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《电子科技大学》 2003年
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网格计算环境中若干关键技术的研究

赵东  
【摘要】: 进入新世纪以来,信息产业的第三次浪潮开始孕育,它试图全面连通因特网上的所有资源,以最终实现灵活的虚拟组织范围的资源共享和协同工作。然而,传统的分布计算技术在共享配置的灵活性和共享资源种类等方面不能很好地满足虚拟组织的需求。因此,研究可支持虚拟组织并可最终大规模商用的网格计算技术无论从研究或工程应用角度都有相当重要的意义和价值。 以元计算、正统的网格计算和对等计算等相关领域技术为背景,以中间件技术为支撑,论文从系统模型、相关协议与算法和基础设施这三个层次研究了广义范围的网格计算技术,内容主要涉及网格计算环境中的资源管理与调度、容错和安全等。研究工作取得了如下创新性成果: * 提出一种融合了Web计算技术、正统的网格计算技术和对等计算技术的资源管理模型。现有的资源管理模型往往无法同时满足网格计算的动态性、可伸缩性和适应性需求。针对这个问题,提出了一种融合了Web计算技术,正统的网格计算技术和对等计算技术的资源管理模型。它将整个网格计算环境分为两级:在各个管理域内部可采用不同的管理策略和体系结构,体现了对遗留系统的适应性支持;各管理域之间的组织则采用对等计算模式,从而可适应网格计算环境的动态性和可伸缩性。在该模型中,标准化的互操作性通过万维网服务提供,以克服资源的异质性;动态资源部署采用基于XML的数据模型来描述资源信息,并通过软状态机制来解决分布式垃圾收集问题;动态资源发现算法则通过XQuery来匹配资源提供者和资源使用者双方的需求,克服了LDAP和关系性数据模型的限制,具有高度的灵活性和可扩展性。 * 提出了一种分级的资源调度模型和相应的任务图调度算法。现有的资源调度模型往往无法体现公平性,也缺乏可扩展性支持。为此,论文提出了一种资源池调度模型,它通过将调度阶段划分为用户级调度和资源级调度,与分级的资源管理模型相适应,它的公平性则体现在支持资源使用者和提供者双方协商服务级协定。论文针对同构和异质环境分别设计了相应的任务图静态调度算法,并且探索了这两种不同环境中的动态调度算法。在同构环境中通过引入动态任务迁移机制将DCP算法改造为DCPTM算法,理论分析和仿真实验证实了相应的调度结果具有更好的性能;而在异质环境中则根据通信/计算比值的不同对任务图进行分类,分别采用不同调度算法来适应不同类型的任务图。与同类研究相比,本文算法对调度的应用类型,资源调度发生的不同空间和时间考虑更为全面,从而体现了适应性支持。 WP=5 * 提出一种高性能的适应性复制协议。要使网格计算技术大规模商用,必须保证关键服务的连续性,这就要求服务是高可用的,而现有研究往往对网格服务的高可用性不够重视。针对这一问题,论文提出了一种可支持不同类型分布应用的高性能复制协议,其设计采用复制实例数目可动态伸缩的逻辑令牌环结构,克服了传统复制协议不能适应遗留系统和性能不佳的缺陷。文中给出了该协议的系统模型和协议描述,详细说明了该协议如何提供高可用性以适应各种不同类型的应用,并进行了相应的性能分析,论证了该协议能够保证系统的整体性能。 * 提出了一种可伸缩、可扩展的访问控制安全策略与相应的安全模型。论文在讨论网格安全性的基础上提出了一种灵活的访问控制安全策略,它支持网格计算环境固有的动态性、可伸缩性和可扩展性。相应的访问控制安全模型基于该策略设计,通过基于XML的查询请求/断言应答语言SAML和可扩展访问控制语言XACML来支持身份认证和访问控制。和现有网格计算安全领域的相关研究对比,该模型对XML技术的充分利用使它可很好地支持层次结构,并具有易扩展的优越性,可实现独立于平台的策略结构化描述,克服了现有研究难以支持虚拟组织中高度灵活的共享关系定义和对共享资源的复杂高级控制的缺陷,可满足细粒度访问控制和单点登录等安全需求,并可利用较为成熟的各种XML解析器实现语义精确的策略描述和执行。 此外,综合上述工作,还提出了一种网格计算基础设施体系。论文提出了一种网格计算基础设施的工程模型,并基于WebLogic Platform、OpenSAML和Sun XACML实现了相应的原型系统。该原型以资源管理和调度子系统为核心,通过反省技术透明地纳入了容错子系统和安全子系统。论文也给出了一些关键模块的具体设计与实现方法
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP393

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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3 谢储晖;;空间信息资源管理与实现[J];闽江学院学报;2010年05期
4 郭改文;赵冰;;校园网格及其作业服务的研究[J];河南教育学院学报(自然科学版);2006年02期
5 孙士翠;丁恩杰;徐秀;;煤矿安全网格环境下资源管理与任务调度的研究[J];工矿自动化;2007年06期
6 郭改文;肖黎;;面向服务的网格安全研究及设计[J];商场现代化;2006年20期
7 杨旭;杨敬波;;网格资源管理系统模型的研究[J];计算机工程与设计;2007年03期
8 郑惠芳;谢储晖;;网格环境中地理信息资源管理的研究[J];苏州市职业大学学报;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
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2 刘晖;地球空间信息网格及其在连续运行参考站网格中的应用研究[D];武汉大学;2005年
3 李琪林;面向分布对象环境的可信中间件关键技术研究[D];电子科技大学;2006年
4 张传富;仿真网格资源管理系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 李立;下一代网络资源共享环境的研究[D];北京邮电大学;2007年
6 李春泉;SMT产品制造网格若干关键技术研究[D];上海大学;2007年
7 赵春宇;高性能并行GIS中矢量空间数据存取与处理关键技术研究[D];武汉大学;2006年
8 杨博;网格任务调度与优化机制研究[D];中南大学;2008年
9 沈涌;数字信息资源整合策略与服务共享模式研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺俊英;数字图书馆开发中信息资源的发现与获取技术及实现条件研究[D];南昌大学;2010年
2 陈友文;基于融合小生境遗传禁忌算法的多目标网格任务调度研究[D];湖南大学;2009年
3 龚小川;基于网格的多源遥感信息资源快速检索技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 刘永;云计算环境下虚拟机资源调度策略研究[D];山东师范大学;2012年
5 胡艳丽;计算网格中基于时间均衡的任务调度方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 杨召庆;面向校园计算网格的资源自适应调度技术研究[D];西北工业大学;2006年
7 舒丹;制造网格下安全问题的研究[D];武汉理工大学;2006年
8 杨旭;基于通用抽象模型一对多匹配的网格资源管理[D];天津工业大学;2006年
9 沈涌;网格环境下数字图书馆信息资源组织调度模式研究[D];吉林大学;2006年
10 张胜利;局域网内网格计算平台构建及其应用研究[D];西北工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王敏毅;面向移动计算环境的分布对象技术[D];电子科技大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 黄均才,王凤碧,李勇,吴跃,周明天;网格计算环境中的资源管理研究[J];东莞理工学院学报;2005年01期
8 申玉红;;带启动时间的N-策略M/G/1排队[J];德宏师范高等专科学校学报;2008年01期
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10 王献锋,谢春燕,李为民,申卯兴;多层防御体系拦截巡航导弹射击效率计算方法[J];弹箭与制导学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
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5 唐金辉;钟诚;吴惜华;莫英红;李效鲁;林瑞;;基于对象复制机制的Web服务动态容错算法[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
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7 付伟;肖侬;卢锡城;;GridDenFS:一种基于聚集与虚拟视图的网格文件系统[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高瞻;网格任务调度中服务质量保证相关问题研究[D];北京交通大学;2010年
2 单征;基于分层架构的网络处理器系统性能分析方法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
3 周宗好;通信网络中的排队模型研究[D];江苏大学;2011年
4 李建国;应急物资库存策略及应急物流保障能力评价研究[D];兰州交通大学;2011年
5 邱智亮;ATM接入IP交换技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
6 刘诗斌;微型智能磁航向系统研究[D];西北工业大学;2001年
7 池灏;宽带无源光网络介质访问控制协议研究与设计[D];浙江大学;2001年
8 郭兵;嵌入式软件开放式集成开发平台体系结构研究[D];电子科技大学;2002年
9 黄月芳;网络流中的反馈排队模型[D];上海大学;2004年
10 沈玉波;多类排队网络的稳定性及其布朗模型[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张守业;基于排队论的订单处理系统优化算法研究[D];大连理工大学;2010年
2 朱玉丹;基于非独立任务优先级的网格调度算法的研究[D];大连理工大学;2010年
3 郑东学;天津港集装箱码头闸口通过能力研究[D];大连海事大学;2010年
4 张彦斌;天津港集装箱码头堆场系统通过能力研究[D];大连海事大学;2010年
5 王慧来;天津港集装箱码头泊位系统通过能力研究[D];大连海事大学;2010年
6 纪国良;K集装箱码头泊位利用优化研究[D];大连海事大学;2010年
7 罗丹;教务管理网站系统设计与实现[D];南昌大学;2010年
8 崔振民;基于B/S模式的制造企业物流管理系统设计与实现[D];电子科技大学;2010年
9 史宝虹;基于多层架构模型设计的呼叫中心设计及实现[D];西安电子科技大学;2008年
10 王大钊;配送中心作业流程的仿真与资源优化研究[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李海成;解析SSL握手协议[J];鞍山师范学院学报;2005年02期
2 赵彦;多个AS网络合并时的路由策略及调整步骤分析[J];电信建设;2003年06期
3 乐群星;魏法杰;;蚂蚁算法的基本原理及其研究发展现状[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2005年04期
4 王浒,李琦,承继成;数字城市元数据服务体系的研究和实践[J];北京大学学报(自然科学版);2004年01期
5 刘怡文,李伟琴,韦卫;信息网格安全体系结构的研究[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
6 钟一文,杨建刚;异构计算系统中独立任务调度的混合遗传算法[J];北京航空航天大学学报;2004年11期
7 胡凯;网络分布式并行计算的负载平衡[J];北京航空航天大学学报;2004年11期
8 毕强;;数字图书馆知识组织系统建构的发展趋势——从机器可读到机器可理解[J];国家图书馆学刊;2010年01期
9 张丽芬,王晓华,胡景松,宋维佳,龙斌;基于网格划分的几种空间索引[J];北京理工大学学报;2004年02期
10 廖章钜;一种用于求图的带宽上界的标号方法[J];北京联合大学学报;1996年04期
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 刘经南 刘晖;[N];中国测绘报;2003年
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3 国防科技大学 肖侬;[N];计算机世界;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴升;分布式GIS组件平台的研究与实践[D];解放军信息工程大学;2001年
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3 潘铁军;虚拟企业过程集成中几个关键问题的研究[D];浙江大学;2001年
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5 刘秀罗;CGF建模相关技术及其在指挥控制建模中的应用研究[D];国防科学技术大学;2001年
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9 操云甫;基于Internet/Intranet的资源共享模型及技术研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
10 董鹏;分布式空间信息的高效查询与分析系统研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙伟龙;基于IaaS云计算的Web应用技术研究[D];南京理工大学;2011年
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3 葛新;基于云计算集群扩展中的调度问题研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 宋坤芳;基于蚁群算法的云计算资源调度策略研究[D];武汉纺织大学;2011年
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8 秦高德;基于网络监测的网格计算优化调度模型[D];湖南师范大学;2003年
9 罗伟;一种基于竞标机制的网格资源管理模型[D];四川大学;2003年
10 韩中;分布式数据库在财政管理系统中的应用[D];电子科技大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李春泉;蔡续;;SMT产品制造网格运行机制的研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2010年01期
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4 徐冬展;高成发;;Delaunay三角网在大规模CORS基准站组网中的应用和研究[J];测绘科学;2008年S1期
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6 李健;吕志平;乔书波;李昌贵;;大规模连续运行基准站网的技术体系[J];测绘通报;2009年01期
7 刘小丁;李成钢;刘文建;;东源地震对GDCORS框架的影响分析[J];测绘通报;2012年05期
8 杨浩;李敏;;CORS信息资源共享中的异构问题研究[J];测绘信息与工程;2008年04期
9 刘科;聂桂根;范叹奇;张彩红;曾传俊;;基于Ntrip协议的差分数据实时传输平台及定位研究[J];测绘信息与工程;2009年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 潘国富;袁本银;鲍志雄;;基于GPS/GLoNASS双星的VRS算法实现及系统应用 ZNetVRS系统实践[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 张红娟;刘晖;唐健;钱闯;;分布式CORS服务平台的设计与原型系统的开发实现[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年
3 丁清光;李健;;基于实时数据流的CORS数据库设计[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
4 阳力;刘文建;李土旺;;关于CORS并网的几个问题[A];广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2010年
5 眭维华;胡强盛;;网络RTK定位在测量中的应用[A];地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 许国安;陈咬根;;NBCORS网络RTK全年运行的稳定性及精度研究[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年
7 刘广军;郭晶;刘旭东;;基于椭球面大地线三角网的CORS布站研究与仿真[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
8 李健;吕志平;李建伟;乔书波;;面向CORS的精密定位服务软件体系设计[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王强;空间信息服务聚合的关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 吴长伟;森林监护移动GIS及火灾扑救设备调度关键技术研究[D];东北林业大学;2011年
3 康俊锋;云计算环境下高分辨率遥感影像存储与高效管理技术研究[D];浙江大学;2011年
4 官东;网格环境下的HLA仿真关键问题研究[D];中南大学;2011年
5 胡青峰;特厚煤层高效开采覆岩与地表移动规律及预测方法研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
6 曲明成;数据网格QoS保障与资源优化关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 方雷;基于云计算的土地资源服务高效处理平台关键技术探索与研究[D];浙江大学;2011年
8 李昌贵;基于网格的网络导航服务关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
9 李健;联合型连续运行基准站网的动态定位服务机制[D];解放军信息工程大学;2011年
10 曾志;云格环境下海量高分遥感影像资源与服务高效调配研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 商翠珍;数据资源汇聚的可视化建模技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
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4 薛师;云计算与网格计算的比较研究[D];河南理工大学;2010年
5 陈信;基于经济模型的网格资源调度算法研究[D];山东师范大学;2010年
6 王桂杰;基于JSP技术高校学生思想政治实践课网络教学平台的开发与实现[D];华东师范大学;2010年
7 田佳丽;民生档案信息资源整合研究[D];南昌大学;2010年
8 王鹏;法方程层面地球参考框架数据融合及其网格计算应用研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 许鹏;基于P2P技术的教育资源管理模型研究[D];湖南师范大学;2011年
10 刘阿亭;基于Silververlight的3D数字地球模型构建关键技术及应用研究[D];江西理工大学;2011年
【二级参考文献】
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2 焦文品,史忠植;多主体间的协作过程研究[J];计算机研究与发展;2000年08期
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6 董军,潘云鹤;路由选择的多Agent系统模型[J];计算机学报;2000年02期
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8 刘大有,杨鲲,陈建中;Agent研究现状与发展趋势[J];软件学报;2000年03期
9 钱方,贾焰,黄杰,顾晓波,邹鹏;提高冗余服务性能的动态容错算法[J];软件学报;2001年06期
【相似文献】
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1 王汝传,韩光法;网格计算环境下作业调度的策略研究[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年02期
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3 陈张健;;网格环境中的经济模型设计与应用[J];浙江工业大学学报;2006年02期
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5 关伟豪;;中山大学探索HPC发展机制[J];中国教育网络;2010年06期
6 张月琴;;网格计算的安全性分析[J];软件导刊;2006年19期
7 童亚芬;柴艳杰;胡总;邵洁;葛志媛;郑象虹;;网格计算在档案信息化建设中的应用策略[J];兰台世界;2008年22期
8 崔毅;;基于网格计算环境下的资源管理——网格资源信息查找探讨[J];广西轻工业;2009年11期
9 邵超英;;一种网格计算环境中的资源调度策略[J];甘肃科技;2010年01期
10 张建生;;基于人工鱼群算法的网格任务调度策略[J];电脑编程技巧与维护;2010年10期
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘霞;网格计算安全性分析[N];计算机世界;2003年
2 本报记者 龚杰;RAC:支持网格计算的数据库技术[N];计算机世界;2002年
3 李德仁 朱欣焰 龚健雅;GIS应对新挑战[N];中国测绘报;2004年
4 国防科技大学计算机学院 肖侬 卢锡城 王怀民;老话题新内容[N];计算机世界;2002年
5 本报记者 龚杰;Oracle 10g:网格计算的实现之道[N];计算机世界;2003年
6 本报记者 龚杰发自美国旧金山;甲骨文点燃网格之火[N];计算机世界;2003年
7 刘经南 刘晖;从建立地球空间信息网格看测绘工作者的使命[N];中国测绘报;2004年
8 曙光公司机群产品部总经理 邵宗有;摆脱十字路口的迷惑[N];中国企业报;2003年
9 四木;Oracle 10g:理想的应用平台[N];计算机世界;2003年
10 ;网络世界2009年度刀片服务器创新产品奖[N];网络世界;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 白青海;网格计算环境下安全策略及相关问题研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 裴伦鹏;基于GRID技术的分布式(仿真)计算平台的研究与设计[D];北方工业大学;2006年
2 郭华源;序列分析并行处理技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 林培旺;网格环境下虚拟企业信息系统安全模型研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 王文聿;网格计算环境下基于ASP的客户关系管理模式研究[D];上海外国语大学;2010年
5 李源;基于虚拟组织的网格安全模型研究[D];西安电子科技大学;2009年
6 杨智敏;基于N维圆性质的安全群组通信及在网格中的应用[D];华南理工大学;2010年
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9 李永亮;基于AFSA的网格资源调度策略研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
10 张滋业;数据网格技术在故障诊断中的应用研究[D];东北大学;2008年
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