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1、网格资源动态组织与网格资源动态组织与 发现机制研究发现机制研究2021/9/21154321Contents研究内容简介研究内容进展仍需研究的问题及解决方案下一步研究计划参考文献2021/9/212一、研究内容简介资源发现是实现网格资源共享的关键问题。目前多数的网格资源服务系统不区分资源的特点，描述资源的信息被随机的注册到各个系统节点上，进而引发了资源发现的盲目性问题（即盲目搜索，blind search）。同时由于网格资源的规模巨大，资源的加入和退出都具有高度的动态性，这就要求必须要建立一种能够适应网格资源动态特性、同时又具有较高资源发现效率的资源组织和发现机制。2021/9/2131一、研
2、究内容简介针对上述的问题，本课题的主要研究内容如下：1设计能够适应网格资源动态特性的资源组织方法2构建基于P2P分布式结构化的网格资源发现模型P-DSRD3设计并实现基于P-DSRD模型的网格资源发现服务系统2021/9/214二、研究内容进展设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制构建基于构建基于P2P分布式结构化的网格资源发现模型分布式结构化的网格资源发现模型P-DSRD基于基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统设计模型的网格资源查询服务系统设计1、资源描述方法的确定 2、资源动态组织方法设计1、VOmain node、Normal node
3、逻辑结构设计1、系统主要功能设计 2、资源服务接口设计3、web界面服务设计2.12.22.32、资源组织算法、资源发现DSRD算法设计已完成已完成已完成已完成部分完成部分完成2021/9/215二、研究内容进展2.1 设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制2.1.1 资源的描述方法（1/3）对网格中的资源采用基于分类多属性的定义方式，使用规范的XML文档来描述资源，使其更加适合在web服务环境下使用；网格资源网格资源Grid Resource资源类型Resource Type资源标识符Resource ID资源性能属性1Resource Property 1资源性能属性nResource
4、 Property n属性名称 Property name属性值 Property value属性权重 Property weight属性名称 Property name属性值 Property value属性权重 Property weight2021/9/216二、研究内容进展2.1.1 资源的描述方法（2/3）使用XML语言描述一个存储资源的实例：Storage 0110 capability 512MB 0.5 access time 120nm 0.5 resource property 1resource property 22021/9/217二、研究内容进展使用XML描述一个资
5、源请求实例：2.1.1 资源的描述方法（3/3）Storage capability 512MB access time 120nm 2021/9/218二、研究内容进展2.1 设计能够适应网格资源动态特性的资源组织机制2.1.2 资源动态组织方法设计1、资源组织结构在假设存在有限个资源分类的情况下，以VO作为资源组织的基本单位。VOmain Node Normal Node在同一个VO中，资源节点间根据属性相似度属性相似度决定连接关系；邻居节点邻居节点数最多的节点设置为VOmain节点，其它的为Normal节点，进而形成符合小世界特征的网络；2021/9/219二、研究内容进展2、资源组织方
6、法2.1.2 资源动态组织方法设计描述Ti类资源的性能属性有n个，记为t1，t2，tn，每种性能属性的属性值 为v1，v2，vn，属性权重为w1，w2，wn，属于Ti类资源的资源节点r1和节点r2的属性相似度属性相似度表示为 。网格资源空间（Grid Resource Space）中假设存在n个描述资源的性能 属性，n的值是一个正整数且每个性能属性之间都是正交的，则整个网格资源表示为Rn，它表示一个n维的实线性空间邻居节点邻居节点（Neighbor Node，NbN）：资源节点r1和r2的属性相似度为sim（r1，r2），若sim（r1，r2）threshold，则资源节点r1和r2为邻居节点
7、。定义1：定义2：定义3：其中threshold是根据经验给定的一个阈值，S是节点间属性相似度的上限2021/9/2110二、研究工作进展3、资源动态组织算法设计二、研究内容进展2.2 构建基于P2P分布式结构化的网格资源发现模型P-DSRDP2P方式相连接符合小世界特征的VO层2021/9/2111二、研究内容进展2.2.1 VOmain节点逻辑结构设计其它其它VO的的VOmain信息模块信息模块VOmain1 ID 资源类型Ti VOmaint ID 资源类型Tj本地资源信息模块本地资源信息模块Resource IDproperty1 valuepropertyn value全局信息模块全
8、局信息模块所在VO的资源类型Tiproperty1 name&weightpropertyn name&weight邻居节点信息模块邻居节点信息模块邻居节点总数Resourcei IDproperty1 valuepropertyn valueVOVO内所有节点的信息模块内所有节点的信息模块资源节点总数Resourcei IDproperty1 valuepropertyn value查询请求转发查询请求转发引擎引擎节点属性相似度节点属性相似度计算引擎计算引擎注册监听注册监听引擎引擎信息模块信息模块功能模块功能模块2021/9/2112二、研究内容进展2.2.2 Normal节点逻辑结构设计本
9、地资源信息模块本地资源信息模块Resource IDproperty1 valuepropertyn value全局信息模块全局信息模块所在VO的资源类型Tiproperty1 name&weightpropertyn name&weightVOmain1 ID 资源类型T1VOmainn ID 资源类型Tn邻居节点信息模块邻居节点信息模块邻居节点总数每个邻居节点 IDproperty1 valuepropertyn value查询请求转发查询请求转发引擎引擎节点属性相似度节点属性相似度计算引擎计算引擎注册监听注册监听引擎引擎信息模块信息模块功能模块功能模块2021/9/2113二、研究内容进
10、展2.2.3 资源组织算法设计1、资源注册算法（1/2）资源r与p建立联系，提出注册请求P是VOmain节点？T(r)=T(VOmainp)?返回p所在VO的VOmainp节点信息资源r与VOmainp建立联系，发出注册请求为r分配ID，初始化为Normal Noder，更新VOmainok的VO内所有节点信息模块中信息在VOmainp的其它VO的VOmain信息中查找T(r)类资源的VOmainok找到VOmainok？YesYesNoNoYes资源r与VOmainok建立联系，发出注册请求No2021/9/2114二、研究内容进展2.2.3 资源组织算法设计1、资源注册算法（2/2）初始化
11、 r 为T(r)类VO的VOmainp节点为VOmainr 分配ID完成本地信息、全局信息、VO内所有节点的信息记录与其它VO的VOmain建立P2P连接关系把其它VO的VOmain信息记录下来将VOmainr 节点的信息添加到其它VOmain中的其它VO的VOmain信息中Normail Noder 完成全局信息和本地信息的记录Normail Noder 寻找邻居节点，并完成邻居节点信息的记录Normail Noder 与邻居节点建立连接关系，并更新所有邻居节点中的邻居节点信息记录2021/9/2115二、研究内容进展2、资源动态更新算法资源节点 r 性能属性的属性值v发生变化Normal
12、Noder 通知其所在VO的VOmainVOmain更新VO中所有节点信息模块内对应 r 的信息利用Normal Noder 属性相似度计算引擎找到不能与Normal Noder 继续保持邻居关系的节点集NbNstop及个数m资源更新前邻居节点总数为n(n-m)/n90%Normal Noder 通知Nbnstop集合中的每个节点与其结束邻居关系NbNstop集合中的每个节点在其邻居节点信息中删除 r 的信息VOmain利用节点相似度计算引擎为Normal Noder 寻找新的邻居节点，形成集合 NbNnewNormal Noder 在它的邻居节点信息模块中添加邻居节点集合NbNnew中节点信
13、息，更新邻居节点总数Normal Noder 的所有邻居节点更新或添加资源节点 r 的信息，更新邻居节点总数YesNo2021/9/2116二、研究内容进展3、资源离开算法资源 r 将离开网格系统节点 r 是VOmain节点？VOmainr向其所在VO内的所有节点发出离开的通知VO内所有节点返回ID及邻居节点总数选出邻居节点总数最多的Normal Node节点作为新的VOmainnewVOmain动态更换Normal Noder向其所在VO的VOmain提出离开申请VOmain在其VO内所有资源信息模块中删除 r 的信息Normal Noder通知所有邻居节点，并在邻居节点信息模块中删除 r
14、的信息资源 r 离开网格系统YesNo2021/9/2117二、研究内容进展4、VOmain动态更换算法NNchange邻居节点总数nbcnn发生变化Nbcnnnbcmain？NNchange添加“VO内所有节点信息模块”和“其它VO的VOmain信息模块”记为VOmainnewVOmainold把“VO内所有节点信息模块”和“其它VO的VOmain信息模块”的信息复制到VOmainnew中VOmainnew通知其它VO的VOmain它的ID及资源类型T(r)其它VO的VOmain更新VOmainnew对应的ID及资源类型T(r)VOmain不需要更换VOmainnew所在VO的所有节点更新V
15、Omainnew的ID及类型Yes将在资源注册、资源更新、Normal Node节点离开的处理过程中，邻居节点总数发生变化的Normal Node节点，称为Normal Nodechange，简写为NNchange。No2021/9/2118二、研究内容进展2.2.4 DSRD资源发现算法设计定义4：若请求的资源与节点r上的资源的相似度大于等于某一阈值threshold，并且各个性能属性的属性值满足条件，则称在r上资源命中，否则称为未命中。阈值threshold可以是用户要求的，也可以使根据经验得出的；定义5：TTL（Time To Live）为资源查找请求的生命周期，若在TTL外资源 还未命
16、中，则停止查找，返回资源查找失败的消息。定义6：若资源查找请求从节点r向它的邻居节点扩散，则称节点r为它的所有 邻居节点的查询请求扩散的源节点，记为Source。2021/9/2119二、研究内容进展用户发出并提交资源查询请求qT(q)与用户所在VO的资源类型 是否相同？在用户所在VO内随机选择一个节点作为资源查找的源节点记为start计算q与start节点的属性相似度 start节点是否命中？查找结束，返回命中节点信息，并与用户建立联系通过用户所在VO的VOmain查找T(q)类资源所在VO的VOmainq用户所在VO的VOmain把资源查询请求转发到VOmainq上，把VOmainq记为查
17、询源节点start计算q与start节点的每个邻居节点NbNt的相似度 是否有NbNt命中？把start作为当前向下扩散查找的source在当前source的所有NbNt中选择与q相似度最高的前N N个节点作为继续向下扩散查找的源节点集Sourcenext TTL0？以集合Sourcenext中每个Sourcei作为查询请求的源节点start，计算q与Sourcei所有NbNt的属性相似度查找失败 是否有NbNt命中？YesYesYesYesYesNoNoNoNoNo2.2.4 DSRD资源发现算法设计2021/9/2120二、研究内容进展2.2.5 资源发现算法仿真试验 操作系统：操作系统：
18、Microsoft Windows XP 处理器：处理器：Intel core2 T7250 2.0GHz 内存：内存：1GB 硬盘：硬盘：120GB 仿真环境：仿真环境：jdk1.6.0-windows-i586 apache-tomcat-5.5.16 Globus Toolkit4.0.2试验环境试验环境试验设置试验设置 将网格中资源划分为四类：T=计算资源、存储资源、网络通信、数据文件 每个网格资源由三个性能 属性数据来描述；资源的性能属性值由随机 函数产生，取值0,100之间；属性相似度计算公式中 S=100；定义4中threshold根据经验 取值为90；表1 试验数据组别节点数/
19、类总节点数14001600250020003100040004200080005300012000分析比较DSRD算法与Gossip算法在资源查找过程中性能参数的变化情况，比较的基本标准为：Average Search Time 资源查找平均时间Average Search hops 资源查找平均步数Average Success rate 资源查找的成功率2021/9/2121二、研究内容进展1、资源查找平均时间仿真结果2021/9/2122二、研究内容进展2、资源查找平均步数仿真结果2021/9/2123二、研究内容进展3、资源查找成功率仿真结果2021/9/2124二、研究内容进展2.3
20、 基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统设计 资源离开资源离开资源离开资源离开 资源更新资源更新资源更新资源更新 资源查询资源查询资源查询资源查询 资源服务接口资源服务接口 资源注册资源注册资源注册资源注册 webweb显示界面显示界面 系统功能系统功能模块模块2021/9/2125三、仍需研究的问题及解决方案N的最佳选值问题对基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统还需要进一步的完善，对资源服务接口的设计与实现，是下一步研究工作的重点。网格资源查询服务系统完善资源发现算法中在当前Source的所有NbNt中选择与q相似度最高的前N个节点作为继续向下扩散查找的源节点集Sourcenext
21、。继续做算法的仿真试验，选取资源查找效果最优的N值。2021/9/2126四、下一步研究计划2011.7 2011.82011.9 2011.112011.12 完善基于P-DSRD模型的资源发现算法，确定N的最佳选值；完成基于P-DSRD模型的网格资源查询服务系统的设计与测试工作，并着手大论文写作；整理研究材料，归纳总结，完成大论文写作；2021/9/2127五、参考文献（1/2）1 李红，刘鲁.分布式网格资源发现研究综述J.计算机应用与软件，2010.2，27(2)：P16-18.2 刘波，林伟伟，齐德昱.一种自组织资源发现模型和算法J.小型微型计算机系统，2010.8，31(8)：P15
22、03-1508.3 郭祖华，马绍惠，刘丹，等.一种基于P2P的网格资源发现算法J.微电子学与计算机，2009.9，26(9)：P139-142.4 熊金波.基于动态自组织覆盖架构的网格资源发现方法研究D.重庆邮电大学硕士学位 论文.2009.5 张箐.我国小世界理论研究评述J.情报科学，2008，26(9)：P1425-1431.6 王一夫.非集中式网格资源发现和管理模型及关键技术研究D.中南大学.2008.7 Clark，D.Face-to-Face with Peer-to-Peer NetworkingJ.IEEE Computer.2008，34(1)：P18-218 邢长明，刘方爱.
23、基于P2P的网格资源发现机制研究.计算机技术与发展.2006.16(8)：P21-23.9 王鳗，徐惠民.基于小世界聚类的网格资源查找算法.北京邮电大学学报.2006.29(1)：P17-21.10 Li M and Baker M.网格计算核心技术(王相林，张善卿，等.译者).北京:清华大学 出版社，2006.P165-261.11 朱晓妹，周娅，黄桂敏.基于小世界层次分布式路由模型研究J.计算机工程.2006，32(15).P120-122.2021/9/2128五、参考文献（2/2）12 叶哲丽，何秀强等.基于P2P技术的资源发现机制的研究J.计算机工程与应用.2005，21:P152-
24、156.13 徐志伟，冯百明，李伟.网格计算技术.北京:电子工业出版社，2004.P25-162.14 朱承.基于资源类型的非集中式网格资源发现方法研究D.国防科技大学博士学位论文，2004.9.15 尚尔凡，都志辉.基于虚拟组织和小世界模型的高效网格服务定位机制J.计算机研究 与发展.2003.40(12).Pl744-1749.16 IBM world community grid.http:/www.worldcommunitygrid.org/17 Wang Xuan,Kong Lingfu.Resource Clustering Based Decentralized Resourc
25、e Discovery Scheme in Computing Grid.In:Proceedings of the Sixth International Conference on Machine Learning and Cybernetics.Hong Kong.2007.18 P.Trunfio,D.Talia,H.Papadakis et al.Peer-to-Peer resource discovery in Grids:Models and systems.Future Generation Computer Systems.2007.P864-878.19 Mastroia
26、nni C,Talia D,Verta O.A super-peer model for building resource discovery services in gridsC.Design and Simulation Analysis,Proc.European Grid Conference(EGC 2005)，LNCS,Springer 2005，3470，P132-143.20 Depei Q.CNGrid:A test-bed for grid technologies in China.in:B.Xu,U.Ramachandran,etal.(eds).10th IEEE International Workshop on Future Trends of Distributed Computing Systems.New Zealand:IEEE Computer Society,2004.P135-1392021/9/21292021/9/2130