基于工作流引擎框架Enhydra Shark的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)研究.pdf

1、工作流是指工作之間流動、轉(zhuǎn)移的動態(tài)過程。
　　 工作流概念起源于生產(chǎn)組織和辦公自動化領(lǐng)域，是針對日常工作中具有固定程序活動而提出的一個概念，目的是通過將工作分解成定義良好的任務(wù)或角色，按照一定的規(guī)則和過程來執(zhí)行這些任務(wù)并對其進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到提高工作效率、更好的控制過程、增強(qiáng)對客戶的服務(wù)、有效管理業(yè)務(wù)流程等目的。
　　 1993年工作流管理聯(lián)盟(Workflow Management Coalition, WfMC)的成立標(biāo)

2、志著工作流技術(shù)開始進(jìn)入相對成熟的階段。為了實現(xiàn)不同工作流產(chǎn)品之間的互操作，WfMC在工作流管理系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語、體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用編程接口(WAPl)等方面制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。工作流管理聯(lián)盟對工作流的定義為：業(yè)務(wù)流程的全部或部分自動化，在此過程中，信息或者任務(wù)按照一定的規(guī)則流轉(zhuǎn)，實現(xiàn)組織成員間的協(xié)調(diào)工作，以達(dá)到業(yè)務(wù)的整體目標(biāo)。對于這個定義需要注意以下幾點：
　　 (1)所謂的工作流是一個概念，是一種運作機(jī)制；
　　 (2)工作流

3、的實現(xiàn)依賴于計算機(jī)信息系統(tǒng)的支持；
　　 (3)自動執(zhí)行是工作流最重要的特征；
　　 (4)工作流是經(jīng)營過程的一個計算機(jī)實現(xiàn)。
　　 工作流系統(tǒng)能夠反映經(jīng)營過程的如下幾個方面的問題：即經(jīng)營過程是什么（由哪些活動、任務(wù)組成，也就是結(jié)構(gòu)上的定義）、怎么做（活動間的執(zhí)行條件、規(guī)則以及所交互的信息，也就是控制流與信息流的定義）、由誰來做（人或者計算機(jī)應(yīng)用程序，也就是組織角色的定義）、做得怎樣（通過工作流管理系統(tǒng)對執(zhí)行過程

4、進(jìn)行監(jiān)控）。
　　 工作流系統(tǒng)能夠使參與組織、部門和團(tuán)體在虛擬的環(huán)境中溝通交流，而不需要太多的實際接觸，通過工作流系統(tǒng)的使用，各業(yè)務(wù)組織間以及組織內(nèi)的協(xié)作得到了很大的改進(jìn)。實施工作流管理所帶來的好處是非常明顯的，這包括提高企業(yè)運營效率、改善企業(yè)資源利用、提高企業(yè)運作的靈活性和適應(yīng)性、提高工作效率、集中精力處理核心業(yè)務(wù)、跟蹤業(yè)務(wù)處理過程、量化考核業(yè)務(wù)處理的效率、減少浪費、增加利潤、充分發(fā)揮現(xiàn)有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源的作用。
　　

5、工作流在工作時需要一些客觀的條件，最基本的是需要有電力支持，需要有足夠的電力支持工作流系統(tǒng)的計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的正常運行；其次，工作流需要管理者具備工作流管理的相關(guān)知識，來維持整個工作流的良好運轉(zhuǎn)；再次，需要有一個合適的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供對工作流的支撐，確保工作流中的各項事務(wù)能夠在各個用戶之間正常的進(jìn)行流轉(zhuǎn)。
　　 工作流引擎是工作流管理系統(tǒng)的核心。所謂工作流引擎是指workflow作為應(yīng)用系統(tǒng)的一部分，并為之提供對各應(yīng)用系統(tǒng)有決定作

6、用的根據(jù)角色、分工和條件的不同決定信息傳遞路由、內(nèi)容等級等核心解決方案，工作流管理引擎設(shè)計中的任何技術(shù)錯誤都將造成用戶財富和數(shù)據(jù)的損失。
　　 當(dāng)前，工作流中各項事務(wù)的流轉(zhuǎn)依賴與計算機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)狀況。每個國家的網(wǎng)絡(luò)狀況有有著很大的差別，有些國家可以提供可靠的網(wǎng)絡(luò)連接與良好的網(wǎng)絡(luò)帶寬，有些國家的網(wǎng)絡(luò)狀況卻不是那么令人滿意。有充分的證據(jù)顯示，在發(fā)展中國家的商業(yè)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)的連通性和帶寬，已經(jīng)成為了工作流發(fā)展與運用的主要瓶頸。例如，撒

7、哈拉以南的非洲地區(qū)，其網(wǎng)絡(luò)的連接性要明顯低于曼哈頓地區(qū)。造成這種情況的主要原因是：基礎(chǔ)設(shè)施的落后和電力供應(yīng)的不足，難以適用高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)所需的要求；發(fā)展中國家難以負(fù)擔(dān)高額的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)費用。
　　 在傳統(tǒng)的工作流系統(tǒng)中，工作流管理者不知道所在網(wǎng)絡(luò)的連接狀況，工作流管理者在配置工作流的運行參數(shù)（如各項業(yè)務(wù)的時間限制）時缺乏相應(yīng)的參考依據(jù)。想象一下，由于工作流所在的網(wǎng)絡(luò)狀況不穩(wěn)定，在工作流管理者設(shè)定的時間限制內(nèi)，工作流的一個參與者無法

8、在規(guī)定的時間限制內(nèi)完成必要的工作，這樣將直接影響到后續(xù)參與者的工作，進(jìn)而影響到整個工作流的執(zhí)行流轉(zhuǎn)。
　　 為了解決這個問題，本文從體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)分析及實例流轉(zhuǎn)方面對工作流系統(tǒng)進(jìn)行了分析。并在研究的基礎(chǔ)上提出了通過自動檢測工作流系統(tǒng)所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的好壞與帶寬的大小，提示工作流管理者配置最合適的運行參數(shù)的方法，設(shè)定工作流的最佳執(zhí)行條件，以此來實現(xiàn)該工作流系統(tǒng)的高效運行，實現(xiàn)了工作流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用性。在理論

9、研究的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了在Enhydra Shark工作流引擎基礎(chǔ)之上的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件(Plug-in)。
　　 論文提出的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用的工作思路如下，共五步：
　　 第一步：檢測當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況，如果網(wǎng)絡(luò)己連接，則執(zhí)行第二步，否則跳到第四步；
　　 第二步：檢測網(wǎng)絡(luò)信號的強(qiáng)度；
　　 第三步：如果網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度為良好，則提示“網(wǎng)絡(luò)無異常，無需更改配置參數(shù)，將適用默認(rèn)配置參數(shù)!”；如果網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度不好，則提示“網(wǎng)絡(luò)

10、連接慢，建議延長各業(yè)務(wù)的時間限制參數(shù)!”；
　　 第四步：提示“無網(wǎng)絡(luò)連接，無法建立工作流!”；
　　 第五步：工作流管理者根據(jù)插件的提示反饋，從而提示工作流管理員在工作流引擎中配置合理的運行參數(shù)（主要是時間期限）。
　　 網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用Plug-in中關(guān)于網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度，是根據(jù)在Plug-in初始化時設(shè)定的閾值來進(jìn)行判斷的。
　　 Enhydra Shark工作流引擎是一個可擴(kuò)展的工作流引擎框架，它包括一個完

11、全基于WfMC規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)，它使用XPDL（沒有任何自己新的擴(kuò)展）作為自身的工作流流程定義格式，使用WfMC的”TooIAgents"API作為系統(tǒng)活動的服務(wù)器端的執(zhí)行形式。
　　 鑒于Enhydra Shark是一個開源的工作流引擎，可采用插件(Plug-in)的形式，使用java開發(fā)一個網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件，然后將插件集成到Enhydra Shark工作流引擎。當(dāng)工作流管理者在配置和更改工作流運行參數(shù)（主要是人物的時間期限）

12、時，Plug-in將自動執(zhí)行，檢測當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將網(wǎng)絡(luò)狀況的結(jié)果反饋給工作流管理者，從而使工作流管理者配置合適的參數(shù)，達(dá)到工作流系統(tǒng)的最佳性能。
　　 本論文分析了Enhydra Shark提供的五個接口（Interface）：業(yè)務(wù)定義接口(Interface1: Process Definition Tools)，主要是對工作流各類業(yè)務(wù)的定義；客戶端應(yīng)用與處理程序接口(Interface2: Client Apps&Work

13、List Handler)，完成客戶端的應(yīng)用；Agent與需要被喚醒的程序接口(Interface3: Tool Agent&Invoked Applications)，此處可以加載一些插件到工作流引擎中；工作流其他制訂的服務(wù)(Interface4: Other WorkFlow Enactment Services);管理員與監(jiān)測接口(Interface5: Administration&Monitoring Tools)，主要提供管

14、理員對工作流的配置與設(shè)定。
　　 在本論文的實驗過程中，主要使用了接口3(Interface3: Tool Agent&Invoked Applications)和接口5（Interface5: Administration&Monitoring Tools），基于智能Agent來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)連接和帶寬的檢測。
　　 在實驗中，Enhydra Shark工作流引擎的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件(Plug-in)主要由有以下三類Age

15、nt:
　　 第一類Agent（1st Agent）對工作流引擎的管理員與監(jiān)測接口(Interface5)進(jìn)行監(jiān)聽，當(dāng)工作流管理員(WorkFlow Administrator)對工作流引擎進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置（如各項任務(wù)的分配時間）時，自動喚醒第二個Agent對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的連接進(jìn)行檢測；
　　 第二類Agent(2nd Agent)，工作在接口3(Tool Agent&Invoked Applications)，能夠在本地

16、機(jī)器和服務(wù)器之間自由移動，檢測本地機(jī)器和服務(wù)器之間是否存在連接，并將結(jié)果報告給工作流管理者。如果本地機(jī)器和服務(wù)器之間的連接是存在的，就自動喚醒第三個Agent進(jìn)行帶寬檢測；
　　 第三類Agent(3rd Agent)檢查本地網(wǎng)絡(luò)的帶寬（即網(wǎng)絡(luò)連接的強(qiáng)度），并將結(jié)果報告給工作流管理者。工作流管理者根據(jù)報告的內(nèi)容，就能夠?qū)ぷ髁飨嚓P(guān)參數(shù)做出合適的配置，使工作流工作在最佳的狀態(tài)。
　　 在實驗測試的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，主要有三類：無

17、網(wǎng)絡(luò)連接(no connection):弱網(wǎng)絡(luò)帶寬（weak bandwidth）；強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)帶寬（strong bandwidth）。
　　 實驗的測試條件分為兩類：使用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件(Plug-in)和不適用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件(Plug-in)。
　　 實驗過程中分別對不同環(huán)境下，不同條件下進(jìn)行相關(guān)的對比實驗。實驗結(jié)果反映，在不使用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件的情況下，無網(wǎng)絡(luò)連接(no connection)環(huán)境下，工作流的每

18、個用戶都無法訪問工作流，從而導(dǎo)致工作流系統(tǒng)無法正常工作，而工作流管理員只有在工作流過期掛起之后才能獲取此信息；在弱網(wǎng)絡(luò)帶寬(weak bandwidth)環(huán)境下，各項任務(wù)的默認(rèn)時間期限無法滿足工作流正常流轉(zhuǎn)的合理要求，久而久之，同樣可能導(dǎo)致工作流的過期掛起，能夠網(wǎng)絡(luò)工作流的用戶越來越少；在強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)帶寬（strong bandwidth）環(huán)境下，默認(rèn)的工作流任務(wù)時間期限高于正常流轉(zhuǎn)的要求，造成時間的浪費，導(dǎo)致工作流的效率變低。綜合來說，在不

19、使用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件(Plug-in)的情況下，工作流管理員由于對網(wǎng)絡(luò)狀況完全不了解，配置一個相對比較好的運行參數(shù)（主要是相關(guān)的時間期限）是一個比較困難的任務(wù)，不可能將工作流的效率發(fā)揮到最佳。在使用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件的情況下，無論是在何類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)帶寬自適用插件(Plug-in)都能及時將網(wǎng)絡(luò)連接及帶寬的情況反饋給工作流管理員，為工作流管理者在配置工作流參數(shù)（主要是有關(guān)的時間期限）時提供了良好的建議，使工作流管理者能夠根據(jù)不同網(wǎng)