存儲網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

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1、致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師羅四維教授的悉心指導(dǎo)下完成的，羅四維教授嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此衷心感謝三年來羅老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。羅教授悉心指導(dǎo)我們完成了實驗室的科研工作，在學(xué)習(xí)上和生活上都給予了我很大的關(guān)心和幫助，在此向羅老師表示衷心的謝意。羅教授對于我的科研工作和論文都提出了許多的寶貴意見，在此表示衰心的感謝。在實驗室工作及撰寫論文期間，高瞻、王鵬等同學(xué)對我論文中的研究工作給予了熱情幫助，在此向他們表達(dá)我的感激之情。另夕l,tg感謝家人，他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專

2、心完成我的學(xué)業(yè)。1．1選題依據(jù)1引言Internet的產(chǎn)生與發(fā)展，對人們的思維方式、工作模式以及生活理念都產(chǎn)生了巨大的影響與沖擊。以E-mail為主要應(yīng)用的第一代Internet把遍布于世界各地的計算機用TCP／IP協(xié)議連接在一起：第二代Internet貝U通過Web信息瀏覽及電子商務(wù)應(yīng)用等信息服務(wù)，實現(xiàn)了全球網(wǎng)頁的連通：第三代Internet將“試圖實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全面連通，包括計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源等”，這就是網(wǎng)格(Grid)【l】。兩格突破了存儲能力大小的限制

3、，資源地理位置的限制，而且更重要的是它打破了傳統(tǒng)的共享或協(xié)作的限制。網(wǎng)格的根本特征并不一定是它的規(guī)模，而是資源共享，消除了資源孤島。我們可以構(gòu)造地區(qū)性的網(wǎng)格、企事業(yè)內(nèi)部網(wǎng)格、局域網(wǎng)網(wǎng)格、甚至家庭網(wǎng)格和個人網(wǎng)格。校園網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一部分具有分布范圍較小、傳播速度較快、資源易于統(tǒng)一管理等特點，因此非常適合作為構(gòu)建計算網(wǎng)格的實驗床。而在校園環(huán)境內(nèi)，不同學(xué)科領(lǐng)域、專業(yè)、研究組的科學(xué)家和研究人員在開展他們的研究工作時，往往需要計算機的海量存儲、這也為校園存儲網(wǎng)格的建設(shè)提出了應(yīng)用需求。校園網(wǎng)資源細(xì)分為教學(xué)資源、圖書資

4、源、數(shù)據(jù)資源、計算資源等，但在實際中，資源并不是完全獨立的，而是互相聯(lián)系的．不能認(rèn)為某些資源是專門為哪些網(wǎng)格服務(wù)而使用。教學(xué)網(wǎng)格服務(wù)可能會使用到教學(xué)、計算、科研、圖書等資源，在必要的情況下，還可能會用到其它校園網(wǎng)或者網(wǎng)格系統(tǒng)中世界其它地方的資源。同樣，計算網(wǎng)格服務(wù)、人事管理網(wǎng)格服務(wù)等的開發(fā)在對資源的使用上有著非常大的靈活性，這充分體現(xiàn)了資源的共享．在使用資源時，并不是直接來使用，而是通過網(wǎng)格系統(tǒng)提供的網(wǎng)格服務(wù)來實現(xiàn)。在網(wǎng)格中，物理資源經(jīng)過了虛擬化，資源的物理特性大多被隱藏起來，但是實際工作中，網(wǎng)格系統(tǒng)還是需

5、要根據(jù)用戶對資源物理特性的需求信息，比如處理機的速度、剩余存儲空間的大小、操作系統(tǒng)的版本等，幫助用戶找到合適的資源。而且在使用資源的時候，如果系統(tǒng)中的某一可用資源出現(xiàn)問題，用戶可以得到有別的可用資源，這樣，就可以使存儲網(wǎng)格將會比以往各種形式的海量存儲方案更可靠，擁有更強大的生命力．在實驗室進(jìn)行的存儲網(wǎng)格項目中，我主要承擔(dān)基于GT4的網(wǎng)格資源管理及事件觸發(fā)部分的實現(xiàn)，這兩部分分別負(fù)責(zé)存儲網(wǎng)格內(nèi)部的資源監(jiān)控及資源達(dá)到某一預(yù)定條件時的事件處理，是存儲網(wǎng)格項目實現(xiàn)的基礎(chǔ)。1．2論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新1．2．1論文

6、的主要研究內(nèi)容本論文首先介紹了網(wǎng)格的定義、特點、意義，提出了建設(shè)網(wǎng)格應(yīng)該注意的問題，然后對網(wǎng)格建設(shè)的首要問題資源監(jiān)測與資源發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了理論和體系結(jié)構(gòu)的剖析，并深入探討了基于GlobusToolkits4的資源監(jiān)測與資源發(fā)現(xiàn)的實現(xiàn)方法，最后以存儲網(wǎng)格為依托實現(xiàn)了資源監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)。具體研究內(nèi)容如下：l、對0GS^網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)以及它的具體實現(xiàn)模型06SI和WSRF進(jìn)行了研究；2、對基于贐RF框架的GT4．0中的網(wǎng)格監(jiān)控與發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的原理進(jìn)行了研究與分析；3、分析資源監(jiān)測與資源發(fā)現(xiàn)應(yīng)解決的問題，確立資源監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)服務(wù)

7、的設(shè)計目標(biāo)；4、在網(wǎng)格中間件GT4．0平臺上進(jìn)行完整網(wǎng)格用例的開發(fā)和部署，為在此平臺上進(jìn)行后續(xù)開發(fā)提供開發(fā)樣例；部署實驗室內(nèi)部網(wǎng)格監(jiān)控與觸發(fā)系統(tǒng)，目前可以為存儲網(wǎng)格系統(tǒng)提供各結(jié)點磁盤信息、CPU使用信息、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)信息和結(jié)點網(wǎng)格服務(wù)容器中服務(wù)列表信息的實時監(jiān)控功能。1．2．2論文的創(chuàng)新點本論文的創(chuàng)新點如下：(1)設(shè)計了資源監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)服務(wù)框架將對資源監(jiān)測與資源發(fā)現(xiàn)的理論研究付諸實踐，設(shè)計了資源監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)服務(wù)的框架，并首次把資源監(jiān)測與資源發(fā)現(xiàn)聯(lián)系起來實現(xiàn)了基本的資源信息服務(wù)。(2)運用與141)S結(jié)合的方案實

8、現(xiàn)資源監(jiān)測器Globus項目開發(fā)的GlobusToolkit已經(jīng)成為普遍使用的網(wǎng)格工具集，其信息服務(wù)的核心帥s提供了方便快捷的API函數(shù)可以實現(xiàn)對網(wǎng)格中資源信息的提取，但是使用這些AP[進(jìn)行開發(fā)的資源監(jiān)測器的實例少之又少，本文在對脅S及LDAP分析研究的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了資源監(jiān)測與觸發(fā)器。2．1網(wǎng)格概述2網(wǎng)格基礎(chǔ)隨著經(jīng)濟全球化和信息技術(shù)的深入發(fā)展，人們越來越需要在組織機構(gòu)、區(qū)域乃至全球范圍內(nèi)共享和交換信息。特別是在一