基于vdha的e-science网格原型系统-virgo.ppt

e-Science 网格的可扩展体系结构研究 黄理灿 lchuang@cs.zju.edu.cn 提 要 可扩展的e-Science网格的体系结构的研究动机 e-Science 与 网格 e-Science 与 网格 e-Science 与 网格 网格 Globus 与 Web Service Peer to Peer E-Science 网格 我们把用于科学研究，其节点主要位于大学或研究机构的网格系统称之为e-Science网格。 e-Science网格节点一般是稳定的。一般地，人们不会有意频繁地加入或退出节点。另外，节点主机一般有人负责管理。节点主机可以是从超 级计算机到PC服务器的各种性能的主机。 在e-Science网格中，一般相关领域的科研机构会建立虚拟组织进行某一项目的合作研究。通常，某一虚拟合作研究项目由学术带头人牵头组织。 这些虚拟组织有长期存在的组织，也有临时的组织。 此外，全球协作研究的方式必须建立在体系结构的自治机制上，允许节点进入和离开e-Science网格系统。 E-Science 需要解决计算密集型的问题，　 E-Science需要解决数据密集型的问题， 　e-Science 需要解决异构的信息共享和合作问题，和解决地理上分散的知识的语义问题。所以，e-Science网格包括了计算网格、信息网格和知识网格的内容。　　 e-Science网格不是完全无政府的，必须是可管理的。 虚拟动态分层体系结构 虚拟动态分层体系结构（Virtual and Dynamic Hierarchical Architecture，简称VDHA） 　　　具有自主性、可扩展性、移动计算、方便权限管理，以及服务和资源的高效和精确发现等特点。 　包含核心层和周围层, 　　　核心层由网格节点所组成， 　　周围层包括台式机、笔记本、PDA、传感器和其它网络等。 　　　所有外围设备均通过有线或无线方式，经由接入节点（entrance）进入VDHA_Grid网格系统。 　　　节点的角色可以是普通节点、网关节点、协调者、接入节点和所有者节点。节点可以是其中之一或同时是这些角色中的几个。 　　　　 虚拟动态分层体系结构 定义 1 网格节点　是网格系统中的节点　 定义 2 接入节点（Entrance node，符号为ent) 是一网格节点，接入节　　　　　　点是用户登录进入网格系统的接入点。 定义 3 所有者节点（Owner node，符号为 ow) 是一管理用户的网格节点。 定义4 用户（User 符号为user) 是利用网格系统的角色。用户仅被自己的所有者节点管理，而不是被整个网格系统管理。 定义 5 客户机（Client host，符号为 cli) 是用户用以登录网格和进行事物处理的设备（如台式机、掌上机、移动计算机等）。 定义 6 网关节点（Gateway node，符号为gn) 是在几个不同层次的虚拟组织行使协调功能的节点。 定义 7 虚拟组（Virtual group 符号为 VG) 为网格节点虚拟形成的组。 VGiα 表示这个虚拟组在第i层，它的名称为α。 定义 8 虚拟组协调者（Coordinator of virtual group，符号为cvg) 为在虚拟组中起协调作用的网关节点。cvgiα 是一个网关节点，他在第i层名称为α 的虚拟组中起协调者的作用。 定义 9 虚拟组树（Virtual group tree，符号为 VGT) 是由虚拟组形成的分层树。　 定义10 VDHA为至少深度为2的虚拟组树。VDHA 具有在网格节点数量、层次、虚拟组组成等方面的动态特点。 e-Science网格的可扩展体系结构 网格组管理协议Grid Group Management Protocol (GGMP) 　网格组管理协议管理成员的申请加入或退出，以及维持VDHA的虚拟组树。协议的主要思想为：如果存在节点的变化例如加入或退出，这些变化将传至协调者节点，协调者节点将把这些变化传到此协调者节点本身所在的组的成员以及相邻两组的成员。如果网关节点需要变更，在线具有最大权值的节点将成为网关节点。 　  可扩展网格系统的体系结构  基于本体论的网格服务描述语言（OGSDL） VDHA_Grid的层次结构 可扩展的网格信息服务 完全查询和发现服务协议 Full Search Query and Discovery Protocol (FSQDP)，具有时间复杂性O(logN)、空间复杂性O(logNvg)以及消息复杂性 O(N)（N为网格节点总数，Nvg 为组节点数）。领域相关查询和发现服