面向服務的網(wǎng)格工作流關鍵問題研究.pdf

1、傳統(tǒng)工作流系統(tǒng)一般為一個組織或機構所有，資源比較集中，軟硬件異構性小，比較穩(wěn)定，便于實施和維護。由于網(wǎng)格資源的分布性、異構性、自治性、動態(tài)性等特征，目前網(wǎng)格技術逐漸轉向面向服務的架構。通過標準的服務接口，異構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。因此，以原子服務為組件，可以構建面向服務的網(wǎng)格工作流。除了工作流語言和工作流引擎，面向服務的網(wǎng)格工作流還存在流程建模與優(yōu)化、服務質量保障、高效調度與可靠執(zhí)行等重大難題尚未完全

2、解決。因此，針對這些問題，需要展開面向服務的網(wǎng)格工作流關鍵問題研究。
　　 工作流建模、驗證與優(yōu)化是整個網(wǎng)格工作流理論和技術的基礎?；赑etri網(wǎng)，提出面向服務的網(wǎng)格工作流模型，其中包含六個基本的工作流模式：順序、分支、循環(huán)、并發(fā)、同步、觸發(fā)。借助這些模式，通過嵌套，用戶可以構建任意復雜的工作流模型。在此基礎上，提出網(wǎng)格工作流驗證與優(yōu)化機制來幫助普通用戶模擬、驗證、優(yōu)化已有的工作流模型。
　　 由于網(wǎng)格資源的異構性和動

3、態(tài)性，QoS(Qaulity of Service)保障對網(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，與之不同，提出用邏輯上的虛擬服務來組織和管理功能相同但存在QoS差異的物理服務，然后基于虛擬服務構建抽象工作流。在工作流執(zhí)行過程中，通過預匹配和綜合QoS值的服務選擇兩個階段實現(xiàn)服務動態(tài)綁定。在服務選擇階段，提出一個多維QoS模型?；诖?，設計綜合QoS值選擇算法SQSA (Synthesized QoS Sel

4、ection Algorithm)，該算法可以根據(jù)用戶的不同需求，定量地計算出每個候選物理服務的綜合QoS值，最終選出QoS值最高的物理服務。
　　 如何高效地調度DAG(Directed Acyclic Graph)網(wǎng)格工作流作業(yè)到動態(tài)且異構的網(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調度和group調度的算法思想，提出一個啟發(fā)式調度算法DAGMap，分為靜態(tài)映射和可靠執(zhí)行兩個階段。在靜態(tài)調度階段，將原子任務

5、分組，每個組內的原子任務之間相互獨立。然后，按照組的升序，將獨立任務映射到計算節(jié)點上。組內獨立任務的映射遵循兩個原則：(1)關鍵任務優(yōu)先；(2)根據(jù)任務長度的離散性，自適應地選擇Min-Min或Max-Min算法來映射其他任務。在可靠執(zhí)行階段，提出檢查點服務器和自主協(xié)作式檢查點機制來提供容錯保障。
　　 在網(wǎng)格工作流實際應用過程中，遺留程序和數(shù)據(jù)傳輸常常成為問題。針對工作流應用，設計并實現(xiàn)一個面向服務的網(wǎng)格工作流系統(tǒng)Servic

6、eFlow，其支持網(wǎng)格工作流建模、驗證與優(yōu)化，支持基于虛擬服務構建抽象工作流，支持DAG作業(yè)高效調度與可靠執(zhí)行。另外，為了重用遺留系統(tǒng)和程序，設計通用運行服務GRS (General Running Service)作為遺留程序執(zhí)行框架。通過GRS，遺留程序能夠被封裝為網(wǎng)格服務并參與工作流集成。另外，為了在原子服務之間實現(xiàn)高效地數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)數(shù)據(jù)量大小，提供三種自適應傳輸機制：SOAP消息、SOAP附件、GridFTP。最后，通過依賴軟