基于网格平台的协同设计资源管理系统研究与实现

摘要

随着计算机网络技术以及经济的快速发展，制造业市场竞争越来越激烈，产品开发逐渐趋于分散化，因此异地协同设计已经成为提高产品异地开发工作效率的一项重要技术。协同设计过程中如何高效的组织和管理协同设计资源是提高产品开发效率，缩短产品开发周期，提高企业竞争力的重要途径。
　　 网格技术作为一种提供高性能、管理和服务的新技术，其共享和协同的主要特征为协同设计提供了新的思路。基于网格平台的协同资源管理是网格技术在协同设计中的具体应用，通过网格平台这一底层支持框架，利用网格通用的标准和规范，统一的开发工具和环境，达到协同设计资源共享，协同合作的目的。
　　 网格技术将所有物理资源通过标准化封装转换为服务的思想很好的解决了科学和工程技术领域遇到的资源异构性、多样性和分布性的难题。在异地协同设计系统当中采用传统的分布式、Web Service方式对跨领域、跨地域的复杂设计资源进行计算、存储、共享很大程度上制约着协同设计开发效率。网格技术的出现为协同设计资源管理带来了新的契机。
　　 本文首先介绍了网格、网格服务的概念、网格特征、网格的体系结构、WSRF和传统Web service、OGSI的关系等基础理论和知识。在深入研究WSRF的基础上，详细研究了在WSRF.NET和Globus平台上开发网格服务的原理、步骤，并对两种网格平台下开发网格服务方法进行初步的比较。之后在分析异地协同设计中常见的设计资源基础上，提出通过WSRF的属性解析、XML描述以及结合Web服务将有状态的协同设计资源封装成WS-Resource。提出以C/GS架构的形式对协同设计资源进行组织管理，叙述了系统的主要模块及其功能，以多资源工厂模式创建协同设计资源WS-Resource和实例模式下访问WS-Resource，最后以零部件设计资源为例完善了服务器端和客户端程序设计并且实现了其WSRF的主要核心层。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 论文研究课题来源

1.2 论文研究背景及意义

1.2.1 研究背景

1.2.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文主要的研究内容

1.5 本论文组织结构

第二章 网格相关理论与技术

2.1 网格的概念

2.2 网格的特征

2.2.1 分布与共享

2.2.2 自治性与异构性

2.2.3 动态性与多样性

2.3 网格服务

2.3.1 网格服务与Web服务

2.3.2 网格服务协议

2.4 网格的体系结构

2.4.1 五层沙漏结构

2.4.2 开放网格服务体系结构

2.4.3 网格服务资源框架

2.4.4 WSRF与Web Services,OGSI的关系

2.4.5 Grid Service和Web Service的比较

2.5 Globus Toolkit+Introduce

2.6． 本章小结

第三章 网格平台环境的搭建

3.1 实验平台建设目标

3.2 支持工具的安装

3.3 GT4的安装

3.4 SimpleCA的安装与配置

3.5 host证书

3.6 启动globus容器

3.7 配置GridFTP

3.8 本章小结

第四章 实现基于WSRF的网格服务方法及其比较研究

4.1 WSRF架构

4.1.1 WS-Resource和隐性资源模式

4.1.2 WS-ResourceLifetime规范

4.1.3 Web服务资源的特性(WS—ResourceProperties)

4.1.4 Web资源组合(ws—ServiceGroup)

4.1.5 通知模式(WS—Notification)

4.2 WSRF.NET实现基于WSRF的网格服务

4.2.1 WSRF.NET系统框架

4.2.2 WSRF.NET远程执行场景

4.2.3 WSRF.NET包层总体结构

4.2.4 基于WSRF.NET创建网格服务的步骤

4.3 Globus实现基于WSRF的网格服务

4.3.1 Globus框架结构

4.3.2 Globus Toolkit资源工厂服务创建步骤

4.4 两种开发方法的比较

4.5 本章小结

第五章 异地协同设计资源管理系统数据模型及系统结构

5.1 异地协同设计产品数据资源需求分析

5.1.1 协同设计资源需求分析

5.1.2 面向协同设计集成化产品模型的需要

5.2 异地协同设计资源分类

5.2.1 异地协同资源的分类

5.2.2 用面向对象的方法分析异地协同设计资源

5.2.3 协同设计资源的WSRF封装

5.3 异地协同设计资源管理系统的结构

5.3.1 常见的软件开发结构

5.3.2 协同设计资源管理平台结构

5.3.3 协同设计资源管理系统服务功能模块划分

5.4 本章小结

第六章 异地协同设计资源管理系统的实现

6.1 Grid Service模块设计

6.1.1 多资源工厂实现模式图

6.1.2 服务具体实现过程

6.2 客户端(client)模块设计

6.2.1 客户端调用UML序列图

6.2.2 多资源工厂下客户端调用实现

6.3 WSRF核心层设计

6.3.1 服务生命周期管理

6.3.2 资源状态持续化管理

6.3.3 Notifications

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 全文工作总结

7.2 未来展望

7.3 本章小结

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

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