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《电子科技大学》 2006年
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服务网格工作流管理技术研究

程渤  
【摘要】: 随着网格研究的深入和网格基础设施的发展,在服务网格上开发了越来越多的功能强大、需要大量资源的科学计算和协同应用,很多网格应用具有时间、空间和资源等多种约束条件。网格工作流可以方便的构建、执行、管理和监控网格应用,使得网格应用能够自动实施并且效率较高。但是,由于网格的动态性、分布性、异构性和自治性导致传统工作流的一些方法和技术不能有效地应用到网格工作流中解决相关的一些问题。本文根据服务网格资源的特点,允许工作流中用户在不考虑资源物理位置的前提下,对服务网格工作流的过程模型、服务资源管理及任务调度机制、实时故障检测及容错处理机制、访问控制机制以及网格工作流的体系结构进行了深入研究,主要研究内容和创新如下: 网格工作流过程模型,传统的工作流模型缺乏形式化的工作流描述语言,在传统工作流网的研究基础上,结合高级Petri网的思想,通过增加动态元素,提出了动态网格工作流网DGWF-Net建模语言,能够解决网格工作流过程模型中的规模问题、动态性问题和选择性问题。同时,提出了基于图形归约规则的网格工作流过程模型验证方法。 网格工作流资源管理模型,服务网格工作流中任务与所请求的服务资源联系起来需要经过服务注册、服务发现、服务分配以及服务集成到工作流等过程。在此基础上,提出了基于工作流引擎的服务资源管理模型,由服务资源语义信息管理服务,工作流中任务并行分析器,全局资源管理器及局部资源管理器构成。同时,提出了基于语义的全局工作流服务资源匹配机制以及基于遗传算法的工作流中任务调度策略。 网格工作流容错机制,网格工作流在任务执行过程中不可避免地会出现各种故障现象,为使网格工作流运行可靠,就必须提供实时监控工作流任务及故障恢复机制。通过研究产生不同故障的原因,提出了一种基于心跳机制和消息通知订阅机制相结合的网格工作流故障实时检测模型,在此基础上实现了基于任务级和流程级的网格工作流故障恢复策略。 网格工作流访问控制模型,网格工作流在运行过程中,跨越多个不同的网格自治域,每个域的访问控制策略和需求可能十分不同,为防止非法用户的侵入或者因合法用户的不慎操作所造成关键资源的破坏,通过工作流上下文环境,引入了有效授权单元的概念,提出了基于服务的网格工作流动态访问控制模型,将工作流中任务和服务相联系,实现了工作流中访问控制的最小特权原则。同时给出了授权过程中基于职责分离规则的角色权限定制,有效授权单元定制以及工作流运行过程中的权限动态调整算法。 网格工作流管理体系结构,给出了网格工作流管理系统的总体框架,包含网格工作流门户,网格工作流引擎,网格工作流服务资源管理,网格工作流容错处理及网格工作中流访问控制等模块,基于上述研究内容和方法,在Globus平台上开发了原型系统,实现了“旅游服务”网格工作流的模拟。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP311.5

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