网格环境下资源监控问题的研究

摘要

网格[1]作为一种新型的网络计算平台，是建立在Internet上的一种新型的信息技术基础设施。它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，实现计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源的全面共享。因此，在网格环境下实现资源的全面共享是一种必然的选择。
　　但是，由于网格资源具有分布性、动态性、异构性及自治性等特点，以及计算资源可能分布在世界各地，通过Internet连接在一起，这使得网格资源的有效管理较之传统的分布式网络更加复杂。由于这些特点，运行过程中某些节点可能会发生故障，网络断开或者出现性能问题。同时，节点的动态加入和离开也会使得网格资源管理变得更加复杂。这就要求在网格中提供一种资源监测机制负责对各种静动态资源进行监测，收集各种资源及节点的状态变化信息，使用户和应用程序能够及时掌握资源分配与调度、网络带宽、处理器负载、系统吞吐量等信息，及时解决网格系统中出现的各种障碍，以便提高整个网格性能。因而，对于网格这种高性能的计算环境来说，网格监控是非常重要的。
　　本文分析了网格监控的国内外研究现状、监控难点和监控需求，总结了目前网格监控体系结构模型的不足之处。在此基础上，根据网格的具体情况，将扩展树结构应用于网格监控，将其作为网格监控体系结构模型，并提出了一种较好的面向服务的动态 DHT资源发现策略。在前二者的基础上，本文提出了一种网格资源监控机制——GRM资源监控机制，分别对GRM机制的逻辑实现和技术实现部分做了研究，并通过实验完成了对相关资源信息的监控。最后，通过实验测试、性能分析表明，该机制安全、可靠、有效，能满足网格资源监控的应用需求。具体来说，本文所做的主要工作和创新点包括:
　　1.根据网格的特点建立了合理的网格资源监控体系结构。通过查阅较多的文献和资料，比较了当前使用广泛的多种网格监控机制，总结了目前网格监控体系结构模型的不足之处，并简单分析了改进的方法。本文采用基于扩展树的网格监控体系结构模型，将网格节点划分了多个域，并统一定义了节点的服务。该结构具有较好的可扩展性，使监控系统的各部分之间松耦合，以便于监控系统在分布式环境下的部署。
　　2.网格资源发现机制研究。严格定义了网格节点的资源的注册过程，设计了一种网格环境下的基于扩展树的DHT网格资源的动态发现策略。该策略主要讨论了如何进行动态资源的发现和监控过程，通过使用该策略，可以精确地监测到网格资源节点上的资源的实时情况，而且具有较强的动态性，能够适应网格资源的动态变化。
　　3、插件式的传感器管理[2]。传统的监控系统一般只能收集预先定义的几种监控数据，这样不能满足不同用户的需求。本文结合目前的Web服务、JNI等技术，设计出实用的插件式的传感器组件，用户可以根据需要，定义自己的插件来搜集有用信息或者从系统中移除某个插件来解除对无用信息的监测收集，这将改变传统的监控不容易搜集用户自定义内容的缺点。
　　4、GRM资源监控机制逻辑实现和技术实现。这部分是实验，在1介绍的监控体系结构之上，运用2提出的基于扩展树的动态DHT算法，发现到网格环境中的资源以后，这里着重从GRM的逻辑和技术两方面进行分析、实现，说明资源的远程注册、发现及动态加入/离开资源节点的检测的监控管理的过程。同时，本部分介绍了插件式的传感器技术，引入了数据收集探测器、动态调整监控间隔方法等概念，对监测到资源进行监控，监控所得数据，以图形的方式直观形象地展现给用户。最后，通过实验证明了GRM资源监控机制的有效性和可用性，并对实验结果进行了分析。

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第一章 绪论

1.1 本文的研究背景和意义

1.2 本文的主要工作和创新点

1.3 本文组织结构

第二章 网格监控研究现状

2.1 国外研究现状

2.2 国内研究现状

2.3 网格监控需求

2.4 网格监控研究难点

2.5 本章小结

第三章 网格监控体系结构

3.1 网格监控体系结构介绍

3.2 基于扩展树的监控模型

3.3 本章小结

第四章 网格环境中的资源发现机制

4.1 网格资源定义

4.2 网格资源特点

4.3 网格资源的发现机制研究

4.4 基于扩展树的动态 DHT 算法

4.5 本章小结

第五章 GRM 资源监控机制逻辑实现

5.1 虚拟组织划分

5.2 GRM 机制总体框架

5.3 GRM 机制内部逻辑结构

5.4 资源参数

5.5 本章小结

第六章 GRM 资源监控机制技术实现

6.1 开发环境

6.2 关键技术实现

6.3 软件部署

6.4 软件测试及性能分析

第七章 结束语

7.1 本文所做的主要工作

7.2 进一步的工作

参考文献

研究生期间发表论文及科研成果

致谢