（计算机软件与理论专业论文）基于动态资源选择的gis网格服务门户研究.pdf

硕士学位论文基于动态资i 瞰选择的g i s 阿格服务门户研究 摘要 g i s ( 地理信息祭统) 网格服务魑中山大学计算机系软件工程实骢室提出弗负责 实施静广东省摹萼技计划工业攻关矮曩，本文工嚣跫该项爨豹一个霪要组残熬分。 g i s 网格服务是g i sw e b 服务的自然延伸，可以用于有效地结含各种异构的高 瞧2 设务，芽虽还嶷莛了各耱炎源戆公蔟语义黧孬为。 本文懿烹要王俸跫提出势实凌了羯予撬瘫整令g i s 霜貉凝务运移环凌王终效率 和服务质量的高层服务。主要有以下三个创新点： ( 1 ) 掇遗著实现了“动态资溱选择器驻务”，哥骏禳撂g i s 弼格黢务纛羧缀缓 中各资源的动态储息( 例如：服务节点的c p u 负载、磁盘可用空间、 焱s 数据更薪时闯、g i s 强层、徐捂等等) 秀客户程穿逸择最麓符合萁 需求的服务。 ( 2 ) 掇国并实现了“g i s 网格辙务门户”，可以为客户程序提供一个遴明访问 廉拟组织中各种资源的统一入口；可以有效地提商虚拟缎织的整体性能 以及为客户程序提供更好的服务质量。 ( 3 ) 提出并实现了“磷向特定应用程序的等价合约”，支持客户程序定义各个 服务节点或各种供应商掇供的g i s 网格服务的等价关系，扩展了门户和 选择器的应用范圈。 本文的艨型系绞采蘑技豁为嬲掇服务中耀馋镁域事实栋猴的g l o b u sq - 熬包3 2 ( g t 3 ) 实现，并通过多种测试演示和评价了“网格服务门户”和“选择器” 黪实际工佟培凝，测试绫果表骥本文掇嫩的方案是便捷露有效懿。 本文戆主要残鬃已发表在霉a 鼹蓬舔= 拳寒软箨技术学术会谈土( 2 0 0 4 1 0 ，嚣 安) ，并作大会报告，获得与会者好评。 关键字：地理信息系统( g i s ) ，网格服务，网格服务门户，动态资源选择 磷士学位论文r e s e a r c ho l lg i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo bd y n a m i cr e s o u m e ss e l e c t i o n a b s t r a ( 了r g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s ) g r i ds e r v i c e s ( g g s ) i sp r o p o s e da n dp u ti n p r a c t i c eb ys o f t w a r ee n g i n e e r i n gl a b o r a t o r y ( s e l a s ) o fc o m p u t e rs c i e n c ed e p t o fs u ny a t s e n u n i v e r s i t y , t h i sp r o j e c ti ss u p p o r t e db yt h ei n d u s t r i a lr e s e a r c h p r o j e c t so ft h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g yp l a no fg u a n g d o n gp r o v i n c e 。er 。c h i n a t h e s y s t e ms h o w n i nt h i sp a p e ri sa l li m p o r t a n tp a r to ft h e p r o j e c t a san a t u r a le v o l u t i o no fg i sw e bs e r v i c e s ，g i sg r i ds e r v i c e sa r ec o n s i d e r e da n e f f e c t i v ew a yt oe q u i pg i s a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o nw i t hh i g h - p e r f o r m a n c ec o m p u t i n g a n dl a r g e - s c a l ef e s o u r c es h a r i n g t h eh i g h - l e v e ls e r v i c e sp r o p o s e di nt h i sp a p e ra r e a b l et oi m p r o v et h ew h o l ep e r f o r m a n c eo ft h eg g se n v i r o n m e n t t h e r ea r et h r e e c o n t r i b u t i o na n di n n o v a t i o np o i n t si nt h i sp a p e r ： ( 1 ) as e l e c t o r s e r v i c ei s p r o p o s e d a n d i m p l e m e n t e d ，w h i c h c a l lb eu s e df o r r e s o u r c e ss e l e c t i o na c c o r d i n gt od y n a m i ci n f o r m a t i o n 。g c p ul o a d s ，a v a i l a b l e d i s kv o l u m e s ，d a t au p d a t et i m e s t a m p s ，l a y e r sa n dp r i c e s ) i nt h eg g sv i r t u a l o r g a n i z a t i o n 固。 ( 2 ) a g g sp o r t a li sp r o p o s e da n di m p l e m e n t e d ，w h i c hw o r k sa sag e n e r a le n t r a n c e o ft h eg g sv oa n di sa b l et oi m p r o v et h ev o sh o l i s t l ep e r f o r m a n c ea n d g i v e s b e t t e rq u a l i t i e so fs e r v i c e st ot h ec l i e n t s ( 3 ) a na p p l i c a t i o n - s p e c i f i ce q u i v a l e n c ec o n t r a c t i s p r o p o s e d a n d i m p l e m e n t e d , w h i c hi su s e dt od e f i n et h ee q u i v a l e n c er e l a t i o i i sb e t w e e ng i sg r i ds e l v i c e st o i m p r o v e t h ei n t e r o p e r a b i l i t ya m o n gd i f f e r e n ts e r v i c e p r o v i d e r s t h e p r o t o t y p es y s t e mi sb u i l to nt o po f t h eg l o b u st o o l k i t3 2 ( 簖3 ) t h ed ef a c t o s t a n d a r dm i d d l e w a r ee n a b l i n gg r i ds e r v i c e s t h ee f f e c t sa n dp e r f o r m a n c eo ft h e s y s t e m a r et e s t e da n dc o m p a r e dt h r o u g hs i m u l a t i o na n di t t u r n so u tt h a tt h e m e c h a n i s mi sc o s t ，e f f e c t i v e t h em a i np a r t so ft h e s ew o r k sh a v eb e e np u b l i s h e di ni n t e r n a t i o n a ls y m p o s i u mo n f u t u r es o f t w a r e t e c h n o l o g yo s f s t 2 0 0 4 ，x i a 1 1 ) a s a p r e s e n t a t i o np a p e r k e yw o r d s ：g i s ，g r i ds e r v m e ，g r i ds e r v i c ep o r t a ld y n a m i cr e s o u r c es e l e c t i o n - h - 碰士学位论文 基予动态资源选择的g i s 网格服务门户研究 第l 章综述 1 1 引言 媳理信息系统( g i s ：g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是一个设计月于处联空间 或地理坐标参照数据的信息系统，与其它信息系统的区别主要猩予它管理的对 象是空间数据丽鼠数据擞巨大，因此g i s 除了集成了传统数据艨的查询靼统计 分析操伟外，还提供了专门的地图数据可视化和窄间分析操作。 逸理空闻数据蹩企业、翻家乃至于全世器的重翼财富，穗是信息时代的种可 增值的资源，只有对这些数据进行科学地共享和管理才能实现这特殊社会资 源的最大价值。瓣统计，一个g i s 项茜静7 0 戳主酶资金是用予g i s 数据库的 建设，对g i s 数据的有效利用和熬享则怒开发一个g i s 系统时需要慎重考虑的 蠢蘧之一潮。 瓣特瘸豹诞生囊蒋及为g i s 癌怠瓣有效共享提供了有零l 豹条锌，在霜特弼科技 的冲击下g i s 总是不断地与最新的网络技术相结合和发展。 1 1 1 基于网络的6 点s 发展历程 1 基于w e b 的6 r s 凝予w e b 豹g i s 遴称为w e b g i s ( 约1 9 9 7 年开始兴超，溪肉又称阚络式g i s 、 因特网g i s ) ，这是g i s 与因特网的首次结合，也是当前通过因特网共摩g i s 髂惠与黢务豹圭蒹形式。w e b g i s 熬爨受缝经蹩“诖g i s 走进予窳万户”翻。 w e b g i s 发震秘期，霉亵w e bl 墅务蝼先潦g i s 蕊愚转换为g i f 躐j p e g 强像嚣 相应的文字信息，组织在h t m l 页面中传输给客户端。这种方式受制于h t m l 谗言熬隈剑，与髑户载交聂操终缎力缀弱，瑟显缝整像方式也不太逶合蘩些g i s 的深入使用。后期的w e b g i s 实现了矢缀地图文件的传输显示，目前已可实现 硕士学位论文r e s e a r c ho ng i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo nd y n a m i cr e s o u r c e ss e l e c t i o n 把传统g i s 的全部功能转移到w e b g i s 上【2 】。 2 基于w e b 服务的6 工s g i s 与w e b 服务的结合诞生了当前最前沿的g i sw e b 服务技术( 约2 0 0 0 年开 始兴起) 。服务提供商通过w e b 服务技术可以在网上共享各种g i s 应用，极大 地方便了应用的维护、升级等支持。g i sw e b 服务的历史地位是“把所有的g i s 应用联接起来”。 目前国外己有供应商推出g i s w e b 服务产品【3 7 1 ，g i s 的国际组织o g c 8 l 也出台 了相关的g i sw e b 服务规范f 9 ，1 0 ，1 1 1 。在国内，g i sw e b 服务亦己成为g i s 领域 的一个研究与发展的热点。 i i 26 工s 网格服务 为实现企业、政府部门、社区、甚至个人等组织之间的g i s 信息共享，消除g i s 领域普遍存在的信息孤岛现象，中山大学计算机科学系软件工程实验室提出动 议并负责实施g i s 网格服务项目( 广东省科技计划工业攻关项目，编号 2 0 0 3 a 1 0 3 0 4 0 3 ) ，旨在研究与开发一种基于网格服务的地理信息系统应用集成 解决方案。 本人在项目中作为“g i s 网格服务运行环境的研究与开发”和“基于g i s 网格 服务的虚拟g i s 网格门户开发”两个子任务的负责人，参与了预研、设计、开 发、测试、集成等全过程的工作，完成了网格虚拟组织中为客户程序选择恰当 服务资源的选择器服务，并把该服务融入虚拟组织的门户之中。 g i s 网格服务是g i sw e b 服务的自然延伸，与网格服务相结合能促使g i s 进一 步发展。网格服务的主要特点是： 1 大规模资源共享【1 2 】：可用统一的方式共享高性能计算机、高速磁盘阵列、 天文望远镜、传感器、遥感设备( r s ) 等各式各样的资源。 2 有状态的服务实例【”】：与无状态的传统w e b 服务相比更适合包装实时资源。 3 非集中管理的动态虚拟组织【1 4 l ：更好地支持为完成一项合作而动态组成的 合作关系。 网格的这些特性在g i s 领域能得到更充分的体现： 1 g i s 的典型操作( 空间数据处理、空间查询与空间分析、空间信息可视化等 硕士学位论文 基于动态瓷源：i 斑择的g s 闷格服务门户研究 等) 厦需要商性能计算机和海量存贮设备的支持： 2 。g i s 提供的服务零要传递的参数缀多，g p s 葶爨r s 等嶷嚣设务敷状态嚣要毒 恰当的机制裘达，这都适合使用有状态的网格服务对其进行包装； 3 。实时的g i s 系统震癸集成r s 、g p s 、天文羹运境等努构设蛰，可以髂现鼷 格技术的集成能力； 4 。g i s 用到的各种硬传资源菲鬻昂贵，逐合逶避 # 集中餐理黪嫩拟组织阅会作 来选剜共享黼的。 1 2g i s 应用集成的难点 1 2 1 规范v s 不规范 麓着w e bl 琵务豢工鲎赛豹流行，g i s 镁域豹厂商都纷纷在自己豹g i s 产赫孛麓 入了基于w e b 服务技术构建的功能f “】。但在g i s 领域出现的各种w e b 服务中 缀多势不是严格意义上豹w e b 黢务，帮不遵麸w 3 c 裁定豹w e b 骧务蕊范旧。 而且g i s 领域中较有影响力的国际非撇利组o p e n g i s 协会( t h eo p e n g i s c o n s o r t i u m ) f s 爨铡定的各耱g i sw e bl 霾务援范瞧不要求遵麸w 3 c 剿定熬w e b 服务规范。此外，像微软公司的m a p p o i n tw e b 服务产晶【“境借微软公词的实 力也在镦s 领域占鸯一黪之她，毽它与o g c 铡定夔g i sw e b 暇务娌蔻迩苓兼 裙。 1 2 2 服务器熊载差界大 由于g i s 系统的操作经常涉及劐大量图臻数据和复杂的分析技术，导致服务器 时常处于满载状态，造成对客户请求的响应缓慢，甚至经常如现超时镄误。例 翔，在e s r i 公司的服务器上调爝同样的g i sw e b 服务操作序列，返回缩果的 时间会从十几秒钟波动到一分多钟，甚黧超时。 为了缓解负载问题带来的影响，g i s 客户程序开发人员目前只能依靠经验自己 途择驻务嚣。钢鲡：如巢程序员知道i n t e r g r a p h 公司和d e m i s 公司都搀供有遵 循o g cw m s 的服务器，并通过经验得知d e r n i s 公司的服务器在大多数情况下 较侠，予楚就默认傻甬d e m i s 公司静服务器i t s 。健这种选择买霄一定膏磊性， 不能有效地保证服务质量。 硕士学位论文 r e s e a r c ho ng i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo l ld y n a m i cr e s o u r c e ss e l e c t i o n 1 2 3 服务的差异巨大 l 数据的地域性强 g i s 系统的地域性很强，不同企业间的地理数据差异会比较大。例如e s r i 、 i n t e r g r a p h 等总部在美国的大型企业拥有精度非常高的美国地理数据，而其关于 其他国家和地区的数据却非常粗糙。而一些中国本士的g i s 企业，却能拥有很 好的中国地理信息数据。从理论上讲也不可能有一家企业或一个国家机构掌握 的地理信息全面超过其他企业或机构，大企业的数据优势通常在于全，而小企 业往往在于数据精确且更新快。 2 算法多种多样 用于g i s 空间数据处理、空间数据分析、空间查询的算法多种多样，不同的企 业的g i s 系统经常采用不同的实现，甚至实现了其他系统未有的功能。例如微 软公司的m a p p o i n t w e b 服务可以由客户在地图上标记路线和特定的点，可以根 据一组地点产生最佳的地图范围，这些功能都是w m s 规范所未定义的【1 8 】。 3 其它差异 此外不同供应商提供的g i s 服务还会有服务价格、服务可用率、结果准确率、 服务器性能等各种差异。 1 3 本文的解决方案思路 尽管因特网上各供应商提供的服务、遵循的规范千差万别，但在许多情况下同 一时刻在因特网上会存在多个服务都能满足客户的需求。例如，同是需要查看 广州地图这个需求，当前的做法大概是依靠人工去g z 3 3 或9 0 2 m a p 等网站尝试， 一个不行再换另一个( 提供g i s 服务的网站很容易因为负载过重而响应缓慢) 。 本文在已经包装为网格服务的各式g i s 服务的基础上( g i s 网格服务项目其它 部分的工作【1 9 】) 利用网格的信息服务建立起一个供g i s 网格服务注册和更新自 身信息的机制，并提供了选择器服务和一些基本策略根据以上的动态信息在运 行时按客户的要求选出合适的服务供其使用。并且把选择器服务融入g i s 网格 服务门户之中，使得整个g i s 网格服务虚拟组织可以作为一个集体透明地为客 户提供更高质量的g i s 服务。至于虚拟组织中许多服务中哪些被客户认为是等 硕士学位论文基于动态资源选择的g i s 网格服务门户研究 价的，以及用什么策略进行选择，这将可由客户程序指定。 本文的解决方案利用网格技术展示了g i s 应用领域中从目前的终端用户为中心 到未来的g i s 服务中间件为中心的转换效果，使得终端用户或者应用程序无需 分别处理来自因特网上各站点的服务资源，而是能直接通过g i s 服务虚拟组织 的支持对分布在大范围网络上的资源进行选择使用和结合使用。 1 4 相关工作和比较 本论文的核心工作和特点主要体现在三个方面：用网格服务这一新技术来解决 g i s 领域的应用程序集成问题；基于动态服务质量( q o s ：q u a l i t i e so f s e r v i c e ) 的服务选择；网格服务门户的建立。 1 4 1g i s 应用集成 g i s 的应用集成决不仅仅是g i s 的网络化，要真正地做到地理信息的应用集成 必须解决以下诸多问题：如何向非g i s 专业用户发送空间数据；如何方便地在 一个更大的信息系统( 例如企业级应用或电子政务应用) 中集成地理空间信息 与服务；如何维护准确且无缝连接的实时数据；如何实现g i s 与全球定位系统 ( g p s ) 或遥感信息系统( r s ) 的一体化等等q 由于网格技术是当前国内外研究的热点，目前国内外都有机构和个人结合g i s 和网格技术进行研究。在国内主要有： 幻中科院地理所由骆剑承、周成虎、蔡少华等牵头的主题为“面向网络的空 间信息组织、智能计算与综合建模技术”8 6 3 项目 2 0 】。该项目是将空间数据、 分析软件、计算环境等三类资源作为共享目标，采用网格技术作为共享手 段。但该项目拟采用的是高性能计算网格，不同于本项目的面向服务的商 用网格服务； b ) 北大遥感所与地理信息系统研究所由承继成、李琦等带头研究的空间信息 网格( s i g ) 在数字城市等地球信息服务领域中的应用 2 1 】。该项目使用的是 g t 2 的五层沙漏模型，不同于本项目使用的g t 3 和面向服务的体系结构 ( o g s a ) ； c 、中科院计算所由方金云、何建邦等带头的海量空间信息处理技术和网格g i s 硕士学位论文r e s e a r c ho ng i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo nd y n a m i cr e s o u r c e ss e l e c t i o n 关键技术【2 2 1 。他们提出了网格g i s 的五层体系结构模型，并分析实现了该 系统的关键技术。 国外主要有： 曲美国橡树岭( o a kr i d g e ，又译奥克里季) 国家实验室计算科学中心的g m a h i n t h a k u m a r 等人的工作【捌。他们将网格计算作为一种实现高性能计算的 有效途径应用在g i s 领域，与g i s 网格服务强调的包装与集成有较大区别； b 1 美国爱荷华大学物力与天文系s w a n g 等人的工作【2 4 】。他们建立的是基于 g i s 的网格技术，是把g i s 技术引入网格技术之中： 曲泰国国家电子与计算机技术研究中心ap a n a t k o o l 等人研究的“基于网格实 现的因特网g i s l 2 5 硐，但他们使用的实际上是一种基于因特网的对等( p 2 p ) 计算技术： d 1 英国爱丁堡大学地理科学学院爱丁堡地球天文台的m m i n e t e r 等人的工作 2 7 , 2 8 】，其主要关键技术是服务策略以及大规模传感器网络。 本项目和本论文所研究的g i s 网格服务主要强调： 曲网格服务对w e b 服务的继承性，对公开通用标准( w s d l1 2 ，s o a p 等) 的采用； b ) 用网格服务对现存组件式g i s 和g i sw e b 服务的包装。 1 4 2 基于动态q 0 5 的服务选择 涉及到目标选择的相近领域主要有负载均衡和网格调度领域。 1 负载均衡 负载均衡系统研究的范围基本是在集群环境下或者局域网环境下同构的系统之 间的均衡，在这种环境下负载信息是通过特殊的方式来获得的【2 9 ，矧。而本论文 的实验系统目标是建立在因特网上的异构环境下的，通过采用w 3 c 在w s d l 1 2 规范【1 5 】中定义的x m l 格式的服务数据在网格服务的通知机制基础上传递各 类o o s 信息( 包括负载信息) 。 负载均衡系统的设计目标是：如何通过增加系统中的资源和副本来提高系统的 可靠性和响应能力。而本论文的研究目标是在因特网环境下已有大量异构却功 能相近的资源基础上为客户提供更高质量的服务( 选择更精确、更新的服务数 据，获得更快的响应时间，选择性能价格比高的服务等) 。 硕士学位论文 基于动态资源选择的g i s 网格服务门户研究 2 网格调度 网格调度是指在网格环境下做出资源选择决定。网格环境的最大特点是调度器 并不直接控制本地资源【3 卜。引。资源调度的主要三个过程是资源发现、系统选择 和作业执行1 3 1 1 。这三个过程与本系统是相近的，但是： a ) 本系统的索引节点上注册的不仅仅是资源的性能信息，还包括g i s 相关的 许多q o s 信息，如服务使用的数据图层、数据更新时间、g i s 加工操作算 法本身的复杂性等； b ) 本系统收到的不是统一结构的作业描述请求，而是建立在等价合约之上的 网格服务调用； c ) 本系统作出选择决定的因素不仅仅是根据资源的性能和价格，而是可能包 括一些g i s 相关的q o s 信息； d ) 本系统分派的目标不是各种本地的作业处理系统，而是各种可能存在差异， 但由客户程序指定为可以相互替换的g i s 网格服务。 1 4 3 网格服务门户 门户的主要作用是为后台系统提供一个统一的入口点，使得客户程序能通过这 一入口点进一步找到其实际需要的资源。目前关于门户技术的研究主要集中在 供终端用户使用的门户网站方面【3 4 4 ”，即给终端用户使用的门户。而本文提出 的是一种基于网格服务句柄解释机制的供客户程序访问网格服务使用的门户， 通过这个入口点，客户程序的调用会被转发到一个在此虚拟组织中的实际将完 成其请求的服务。 1 5 论文选题意义 1 5 1 提高g i s 网格服务的服务质量 在因特网中已经存在大量功能、数据可在某些应用上互相替代的g i s 服务基础 上，建立了一种服务选择机制。这种机制使基于网格服务的客户程序不必只绑 定一个具体的服务，而是实时地根据动态信息选出一个最适合的服务供客户进 行远程调用，可以使客户的请求得到更快的响应速度，更合适的服务质量，使 因特网上的g i s 服务器得到更充分的利用。 硕士学位论文r e s e a r c h g i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo i ld y n a m i cr e s o u r c e ss e l e c t i o n 1 5 2 提出一种网上服务的竞争机制 通过建立g i s 网格服务的虚拟组织，使得各种g i s 网格服务可以动态地加入， 并且降低了参与服务和竞争的门槛。例如，各种地方组织或者小企业只要能取 得一个地区的较新数据或者提供一个优秀的j u t 算法，就可加入到虚拟组织中 为客户提供服务并取得一席之地。 通过这种开放的g i s 虚拟组织机制可以使基于g i s 网格服务的客户获得更好的 服务和更多的选择。 1 5 3实现了一个完整的网格服务门户机制 通过服务门户的引导，基于网络服务的客户程序不再需要绑定于某一个服务， 而是绑定一个服务组织。正如人们在购买电脑配件时不用绑定某家供应商而通 过去某家电脑城、或者上某个电脑配件网的主页去寻找一样。通过服务门户， 客户程序也可以做到这一点，并且可以使用门户内提供的服务选择器进行选择。 在门户中做服务选择只是服务门户的一种用途，在这个整个组织的单入口点内 同样可以做访问控制验证，统一收费管理等工作。 1 5 4 成果可以折射到其他领域 本论文虽然建立的是g i s 网格服务的虚拟组织、选择器服务和门户，但是这种 模式可以为其它w e b 服务领域提供借鉴作用。 硕士学位论文基予动态资源选择的g i s 网格服务门户研究 第2 章设计与实现基础 本章简要介绍g i s 网格服务门户设计与窝现的基础开放式阏格服务体系结 构( o g s a ) 和g l o b u s 工具包3 2 ( g t 3 ) 的有关技术资料。关予o g s a 和g t 3 的更详缁资料，请查阅稠关参考文献 1 3 , 3 8 4 1 。 2 。lo g s a 务g r i d s e r v i c e 接留 o g s a 戆愚怒_ ；| 乏源是恕琢来蘑予是迸辩攀磅突串莛享暴赍资深豹藏格按零与工 业界流行的w e b 服务结合到一齐。o g s a 采用的是面向服务的体系结构，而网 辫服务粼成为这令体系绫构中一镪资源瓣捷象。嫠显，冬w e b 黢务体系巾爨毒 服务都魑静态的相比，o g s a 述提出了瞬时服务实例、服务的嫩存期，创建瞬 时服务的工厂等摄念。 阙格e 匪务可以着作是遵镶一系列接墨和娥范蛇纂予w e b 的服务。嚣嚣邑提交的 o g s a 网格服务接口有： 衰2 1o g s a 提出的服务接口【 3 l 端口类型操作攒述 g 婚坶e r e c tf i n d s e r v i e e d a t a查询有关时攥服务实铡的多种信息，包括基本的良 省倍息( 旬辆h a n d l e 、引用r e f e r e n c e 、盘键p r i m a r y k e y 、主h a n d l e m a p ) 、更丰富的每接口信息和特定 服务信息( 例如一个注册点衙知的服务安铜) ：可 扩展支持多种查询语畜。 s e t t e r m i n a t i o n l r m e设鼹( 和获取) 网格服务实例的终止时间。 d e s t o r y 终止网格服务实例。 硕士学位论文 r e s e a r c ho ng i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo nd y n a m i cr e s o u r c e ss c l c c 【i o n n o t i f i e a t i o n s o u r e es u b s c r i b e l o n 0 t i f i c a -基于消息类型和兴趣声明，订阅相关服务事件的通 t i o n t o p i c 知；允许利用第三方消息服务进行传输。 n o t i f i c a t i o n s i n kd e l i v e r n o t i f i c a t i o n 实现通知消息的异步传输。 r e g i s t r yr e g i s t e r s e r v i c e 执行网格服务句柄的软状态注册。 u n r e g i s t e r s e r v i o e 消除已注册的网格服务句柄 f a c t o r y c r e a t c s c r v i c c创建新的网格服务实例。 h a n d l e m a pf i n d b y h a n d l c 返回与当前提供的网格服务句柄有关的网格服务 引用。 在上述多个接口中，仅有g r i d s e r v i c e 接口是必须的，其他接口均是可选的。采 用这种设计模式带来的好处就是服务的提供者只需通过实现某个接口就可使服 务具有相应的能力，对于网格服务也可理解为实现了g r i d s e r v i c e 接口的w e b 服务。通过这些标准的接口，o g s a 为分布式应用程序的设计人员解决了异构 环境下资源发现、动态服务创建、生命周期管理、通知等公共的问题。同时， o g s a 的网格服务也通过遵循网格服务句柄( g r i ds e r v i c eh a n d l e ：g s h ) 、网 格服务引用( g r i ds e r v i c er e f e r e n c e ：g s r ) 等规范【4 1 】来为设计人员解决全局命 名，可升级等问题。 举例来说，通过实现g r i d s e r v i c c 这一接口，网格环境下的各种各样资源具有了 统一的一种形式，可以用统一的方式来进行查询( f i n d s e r v i c e d a t a ) 和进行生 存期管理( s e t t e r m i n a t i o n t i m e 和d e s t o r y ) 。即便随时在网格环境中新加入一个 网格服务，服务发现、注册机制以及环境管理机制都可以使用g r i d s e r v i c e 这一 接口对其进行访问和操作。 2 2 服务数据 资源的发现和查找是面向服务的体系结构中一个重要组成部分，它的目标是使 用户找到合乎自身需求的服务。在w e b 服务中可以通过u d d i 注册表等进行查 找，在网格服务中由于暂未支持u d d i ，可先在i n d e x s e r v i c e 上进行，但供查找 之前它们必须要做的是通过一种机制把需要发布的信息表示出来这就是服 务数据( s e r v i c ed a t a ) 。 o g s a 和g t 3 中使用的服务数据来源于w 3 c 的w s d l l 2 规科1 5 】，因为o g s a 硕士学位论文基予动态资源选择的g i s 网格服务门户研究 制定过程中w s d l1 2 尚处于草稿阶段，所以g t 3 中使用的服务数据是貉照其 设诗但定义在g w s d l i 4 l l 接口孛蛉。这擎争定义恣接墨中熬数据楚为了表达实现 此接口的服务可以提供( 戚必须提供) 的自省( i n t r o s p e c t i o n ) 信息。例如实现 7g r i d s e r v i c e 接口的服务上都包食毒叁囊的网掺服务旬横、生存嫂、实瑗蛇接 翻类型等等服务数据。所有的服务数据都可以用g r i d s e r v i c e 接鞠上的 f i n d s e r v i c e d a t a 操作查询到。 2 。2 1 服务数据示倒 下图展示了一个网格服务中服务数据的结构： 蚕2 瓣务数据绫擒零意蚕 菸善受骚务数攥是对暇务实爨露言熬，每令服务实爨嫠有一个骚务数据集 ( s e r v i c ed a t as e t ) ，里面有若干个服务数据元素( s e r v i c ed a t ae l e m e n t ： s d 嚣) ： 啪所有服务实例都有一些基本的共同的s d e ，如“g r i d s e r v i c e h a n d l e ”指明实 例的g s h 、“s e r v i c e d a t a n a m e ”列举出实例稠毒懿s d e 名、“i n t e r f a c e ” 列举出实例所实现的接口等。图2 - 1 中最右端的实例看不到s d e 是把缺省 的s 砸省去了； c 1 同一类型( t y p e ) 的s d e 可能会在实例中出现零到多次，倡只要是属于同 硕士学位论文r e s e a r c ho i lg 1 sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo i ld y n a m i cr e s o u r c e ss e l e c t i o n 一个类型，其中的属性结构肯定都是一样的。 图2 2 是一个服务数据的应用例子： 图2 - 2 服务数据例子 a ) 三个g i s 数据服务的实例位于三个不同的机器上，并提供相应的服务数据 信息。“l a y e rm e s s a g e ”为t r u e 表明还有更详细的信息提供。客户可以通 过g r i d s e r v i c e 接口的f i n d s e r v i c e d a t a 操作获取这些信息进行选择； 在实际应用中客户程序通常并不是向上图那样直接面向每个不同的实例， 而是面向聚集在索引服务上的不同实例发布出来的服务数据。 2 。2 2 服务数据的描述 要使用自定义的服务数据，必须先编写s d d ( s e r v i c ed a t ad e s c r i p t i o n ) 。s d d 描述的就是s d e 的类型( t y p e ) ，它是用x m l s c h e m a 来编写的，在编译时会自 动转换成相应的j a v a b e a n 。它们的对应示意如图2 3 ： 硕士学位论文基予动态资源选择的g i s 网格服务门户研究 霎鲥服务数擐转换例子 2 2 。3 服务器性缝馈息的服务数据 上面例子中的服务数据怒跟随每个服务实例产生的，而在网格服务中还有种 服务数攥并不对应于每个服务，丽楚由服务数攒提供器( s e r v i c ed a t ap r o v i d e r ) 赢接产生。在g i s 网格服务门户中使用到一个g t 3 2 自带的h o s t s c r i p t p r o v i d e r 。 缀遗配鬣看这个疆供器将在每个服务器豹索弓| 暇务( i n d e x s e r v i c e ) 被激活对执 行一次从而得到服务器的性能数据，然艏每隔一段预定的时间定时刷新一次。 通过h o s t s c r i p t p r o v i d e r 获得的服务数据如下： l 黼= 。a c i d 。 ，实验主秘名字 o r i g l n a t o r = 。h t t p ：2 0 2 1 1 6 7 7 2 0 5 f s 0 8 0 1 0 9 s a l s e r v l c e s l b a s e l l n d e x l i n d e x 【s e r v i c e 。 ，产生服务教籍抟服务酶锹l o p e l r a t i n g s y s t e mn a m e = m r = t n u x 。r e l e a s e - 。2 4 2 0 _ 8 。v e r s l o n = 。* lt h um a r1 3 1 7 ：5 4 ：2 8 嘲2 0 0 3 。 a p p l i c a t i o n s o f t w a r e r u n t l m e e n v l r o n m e n tn 攫m b 霉。掣撼。a p p l l c a t l a 畦i n f o = 。孽0 c l u s r l b i n g o cl u s r l s h a r e l m a n l m 剿n l l g c c 1 g z l o c a t i o n - l u s r b i n g c c 。 v e r s i o n m 。g c c ( g c c ) 3 2 22 0 0 3 0 2 2 2 ( r e dh a tl t n u x3 2 2 5 ) 。 r u n t l m s e n v l r o r m e n tn a 瑚b 暑。翻删糯。a p p l i c a t i o n i n f o = 。p y t h o n ： l u s r l b i n l p y t l & o n 2t 2 i t 辜、诘鼓| 譬譬电镕豫j l u s r l l i b l p y t h o n 2 。2 l u s r l i n c l u d e l p t c h o n 2 2l u s r s h a r e m a n m a n l l p y t h o n 1 g z 。 l o c a t i o n = l u s r l b i n l p 3 e c h o n 。 v 线t s i o n m 。p y t h o n2 2 2 。 翱0 p l l c a t l o n s o f t w a r e m a l n m e m o r yr a m a v a i l a b l e = 。3 3 0 。r a m s i z e - 。5 0 1 v l r t u a l a v a l a b l e = ”1 0 2 7 “ v i r t u a l s i z e = 。1 0 2 7 n e t w o r k a d a p t e ri p a d d r e s s = 。2 0 2 1 1 6 7 7 2 0 5 。i n b o u n d l p = 。t r u e 。t 删# 1 5 0 0 。 n a m e - e t h 0 。o u t b o u n d i p = 。t r u e 。 n e l q o r k a d a p t e r i p b x l d r e s s = 1 2 7 。0 。0 1 i n b o u n d i p - ”t r u e 。m t u - 1 6 4 3 6 ” l - a m e = 。i o 。o u t b o u n d i p = t r u 6 。 p r o c e s s o rc a c h e l 2 = 5 1 2 。c l o c k s p e e d = 。2 4 0 0 m o d e l = i n t e l ( r ) i t a n t l t m ( r ) 4 c p u2 。o t h e r p r o c e s s o r d e s c r i p t l o n = 。题m d ep s et s cm s ep a er a c ec x 8a d i c g e pm t r rp g ei n c ac m o vp a tp s e 3 6c l f l u s hd t sa c p ii i i 僦f x s r8 s es s e 2s sh t - 1 3 ， 硕士学位论文 r e s e a r c ho l lg i sg r i ds e r v i c e sp o r t a lb a s eo nd y n a m i cr e s o u r c e ss e l e c t i o n p r o c e s s o r l o a dl a s t l 5 m i n