基于移動(dòng)代理的網(wǎng)格資源監(jiān)控技術(shù)的研究.pdf

1、目前對(duì)網(wǎng)格技術(shù)的各個(gè)方面的研究都正在發(fā)展之中。網(wǎng)格的核心優(yōu)勢(shì)在于它能發(fā)現(xiàn)、分配并協(xié)商使用網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到的范圍內(nèi)的各種能力——它們可以是計(jì)算機(jī)提供的計(jì)算服務(wù)、軟件提供的應(yīng)用服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬或者是存儲(chǔ)系統(tǒng)提供的存儲(chǔ)空間。網(wǎng)格的資源管理就是定位某種能力、協(xié)調(diào)對(duì)它的使用、使用該能力并監(jiān)控它的狀態(tài)。 網(wǎng)格環(huán)境下資源管理和本地系統(tǒng)中資源管理的主要區(qū)別在于網(wǎng)格環(huán)境所管理的資源跨越多個(gè)管理域，這種分布造成了相似的資源在進(jìn)行配置和管理時(shí)所產(chǎn)生的

2、異構(gòu)性問題。因此，網(wǎng)格資源管理的大部分早期工作主要集中于解決異構(gòu)性問題，如制定標(biāo)準(zhǔn)的資源管理協(xié)議以及標(biāo)準(zhǔn)的資源和任務(wù)需求描述機(jī)制。 本文主要開展了網(wǎng)格資源監(jiān)控方面的研究。網(wǎng)格監(jiān)控是用來度量和顯示網(wǎng)格組件在某一時(shí)刻的狀態(tài)。在應(yīng)用端所有組件都必須監(jiān)控，包括軟件(如應(yīng)用程序、服務(wù)、中間件和操作系統(tǒng))、終端主機(jī)的硬件(如CPU、磁盤、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)接口)和網(wǎng)絡(luò)(如路由器、交換機(jī)或端到端的路徑)。監(jiān)控可以用在很多方面，包括狀態(tài)檢查、故障檢測(cè)、

3、性能協(xié)調(diào)和調(diào)試等。對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的使用有故障處理和錯(cuò)誤檢測(cè)、性能分析和調(diào)整、指導(dǎo)調(diào)度決策、收集數(shù)據(jù)以提高下次運(yùn)行性能、計(jì)算執(zhí)行自適應(yīng)、調(diào)試、審計(jì)和入侵檢測(cè)等方面。本論文中對(duì)網(wǎng)格資源的監(jiān)控提出并設(shè)計(jì)了一種新的方法，其中引入了移動(dòng)Agent技術(shù)和LDAP技術(shù)，這兩種技術(shù)的引入使網(wǎng)格的監(jiān)控充分發(fā)揮了移動(dòng)Agent和LDAP的優(yōu)勢(shì)。由于移動(dòng)Agent本身的特點(diǎn)，它可以克服網(wǎng)絡(luò)延遲，而網(wǎng)格環(huán)境中需要對(duì)用戶的請(qǐng)求做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，移動(dòng)Agent是由中央處理

4、器派遣到系統(tǒng)局部，直接執(zhí)行控制器的指令，從而消除網(wǎng)絡(luò)延遲所帶來的隱患。另外移動(dòng)Agent具有感知運(yùn)行環(huán)境和對(duì)其變化做出自主反應(yīng)的能力，多個(gè)Agent可以擁有在網(wǎng)絡(luò)上各主機(jī)之間合理分布的能力，以維持解決特定問題的最優(yōu)配置?？傊?，移動(dòng)Agent在網(wǎng)格環(huán)境中充分發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)，解決了網(wǎng)格環(huán)境中一些可能出現(xiàn)的問題。LDAP提供了一個(gè)訪問控制的安全模型，根據(jù)身份信息對(duì)提出的訪問請(qǐng)求進(jìn)行控制。安全機(jī)制中一個(gè)重要的內(nèi)容就是備份和恢復(fù)，在LDAP中提供了

5、主從備份服務(wù)器的機(jī)制，它方便和經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了備份和恢復(fù)的功能。 本文另外還深入研究了網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的模擬工具M(jìn)icroGrid，并設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了虛擬網(wǎng)格環(huán)境和多個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，為今后網(wǎng)格技術(shù)的研究和實(shí)驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)。遺傳算法是當(dāng)今影響最廣泛的進(jìn)化計(jì)算方法之一。遺傳算法模擬了達(dá)爾文的自然進(jìn)化論和孟代爾的遺傳變異理論，適用于有表達(dá)和無表達(dá)的任何類函數(shù)，具有可實(shí)現(xiàn)的并行計(jì)算行為，而且可以解決任何類的實(shí)際工程問題，具有很廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文利用遺

6、傳算法的并行性、全局優(yōu)化性和可操作性等特點(diǎn)，初步研究了將遺傳算法應(yīng)用到網(wǎng)格資源管理當(dāng)中，為今后的研究提出了新的思路。 本文的主要研究成果和創(chuàng)造性成果如下：(1)在分析現(xiàn)有網(wǎng)格資源管理和監(jiān)控的系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出并設(shè)計(jì)了基于移動(dòng)代理的網(wǎng)格資源監(jiān)控的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)該結(jié)構(gòu)的各個(gè)組件及組件之間的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 (2)利用IBM的Aglet軟件設(shè)計(jì)并開發(fā)了多個(gè)Agent，并將其應(yīng)用到網(wǎng)格資源監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)了GridFerret系統(tǒng)

7、。移動(dòng)Agent的引入是通過將服務(wù)請(qǐng)求Agent移動(dòng)到目標(biāo)主機(jī)，使得移動(dòng)Agent可以直接訪問該主機(jī)上的資源，與源主機(jī)間的交互變少，避免了大量數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的依賴，縮短了通信時(shí)延，提高了服務(wù)質(zhì)量。 (3)利用OpenLDAP工具設(shè)計(jì)了全局LDAP和局部LDAP，并將其應(yīng)用到網(wǎng)格資源監(jiān)控系統(tǒng)中。LDAP的引入可以很好地提供安全性，并且快速得到監(jiān)控結(jié)果。當(dāng)訪問遠(yuǎn)程域或域間的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，可以利

8、用LDAP的異步遠(yuǎn)程復(fù)制或通過代理訪問遠(yuǎn)程LDAP進(jìn)程來獲得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。 (4)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格虛擬環(huán)境和網(wǎng)格資源節(jié)點(diǎn)的模擬，并在此基礎(chǔ)上測(cè)試了GridFerret系統(tǒng)。MicroGrid工具可以評(píng)估計(jì)算網(wǎng)格的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和中間件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。MicroGrid將促進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法學(xué)的發(fā)展，來更強(qiáng)的推斷網(wǎng)格模擬結(jié)果并進(jìn)行合理的網(wǎng)格設(shè)計(jì)和管理。 (5)初步研究了利用監(jiān)控到的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格資源調(diào)度，并引入了遺傳算法的基本理論。網(wǎng)格計(jì)算環(huán)