面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、傳統(tǒng)工作流系統(tǒng)一般為一個(gè)組織或機(jī)構(gòu)所有，資源比較集中，軟硬件異構(gòu)性小，比較穩(wěn)定，便于實(shí)施和維護(hù)。由于網(wǎng)格資源的分布性、異構(gòu)性、自治性、動(dòng)態(tài)性等特征，目前網(wǎng)格技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)向面向服務(wù)的架構(gòu)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口，異構(gòu)的軟硬件資源能夠被封裝為可發(fā)現(xiàn)、可組合、松耦合的網(wǎng)格服務(wù)。因此，以原子服務(wù)為組件，可以構(gòu)建面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流。除了工作流語(yǔ)言和工作流引擎，面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流還存在流程建模與優(yōu)化、服務(wù)質(zhì)量保障、高效調(diào)度與可靠執(zhí)行等重大難題尚未完全

2、解決。因此，針對(duì)這些問(wèn)題，需要展開(kāi)面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流關(guān)鍵問(wèn)題研究。
　　 工作流建模、驗(yàn)證與優(yōu)化是整個(gè)網(wǎng)格工作流理論和技術(shù)的基礎(chǔ)?；赑etri網(wǎng)，提出面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流模型，其中包含六個(gè)基本的工作流模式：順序、分支、循環(huán)、并發(fā)、同步、觸發(fā)。借助這些模式，通過(guò)嵌套，用戶(hù)可以構(gòu)建任意復(fù)雜的工作流模型。在此基礎(chǔ)上，提出網(wǎng)格工作流驗(yàn)證與優(yōu)化機(jī)制來(lái)幫助普通用戶(hù)模擬、驗(yàn)證、優(yōu)化已有的工作流模型。
　　 由于網(wǎng)格資源的異構(gòu)性和動(dòng)

3、態(tài)性，QoS(Qaulity of Service)保障對(duì)網(wǎng)格工作流極其重要。傳統(tǒng)工作流模型要求參與組件必須是具體的物理服務(wù)，與之不同，提出用邏輯上的虛擬服務(wù)來(lái)組織和管理功能相同但存在QoS差異的物理服務(wù)，然后基于虛擬服務(wù)構(gòu)建抽象工作流。在工作流執(zhí)行過(guò)程中，通過(guò)預(yù)匹配和綜合QoS值的服務(wù)選擇兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)服務(wù)動(dòng)態(tài)綁定。在服務(wù)選擇階段，提出一個(gè)多維QoS模型?；诖耍O(shè)計(jì)綜合QoS值選擇算法SQSA (Synthesized QoS Sel

4、ection Algorithm)，該算法可以根據(jù)用戶(hù)的不同需求，定量地計(jì)算出每個(gè)候選物理服務(wù)的綜合QoS值，最終選出QoS值最高的物理服務(wù)。
　　 如何高效地調(diào)度DAG(Directed Acyclic Graph)網(wǎng)格工作流作業(yè)到動(dòng)態(tài)且異構(gòu)的網(wǎng)格資源上，并提供可靠的作業(yè)執(zhí)行，成為一大難題?；趌ist調(diào)度和group調(diào)度的算法思想，提出一個(gè)啟發(fā)式調(diào)度算法DAGMap，分為靜態(tài)映射和可靠執(zhí)行兩個(gè)階段。在靜態(tài)調(diào)度階段，將原子任務(wù)

5、分組，每個(gè)組內(nèi)的原子任務(wù)之間相互獨(dú)立。然后，按照組的升序，將獨(dú)立任務(wù)映射到計(jì)算節(jié)點(diǎn)上。組內(nèi)獨(dú)立任務(wù)的映射遵循兩個(gè)原則：(1)關(guān)鍵任務(wù)優(yōu)先；(2)根據(jù)任務(wù)長(zhǎng)度的離散性，自適應(yīng)地選擇Min-Min或Max-Min算法來(lái)映射其他任務(wù)。在可靠執(zhí)行階段，提出檢查點(diǎn)服務(wù)器和自主協(xié)作式檢查點(diǎn)機(jī)制來(lái)提供容錯(cuò)保障。
　　 在網(wǎng)格工作流實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，遺留程序和數(shù)據(jù)傳輸常常成為問(wèn)題。針對(duì)工作流應(yīng)用，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流系統(tǒng)Servic

6、eFlow，其支持網(wǎng)格工作流建模、驗(yàn)證與優(yōu)化，支持基于虛擬服務(wù)構(gòu)建抽象工作流，支持DAG作業(yè)高效調(diào)度與可靠執(zhí)行。另外，為了重用遺留系統(tǒng)和程序，設(shè)計(jì)通用運(yùn)行服務(wù)GRS (General Running Service)作為遺留程序執(zhí)行框架。通過(guò)GRS，遺留程序能夠被封裝為網(wǎng)格服務(wù)并參與工作流集成。另外，為了在原子服務(wù)之間實(shí)現(xiàn)高效地?cái)?shù)據(jù)傳輸，根據(jù)數(shù)據(jù)量大小，提供三種自適應(yīng)傳輸機(jī)制：SOAP消息、SOAP附件、GridFTP。最后，通過(guò)依賴(lài)軟