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网格计算技术已经成为科学研究的重要工具和下一代分布式计算系统的方向。网格平台的出现解决了网格中的一些关键问题,如作业提交与管理,信息获取,数据传输等。网格平台提供了使用网格资源的能力,但如何正确的使用网格平台中的服务,高效使用网格资源,却取决于网格开发人员的能力。
网格可以用不同的技术手段实现,而WEB服务是主流的实现网格系统的技术。学术界和工业界正在发展多个基于服务技术的网格计划。网格中的服务可以分为系统服务和应用服务两部分,作业提交,数据传输等系统服务,其访问方法通常的服务有较大差别。网格中的应用服务与具体的网格应用相关,当前,网格应用服务广泛采用新型的与状态相关的服务形式,如何动态高效的访问新型WEB服务关系网格是否能有效的使用。最后,为最终用户提供良好的使用界面也是网格系统的一个重要任务。
本文主要关注的问题是在一个基于底层网格平台的网格环境中,如何有效为最终用户和开发人员提供良好的使用网格资源的机制。主要解决三个不同层次的访问问题,在网格系统服务层,设计可重用的作业描述方案,分析网格数据传输特点,解决如何利用网格系统服务访问传统的传统程序和网格数据的问题;在网格应用服务层,设计基于虚拟组织的服务发现机制和基于消息结构的服务调用方法,解决WSRF服务的发现与动态访问问题;在用户层,利用层次化的Portlet机制,解决如何构造一个方便的,可定制,可重用的网格用户界面。最后,本文介绍了个实际网格系统的设计与实现,展示了如何综合使用上述手段有效的访问网格资源。
本文的主要贡献和创新体现在以下几个方面:
1.降低传统应用网格化的复杂性。
网格软件使网格系统具备了基本的功能,网格系统上的网格应用的开发还没有很好的模式,每一种应用的网格化,都需要开发人员的参与,极大的限制了网格的能力。提出了一种可重用的基于Schema的作业描述方案,使大多数的传统网格应用能以配置而不是编程的方式加入网格系统,并以自动的生成用户访问界面,扩展了网格系统整合传统程序的能力,有改变网格应用开发模式的潜力。
2.设计与实现了一种快速访问网格服务的访问方法。
现代网格系统中存在着不同类型的服务,这些服务是很多网格应用的实现形式,传统方法中,服务是面向开发人员的,每一个服务,都需要开发人员的开发特定于该服务的应用系统。本文提出了一种基于消息结构的网格服务访问方法,该方法根据服务的描述文档可以生成面向最终用户的WEB程序,减轻了开发人员的负担,并可以兼容WSRF服务,这是当前的各种服务与网格平中所没有实现的。
3.研究了网格中的Portlet机制,实现了基于Portlet的网格Portal系统。
本文所提出了特定于网格系统的层次化的Portlet机制,与传统的WEB程序相比,访问界面和用户逻辑有更好的可重用性,并可为最终用户提供了个性化的统一访问视图。这种机制都已经在中国国家网格合肥结点,中国教育科研网格支撑平台中得到了应用。已经开始服务于广大领域用户。