服务网 格逐渐受到i t 业界的大量关注，经过学术界和科研社区的研究与应用，有助于企 业从商业应用中获益的服务网格标准、支持技术、工具箱和产品正逐步开始使用。开放网格 服 务 体 系 结 构 ( o p e n g r i d s e r v ic e s a r c h it e c t u r e , o g s a ) f o k 0 2 提供了 服务 网 格 实 现的 标 准， 增强了w e b 服务以 适应网格的需求。 o g s a作为一个系统合成模型， 通过使用网 格上的分布 式资源执行特定的任务或解决富有挑战性的问 题。作为 o g s a 的 开发框架的实现，g l o b u s t o o l k i t 的出现为服务网格解决了 分布式状态管理、 安全性等问 题，同时为资源服务的提供者 提供了可靠的网格服务运行容器。 目 前， 对于网格系统中的资源选择和资源调度的研究工作很多都是基于 传统计算网格环 境下的。在 c a n d o r - g f t f 0 2 系统提出的资源选择框架【 l y f 0 2 中， 提出了 使用处理器速度与 负载、空闲内存和作业任务量来选择作业所运行的资源结点。在计算网格中的资源选择策略 和调 度的目 标主要是实现系统内 各结点的负载平衡，同时， 基于 服务质量 ( q u a l i t y o f s e r v i c e , q o s ) 体系结构的服务预留 机制 f r s 0 0 将服务质量的概念引入到网 格应用当中。 伴随着o g s a 的出 现，一些研究丁作将 w e b 服务技术吸收到网 格计算当中，将网格中的计算力资源包装为 网格 服务发布出 来， 逐渐形成服务网格。 在g - q o s ma r w 0 2 中提出了基于服务质量的资源与 服务查询， 通过服务质量管理 ( q o s ma n a g e m e n t ) a h r 0 3 为系统中的作业指派运行节点， 同时通过建立服务等级协议 ( s e r v i c e l e v e l a g re e m e n t , s l a)来实现服务质量的保证。在 m g - q o s s y l 0 4 中 ， 针 对 制造 业的 服务 网 格 应 用提 出了 与g - q o s m中 类 似的 解 决 方 案， 为 用 户提供一个基于 q o s的杏询服务策略。 而对于服务需求的描述，在 余 0 3 中使用操作原语定 义服务的操作同时使用 s l a来定义一组服务需求目标来表示所选的资源服务需要达到的标 准。 多数项目 的研究中， 关于资源服务选择的研究工作主要集中在资源处理能力上的 预测以 及运行时间和执行稳定性的保证上，对于网格系统商业应用中所面对的 基于服务质量的资源 服务 选择涉及得很少。因此，专门针对具有商业特性的网 格服务的资源服务描述与选择问题 现在还处于研究的初始阶段。 1 .4 本文解决的主要问题及组织结构 本文以东北大学申请的国家高技术研究发展计划 ( 8 6 3 计划) 课题 “ 面向c i ms 领域的支 持企业业务柔性集成的服务网格技术的研究”为背景， 深入研究和探讨服务网 格中的资源需 求描述与基于服务质量 ( q o s )的资源服务选择策略。 东 北大学硕士学位论文第一章 绪论 过合理的服务选择策略，过滤掉那些不符合用户需求以及服务质量较差的网格服务，最终为 用户作业提供可靠的资源服务， 保证作业执行的质量。 1 .3网格系统以及资源服务选择的研究现状 服务网 格系统经过全球相关研究机构与主流i t企业的不断研究， 积累下的 经验已 经使其 逐渐发展成熟，并且己经在商业应用中看到了 其强大的内在潜力。 企业或其他机构可以 将其 现有的资源按照统一的标准封装为网格服务注册入网格系统中，网格服务的数量之大、 变化 之快是服务网格系统的一个重要 特性。由于网格服务在 w e b 服务基础上增加了 服务实例的可 控性和服务状态特性，因此系统中使用的资源服务并不一定是永久的，服务提供者可以随时 发布新的服务、修改己发布服务的信息或撤销已有服务。在服务网格系统中，可靠的资源服 务选择策略与服务选择的自动执行已 经成为当今服务网 格中的研究热点。 服务网 格逐渐受到i t 业界的大量关注，经过学术界和科研社区的研究与应用，有助于企 业从商业应用中获益的服务网格标准、支持技术、工具箱和产品正逐步开始使用。开放网格 服 务 体 系 结 构 ( o p e n g r i d s e r v ic e s a r c h it e c t u r e , o g s a ) f o k 0 2 提供了 服务 网 格 实 现的 标 准， 增强了w e b 服务以 适应网格的需求。 o g s a作为一个系统合成模型， 通过使用网 格上的分布 式资源执行特定的任务或解决富有挑战性的问 题。作为 o g s a 的 开发框架的实现，g l o b u s t o o l k i t 的出现为服务网格解决了 分布式状态管理、 安全性等问 题，同时为资源服务的提供者 提供了可靠的网格服务运行容器。 目 前， 对于网格系统中的资源选择和资源调度的研究工作很多都是基于 传统计算网格环 境下的。在 c a n d o r - g f t f 0 2 系统提出的资源选择框架【 l y f 0 2 中， 提出了 使用处理器速度与 负载、空闲内存和作业任务量来选择作业所运行的资源结点。在计算网格中的资源选择策略 和调 度的目 标主要是实现系统内 各结点的负载平衡，同时， 基于 服务质量 ( q u a l i t y o f s e r v i c e , q o s ) 体系结构的服务预留 机制 f r s 0 0 将服务质量的概念引入到网 格应用当中。 伴随着o g s a 的出 现，一些研究丁作将 w e b 服务技术吸收到网 格计算当中，将网格中的计算力资源包装为 网格 服务发布出 来， 逐渐形成服务网格。 在g - q o s ma r w 0 2 中提出了基于服务质量的资源与 服务查询， 通过服务质量管理 ( q o s ma n a g e m e n t ) a h r 0 3 为系统中的作业指派运行节点， 同时通过建立服务等级协议 ( s e r v i c e l e v e l a g re e m e n t , s l a)来实现服务质量的保证。在 m g - q o s s y l 0 4 中 ， 针 对 制造 业的 服务 网 格 应 用提 出了 与g - q o s m中 类 似的 解 决 方 案， 为 用 户提供一个基于 q o s的杏询服务策略。 而对于服务需求的描述，在 余 0 3 中使用操作原语定 义服务的操作同时使用 s l a来定义一组服务需求目标来表示所选的资源服务需要达到的标 准。 多数项目 的研究中， 关于资源服务选择的研究工作主要集中在资源处理能力上的 预测以 及运行时间和执行稳定性的保证上，对于网格系统商业应用中所面对的 基于服务质量的资源 服务 选择涉及得很少。因此，专门针对具有商业特性的网 格服务的资源服务描述与选择问题 现在还处于研究的初始阶段。 1 .4 本文解决的主要问题及组织结构 本文以东北大学申请的国家高技术研究发展计划 ( 8 6 3 计划) 课题 “ 面向c i ms 领域的支 持企业业务柔性集成的服务网格技术的研究”为背景， 深入研究和探讨服务网 格中的资源需 求描述与基于服务质量 ( q o s )的资源服务选择策略。 东 北大学硕士学位论文第一章 绪论 过合理的服务选择策略，过滤掉那些不符合用户需求以及服务质量较差的网格服务，最终为 用户作业提供可靠的资源服务， 保证作业执行的质量。 1 .3网格系统以及资源服务选择的研究现状 服务网 格系统经过全球相关研究机构与主流i t企业的不断研究， 积累下的 经验已 经使其 逐渐发展成熟，并且己经在商业应用中看到了 其强大的内在潜力。 企业或其他机构可以 将其 现有的资源按照统一的标准封装为网格服务注册入网格系统中，网格服务的数量之大、 变化 之快是服务网格系统的一个重要 特性。由于网格服务在 w e b 服务基础上增加了 服务实例的可 控性和服务状态特性，因此系统中使用的资源服务并不一定是永久的，服务提供者可以随时 发布新的服务、修改己发布服务的信息或撤销已有服务。在服务网格系统中，可靠的资源服 务选择策略与服务选择的自动执行已 经成为当今服务网 格中的研究热点。 服务网 格逐渐受到i t 业界的大量关注，经过学术界和科研社区的研究与应用，有助于企 业从商业应用中获益的服务网格标准、支持技术、工具箱和产品正逐步开始使用。开放网格 服 务 体 系 结 构 ( o p e n g r i d s e r v ic e s a r c h it e c t u r e , o g s a ) f o k 0 2 提供了 服务 网 格 实 现的 标 准， 增强了w e b 服务以 适应网格的需求。 o g s a作为一个系统合成模型， 通过使用网 格上的分布 式资源执行特定的任务或解决富有挑战性的问 题。作为 o g s a 的 开发框架的实现，g l o b u s t o o l k i t 的出现为服务网格解决了 分布式状态管理、 安全性等问 题，同时为资源服务的提供者 提供了可靠的网格服务运行容器。 目 前， 对于网格系统中的资源选择和资源调度的研究工作很多都是基于 传统计算网格环 境下的。在 c a n d o r - g f t f 0 2 系统提出的资源选择框架【 l y f 0 2 中， 提出了 使用处理器速度与 负载、空闲内存和作业任务量来选择作业所运行的资源结点。在计算网格中的资源选择策略 和调 度的目 标主要是实现系统内 各结点的负载平衡，同时， 基于 服务质量 ( q u a l i t y o f s e r v i c e , q o s ) 体系结构的服务预留 机制 f r s 0 0 将服务质量的概念引入到网 格应用当中。 伴随着o g s a 的出 现，一些研究丁作将 w e b 服务技术吸收到网 格计算当中，将网格中的计算力资源包装为 网格 服务发布出 来， 逐渐形成服务