网格应用开发模型、环境、语言.ppt

中科院网格研究小组 网格应用开发模型 环境 语言 周元欣耿晖姜金荣 思考题 你认为哪些是网格的应用 未来网格应该做什么 网格的数学模型是什么样的 网格模型 狭义的网格概念 计算网格 Resourcesharing coordinatedproblemsolvingindynamic multi institutionalvirtualorganizations 特点 资源共享 协同解决问题 虚拟的组织结构支持Globus 计算网格 分布式超级计算 Cactus SFExpress数据密集型计算 CERNDataGrid分布式仪器系统 XPort远程沉浸 CAVE 数字相对论Cactus 引用 SFExpress的分级过滤机制 引用 CERNDataGrid 引用 tomographicreconstruction real timecollection wide areadissemination desktop VRclientswithsharedcontrols AdvancedPhotonSource XPort 在线访问科学仪器 archivalstorage 引用 CAVE虚拟现实环境 引用 广义的网格概念 网格服务 任何能通过因特网协同工作的系统都可以称作网格系统 特点 数据在计算机之间游走 计算力在网络间分享 网格服务应用 WebService网格服务Grid计算网格P2P点对点计算网络游戏 应用模型间的比较 WebService通用接口和标准Grid并行高速计算P2P无中心的自由连接 WebService B2B电子商务方案 Grid 基于Cactus Globus的黑洞模拟 引用 P2P 寻找外星人 网络游戏 网格数学模型 沙漏模型Globus模型组件模型OGSA模型 计算池模型CPU模型神经网络模型 体系结构模型 沙漏模型 经典的模型强调协议的层次瓶颈部分是重点 应用层 汇聚层 资源层 连接层 构造层 Globus模型 网格计算模型GlobusToolkit工具包软件开放源码协议 GTPL 所有可以共享的主体都是资源关心如何把资源提供给用户使用 Globus层次式结构 Applications GridServices GRAM GSI HBM Nexus I O GridFabric LSF Condor MPI NQE PBS TCP NT Linux UDP ApplicationToolkits DUROC globusrun MPI Nimrod G Condor G HPC GlobusView TestbedStatus GASS Solaris DiffServ GSI FTP MDS 组件模型 WebService是单机上组件技术的扩展网络上的计算机可以直接使用网格组件通过本地生成代理类进行远程访问具有组件的属性 方法 事件 格林威治时间组件 19 30 20 航空公司订票组件 美国地图组件 旅行社订票系统 订票类 地图类 OGSA模型 OpenGridServiceArchitecture称为下一代网格结构融合WebService和Globus提出GridService概念 任何东西都是服务支持临时服务的概念 网格服务 接口 行为 服务数据 计算池模型 所有的设备都可以进行计算服务将任务分解 子任务很少与外界通讯每台设备计算1个子任务计算完毕后 将结果反馈给提交者新任务顺序地提交给空闲出来的设备 一个M M c排队系统 任务平均等待时间与计算池容量的关系 CPU模型 CAM 将网络设想成1台巨大的计算机有专门的计算单元和控制单元其它计算机看成外存利用类似汇编的方式进行协同运算 网格计算机 神经网络模型 每台计算机看成是大脑的神经元细胞网络连接相当于神经元突触每台计算机同时与大量机器互连以神经网络方式完成计算和存储 网格数学模型 思考题 你觉得网格节点应该具有什么特点 节点模型 节点模型 属性方法事件 通知授权服务创建服务注册生存时间 基本属性 URL 服务名称 网格环境 环境的概念 能够在因特网上进行语义沟通的环境就是网格环境 语义沟通 HTTP XML SOAP HTTP XML SOAP 语义 语义 网格环境的分类 孤立的网格环境行业内的网格环境大一统的网格环境是不存在的 孤立的网格环境 在系统内部可以进行语义识别不能保证与其他系统互相理解例如 现有B S系统 黑洞计算 行业内的网格环境 建立统一的工业标准入网设备和软件遵守约定 互连互通例如 电子商务 流媒体是今后网格发展的主要方向在不同的行业将会有不同的网格服务协议 存在大一统的网格环境么 不存在知识和信息没有穷尽 导致语义非常丰富语言体系转化非常困难例如 汉语和英语的互译一直没有实现 仅仅实现人类语言的互相转化就几乎不可能 网格语言 网格语言 编程语言 人 机器描述语言 机器 人自然语言 人 人 带有JavaScript的Html网页是什么语言 JavaScript 计算机 HTML 人 因此 网页中包含了编程语言和描述语言 思考题 机器 机器是什么语言 从某种意义上说 HTML也可以作为机器之间沟通的语言 服务器 浏览器 不过它的最终用户还是人 网格语言 申请服务 提供服务 执行过程中可以与人类没有任何关系 动物 动物 语言的安全 对于操作系统的安全网格程序应该不能随便操作底层系统操作系统应只提供网格程序有限的资源对于网络的安全网格程序被调用时才执行网格程序应该可以终止 避免循环调用 编程语言 VS NetC VB netVC netASP net JavaD 说明 使用传统编程语言也可以通过http协议 xml和soap协议建立和访问webservice使用上述语言是因为效率更高 程序更加标准 扩展性能更好这些语言的特点是封装了xml soap协议 能自动生成wsdl等信息 例子 建立WebService 使用IIS建立相关的虚拟目录建立WebService文档 编写 vb cs aspx程序编写Html网页自动生成asmx disco wsdl文件 ImportsSystem Web ServicesImportsSystem Data SqlClient PublicClassMainInheritsSystem Web Services WebService PublicFunctionGetCustomerOrderHistory ByValstrCustIDAsString AsCustomerAndOrderHistoryInfo EndFunctionEndClass 使用VB net建立WebService ImportsSystem Web ServicesImportsSystem PublicClassMath PublicFunctionAdd num1AsInteger num2AsInteger AsIntegerReturnnum1 num2EndFunctionEndClass 使用ASP net建立WebService namespaceHelloSoapService uuid 2B88FF9E 5B2E 4F75 BD24 8C202EFF8E4D object interfaceIHelloSoapService id 1 HRESULTHello in BSTRbstrRequestMessage out retval BSTR pbstrResponseMessage voidSafeFreeString BSTR classCHelloSoapService namespaceHelloSoapService 使用VC netATLServer建立WebService 例子 访问WebService 可以通过浏览器访问WebServiceHTTP访问简单访问使用WebService引用的方法复杂访问使用Remoting技术 浏览器访问WebService http servername apppath webservicename asmx HTTP访问WebService 引用WebService访问 引用WebService访问 引用WebService访问 代理类 usingSystem namespaceApplication1 classClass1 staticvoidMain Converter Service1cService newConverter Service1 Console WriteLine TemperatureindegreesFahrenheit doubledFahrenheit Convert ToDouble Console ReadLine doubledCelsius cService ConvertTemperature dFahrenheit Console Write TemperatureindegreesCelsius Console WriteLine dCelsius ToString C 访问WebService namespaceWrox Pizza Service usingSystem usingSystem Runtime Remoting Messaging usingSystem Runtime Remoting Metadata usingSystem Runtime Remoting Metadata W3cXsd2001 SoapType XmlNamespace 使用Remoting访问WebService 思考题 如何建立UDDI中心 描述语言 HTMLXMLSOAPWSDLGSML 基于本体和模板的网格应用开发模式 内容 1现有开发使用模式存在的问题2WSDL的分析3DAML s介绍4我们的解决办法 现有开发使用模式存在的问题 面向程序开发人员 普通用户难以使用服务的功能描述调用服务的参数意义不能根据特殊要求 动态调用合适的服务调用程序和具体的web服务绑定不支持服务的动态选取 WSDL结构介绍 Types 数据类型定义的容器 一般地使用XMLSchema中的类型系统 Message 通信消息的数据结构的抽象类型化定义 使用Types所定义的类型来定义整个消息的数据结构 Operation 对服务中所支持的操作的抽象描述 一般单个Operation描述了一个访问入口的请求 响应消息对 PortType 对于某个访问入口点类型所支持的操作的抽象集合 这些操作可以由一个或多个服务访问点来支持 WSDL结构分析 Port 定义为协议 数据格式绑定与具体Web访问地址组合的单个服务访问点 Binding 特定端口类型的具体协议和数据格式规范的绑定 Service 相关服务访问点的集合 WSDL示例 服务访问点的调用模式的类型 表明StockQuoteService的入口GetLastTradePrice的类型是请求 响应模式 股票查询服务 什么是DAML S DAML S 一种用来描述WebServices的性质和功能的DAML OIL本体 DAML S的目标是使得WebServices成为计算机可理解的实体 从而便于实现以下任务 服务的发现 调用 互操作 组合 验证 执行监控 DAML S为描述关于服务的三方面基本知识提供支持 1 服务能够提供那些功能 满足什么需求 2 服务如何工作 3 服务如何使用 DAML S包括几个通过DAML OIL定义的本体 Service本体 Profile本体 Process本体 Grounding本体 尚未定义 Time本体 Resource本体 DAML S可支持的任务 自动的WebServices发现 自动的定位提供满足请求约束的特定服务的WebServices 自动的WebServices调用 通过代理和相应的计算机程序自动的执行标识的服务 自动的WebServices组合和互操作 自动的选择 组合 互操作相关的WebServices来实现具有某个以高层的形式描述的目标的任务 自动的WebServices执行监控 满足用户了解执行状态及变更的需求 顶层的服务本体 描述服务的基本信息的三类实体 ServiceProfile 服务做什么 它给出服务查询代理需要用来判断服务是否适合它的要求的一组信息 发现服务 至少与一个service关联ServiceModel 服务如何工作 它描述了服务执行时发生些什么 可能一个service没有ModelServiceGrounding 如何访问服务 它描述访问服务时的通信协议及其它一些特定细节 使用服务 至少与一个service关联 ServiceProfile详解 在WebServices市场上 存在三类实体 服务提供者 服务请求者 基础设施组件 注册中心 ServiceProfile表示服务的需求和服务的提供两个方面 可以适用于多种注册中心 如注册请求或注册服务等 ServiceProfile包含三类信息 服务及其提供者的描述信息 服务提供功能的规范 一组提供附加信息及必要条件的属性 ServiceProfile示例 Congo BookBuying AgentThisagentifiedserviceprovidestheopportunitytobrowseabooksellingsiteandbuybooksthereCongoBuy41226887804122685569Bravo Bsomewhere2 Montana USAhttp www daml org services daml s 2001 05 CongoBuy html bookTitle