面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流關(guān)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(gòu)所有，資源比較集中，軟硬件異構(gòu)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(gòu)性、自治性、動態(tài)性等特征，目前網(wǎng)格技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)向面向服務(wù)的架構(gòu)。通過標準的服務(wù)接口，異構(gòu)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(wù)。因此，以原子服務(wù)為組件，可以構(gòu)建面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流。除了工作流語言和工作流引擎，面向服務(wù)的網(wǎng)格工作流還存在流程建模與優(yōu)化、服務(wù)質(zhì)量保障、高效調(diào)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(wù)的網(wǎng)格工作流關(guān)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(shù)的基礎(chǔ)。基于Petri網(wǎng)，提出面向服務(wù)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(gòu)建任意復雜的工作流模型。在此基礎(chǔ)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(gòu)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(wù)，與之不同，提出用邏輯上的虛擬服務(wù)來組織和管理功能相同但存在QoS差異的物理服務(wù)，然后基于虛擬服務(wù)構(gòu)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(wù)選擇兩個階段實現(xiàn)服務(wù)動態(tài)綁定。在服務(wù)選擇階段，提出一個多維QoS模型?；诖耍O(shè)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(wù)的綜合QoS值，最終選出QoS值最高的物理服務(wù)。
　　 如何高效地調(diào)度DAG(Directed Acyclic Graph)網(wǎng)格工作流作業(yè)到動態(tài)且異構(gòu)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(diào)度和group調(diào)度的算法思想，提出一個啟發(fā)式調(diào)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(diào)度階段，將原子任務(wù)

5、分組，每個組內(nèi)的原子任務(wù)之間相互獨立。然后，按照組的升序，將獨立任務(wù)映射到計算節(jié)點上。組內(nèi)獨立任務(wù)的映射遵循兩個原則：(1)關(guān)鍵任務(wù)優(yōu)先；(2)根據(jù)任務(wù)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(wù)。在可靠執(zhí)行階段，提出檢查點服務(wù)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(shè)計并實現(xiàn)一個面向服務(wù)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(wù)構(gòu)建抽象工作流，支持DAG作業(yè)高效調(diào)度與可靠執(zhí)行。另外，為了重用遺留系統(tǒng)和程序，設(shè)計通用運行服務(wù)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(wù)并參與工作流集成。另外，為了在原子服務(wù)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