计算作业网格执行环境的分析、设计与应用*

针对网格环境下科学计算遗产程序执行涉及到的关键问题进行了分析和设计,提出了一个基于固有计算执行环境+网格运行支持扩展的计算作业网格执行环境,以支持在网格环境下调用执行科学程序,并将其应用到了科学计算遗产程序包装成的网格服务运行中。计算作业网格执行环境很好地满足了传统科学计算遗产程序在网格环境下共享后的运行管理的需要,具有广泛的适用性和参考价值。     

一种面向服务的网格作业管理机制

开放网格服务体系结构(OGSA)的出现表明让网格资源以服务形式提供标准化的接口已成为趋势，然而目前的网格作业管理系统主要针对以程序形式提交的批处理类型作业，其管理的资源对象和调度目标主要面向科学计算，在基于服务的网格环境下远不能满足应用的需求：一方面，用户的使用模式从批处理为主转向带有交互性质的服务访问模式；另一方面，不同的应用对服务质量(QoS)有着不同级别的需求，为了解决这些问题，提出了一种面向服务的作业管理机制，它作为用户访问网格资源(服务)的代理，为用户提供透明的、与资源物理位置无关的并带有会话支持的作业服务接口。还引入了服务水平协议(SLA)的概念来表示用户需求的不同网格服务级别，作业管理系统则根据可定制的服务水平实现配置(SLAP)将sIA中规定的各项QoS特性映射到具体的作业管理行为，该作业管理机制已应用于织女星网格系统软件中，并能够为基于服务网格的应用提供灵活有效的支持。     

一个科学计算服务网格应用系统的设计与实现

为扩大计算能力的共享规模，并充分复用已有的计算程序．提出了一个SCS服务的概念．一个SCS服务把一个科学计算程序和它的宿主环境（计算节点）结合起来，构成了一个提供科学计算服务的基本单元．设计了一个网格应用系统（PCG系统）来管理SCS服务．PCG系统是一个3层的架构，顶部是一个Web门户，中间是SCS服务管理器，网格中间件系统位于后端．SCS服务管理器是整个系统的核心部分，包含了四个模块：通讯模块（comm）、需求转换模块（User Requirements Translator）、服务信息查询协商模块（Service Query＆Broker）和服务提交管理模块（Service Handler）．基于GlobusToolkit作为中间件，PCG系统已经在北京大学校园网内跨越多个局域网进行了实现．在PCG系统上．已经成功地运行了若干个实际科学计算的实例．     

一种基于BPEL的网格工作流引擎

随着网格应用复杂性的不断增加,需要将多个网格服务编排成为一个网格服务工作流模型,然后由工作流引擎执行对网格服务的调用.为此,我们设计并实现了一个基于BPEL的网格服务工作流引擎BPEL FlowEngine.考虑到网格环境的各种特征,该引擎采用分级处理机制,可以同时调用Web服务、网格服务以及网格调度器.本文将介绍该引擎的结构和具体实现技术,并且与GWES引擎的性能进行比较,最后描述了该引擎在生物信息学计算中的示范应用.     

服务网格中的事务服务及基于Petri网的正确性分析

面向服务的架构(SOA)推动着网格技术从科学计算走向商业领域,大部分商业应用需要事务的支持．该文提出了服务网格环境下用于事务管理的网格事务服务,它能够动态地发现执行子事务的网格服务;根据事务类型调用原子事务或聚合事务协调算法以保证这些服务在行动上实现期望的一致性．通过Petri网分析技术,将两种协调算法模型化为Petri网并验证了它们的正确性．网格事务服务可以提供较强的事务管理能力并将复杂的处理过程对用户透明,为网格技术的商业化提供了有效的支持．     

基于Spring Cloud服务调用的设计与应用

微服务架构作为一种颗粒度更小的分布式架构,其首要解决的问题就是如何实现应用间的远程调用。此服务调用框架设计基于Spring Cloud框架,整合并封装负载均衡Ribbon、容错保护Hystrix以及服务注册与发现Eureka等多个组件,采用GZIP压缩请求与响应,最后在一个企业知识管理的微服务系统完成对该服务调用框架的应用。通过系统功能和性能测试,系统服务间由原来的本地调用转变为远程调用,极大地提升了系统的处理能力以及系统模块的解耦,为实现简洁且高效的服务调用提供了完善的解决方案。     

PETSc库在网格环境下的应用研究

网格计算的推广应用，需要各种资源和服务的支持，在自强2000集群系统上，采用基于OGSI的GT3网格技术。实现PETSc的网格服务，提供PETSc源程序的编译及PETSc并行作业的管理功能，用于在网格环境为远程用户解决各种复杂的科学计算问题。     

科学计算网格环境信息服务扩展研究

为了更好地支持科学计算网格中资源共享的需求,在分析现有网格信息服务技术局限的基础上,根据科学计算程序资源的特点,提出了"服务组-物理服务"、"顾问服务"的思路来解决存在的问题.作为对现有信息服务技术的扩展增强,设计了一个三层服务信息组织架构和资源服务信息中心方案.试验结果表明,该设计方案可行,管理开销在合理范围内,较好地满足了构建科学计算网格环境的需要.     

网格数据检索中结果集的合并算法

随着网格从科学计算转到企业级应用,要求数据库提供多种服务支持以实现更强更丰富的资源共享和应用。网格上的数据库只能通过网格服务进行访问,而数据库中的数据也只能通过网格服务接口来存取。因此如何在网格环境下直接对分布在各地的数据库进行高效的检索就是迫切要解决的问题。本文首先提出了一个网格环境下数据检索的体系结构,然后针对该结构下的数值型数据的Top-k查询问题给出了GrangM算法,它有效解决了来自不同数据源查询结果的合并问题。对该算法的模拟实现表明,它可以快速、高效地合并网格中多结点检索出的结果,减少连接中间结果的大小,降低发送查询请求的通信量。     

一种基于GMA结构的开放式网格资源信息服务

网格是把广域网上大量分布、异构资源进行整合，实现统一视图和统一访问接口的基础设施．资源信息服务在网格中具有重要地位，其作用是感知和监控异构资源，并为上层应用提供资源信息，从而为资源调度和选择系统策略提供依据．传统的主机监控不能适用于网格，现有的网格资源信息服务也存在一定缺点．通过分析网格资源信息服务的一般要求，针对现有系统的不足，基于GGF提出的GMA体系结构，从几个不同方面提出了更适合网格特点，开放性和互操作性较好的改进方案，最后，一方面对资源信息服务的性能策略进行了讨论和理论分析，另一方面以目前实现的原型系统GridEye为基础，进行了资源信息服务的性能测试实验，并对结果进行了分析．     

用基于代理的方法构建互联网业务环境

网络的最终价值在于它所能提供给最终用户的业务，而不是网络本身的通信能力．互联网已成为计算机网络业务实现的主要环境．随着互联网业务数量、种类越来越多，过程越来越复杂，人们急需构建一种合适的互联网业务环境，在此环境基础之上能够快速方便地实现业务生成、交付、配置、发现和管理，以业务为驱动来合理地使用网络资源．本文分析了业务参与方相互关系．提出了一种基于代理的互联网业务环境，确定了各种代理在业务环境中所需具备的功能，对业务过程和业务环境实现方法进行了说明。给出了一个基于此业务环境的应用实例．     

用户驱动的服务聚合方法及其支撑框架

虚拟计算环境的重要目标之一,就是在动态、开放、多变的网络环境中对分布异构资源按需进行聚合,并提供有效的资源发布、发现、订阅等机制.通过服务来抽象和封装资源是资源虚拟化的主要手段之一,但现有面向服务的体系结构(service oriented architecture,简称SOA)所采用的"以服务提供商为中心"的服务组织模式容易导致用户发现和订阅服务的难度随着服务的增加而增加.提出一种用户驱动的服务聚合技术,即根据用户需求,将功能相似的服务聚合成服务池并封装为单一的虚拟服务,随后根据用户QoS需求进行自动协商,选出最佳服务或服务组合.该方法的特点在于将服务池作为用户发现和订阅的唯一实体,从用户角度将大量服务聚合成为相对稳定和统一的资源视图,屏蔽资源的复杂性、多样性和多变性,支持自动QoS协商,从而有效提高用户对服务资源的利用.     

ISS-QUAL: A Measure of Service Quality for the Information Systems Function

This article details the development and validation of ISS-QUAL, a measure of service quality for the Information Systems function. The ISS-QUAL measure is based on a theoretical model which operationalizes service quality as the comparison of expectations and perceptions across three factors: service delivery, service product, and service environment. The article concludes by reporting the results of a comparison between ISS-QUAL and SERVQUAL, in which ISS-QUAL is shown to have greater explanatory power.     

基于语义的服务发现技术研究综述

语义Web服务是Web服务的语义扩展，它能够有效地提高服务发现的效率，并使得实现服务发现自动化成为可能。基于语义的服务发现是语义Web服务技术的核心，其关键技术包括标识语义的Web服务描述语言、基于语义的服务发现体系结构和基于语义的服务匹配算法。本文分别从这三个方面对目前基于语义的服务发现技术进行了详细的分析比较。文章最后对基于语义的Web服务发现技术进行了总结与展望。     

一种SaaS模式下的服务社区模型及其在全国科技信息服务网中的应用

如何从服务的提供、运营和使用等多个维度有效组织和管理服务是软件即服务(SaaS)模式下面临的一个重要挑战.以支持服务发现为主要目标的传统服务管理方法难以适应SaaS模式下服务的动态有界、关联演化和可控可测等特征及满足服务全生命周期管控的需求.该文结合全国科技信息服务网实际应用,探索了一种支持科技信息资源整合共享与综合利用的"双向"SaaS模式,并提出一种适于该模式下服务管理的服务社区模型.服务社区模型支持服务元建模和业务规范及服务管控策略自主定义,可以使能面向特定业务领域的有界化和有序化服务管理.文中还针对服务管理边界的演化需求讨论了该模型下的服务社区派生机制.最后,以全国科技信息服务网中的科技信息服务运营管理为具体案例,展示并讨论了服务社区模型的使用方法、应用效果和适用范围.     

基于组合索引的语义Web服务发现算法

为提高Web服务发现的效率,将倒排索引和功能兼容性索引相结合,设计一种组合索引方法。组合索引由服务的加权简洁功能兼容图和输出概念的图节点倒排索引构成。基于组合索引,提出一种服务发现算法,与基于倒排索引和功能兼容性索引的服务发现算法的对比分析表明,该算法能够明显减少功能兼容性检查的次数和平均索引链长,具有较优的性能。     

融合网络环境下快速可靠的服务组合容错方法

针对传统容错方法在融合网络环境下服务组合的低效性,本文提出了一种快速可靠的服务组合容错方法.该方法首先采用模糊逻辑,对服务的临时性故障进行服务重试;然后采用多属性决策理论,对服务的永久性故障进行服务复制;最后通过改进的粒子群算法,对永久性故障进行服务补偿.基于真实数据集的实验结果表明,所提方法在故障排除率、故障处理时间与组合最优度方面,均优于其它方法.     

A Service Level Agreement Language for Dynamic Electronic Services

This paper proposes a novel language for Service Level Agreements (SLAs) for dynamic and spontaneous electronic services. In a cross-organizational setting, it is important for customers of a service to obtain, monitor and enforce quality of service (QoS) guarantees by service providers, usually expressed in the form of SLAs. Since the supervision and management of SLAs and the provisioning of corresponding systems should be automated for economic reasons, we need a formal language to define an SLA. If, moreover, providers and customers want to sign custom-made SLAs, the SLA language, correspondingly, must provide a large degree of flexibility.The SLA language described in this paper aims at providing the needed flexibility by means of an XML-based representation and a runtime system for SLAs. Using this language, parties to an SLA can describe how parameters are measured and computed from raw metrics, the guarantees they want with respect to those parameters and the involvement of third parties to, e.g., independently verify SLA compliance.     

A field-based service management and discovery method in multiple clouds context

In diverse and self-governed multiple clouds context, the service management and discovery are greatly challenged by the dynamic and evolving features of services. How to manage the features of cloud services and support accurate and efficient service discovery has become an open problem in the area of cloud computing. This paper proposes a field model of multiple cloud services and corresponding service discovery method to address the issue. Different from existing researches, our approach is inspired by Bohr atom model. We use the abstraction of energy level and jumping mechanism to describe services status and variations, and thereby to support the service demarcation and discovery. The contributions of this paper are threefold. First, we propose the abstraction of service energy level to represent the status of services, and service jumping mechanism to investigate the dynamic and evolving features as the variations and re-demarcation of cloud services according to their energy levels. Second, we present user acceptable service region to describe the services satisfying users’ requests and corresponding service discovery method, which can significantly decrease services search scope and improve the speed and precision of service discovery. Third, a series of algorithms are designed to implement the generation of field model, user acceptable service regions, service jumping mechanism, and user-oriented service discovery.We have conducted an extensive experiments on QWS dataset to validate and evaluate our proposed models and algorithms. The results show that field model can well support the representation of dynamic and evolving aspects of services in multiple clouds context and the algorithms can improve the accuracy and efficiency of service discovery.