软件体系结构15.ppt

广东工业大学计算机学院   软件体系结构 Software Architecture 第15章 网格及网格体系结构 网格体系结构是现代软件体系结构中比较有代表性的结构，我们将其作为综合实例进行分析网格体系结构，开放网格服务体系结构 。 本章内容： 15.1 网格 15.2 网格体系结构 15.3 开放网格服务体系结构 15.4 网格体系结构的比较 15.5 Globus Toolkit 3体系结构分析 15.6 GT3的安全实现 15．1 网格 15.1.1 网格的概念 网格主要是借鉴电力网的概念，最初主要为了解决高端科学运算及工程上分布式计算而构造的一个计算形式。 描述网格:“网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，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，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能。而网格功能则更多更强，让人们透明地使用计算、存储等其它资源。 15.1.2 网格的特点 1）网格中拥有数量巨大的参与者，而且更改频度高。 2）拥有巨大的资源池，每个用户对自己的资源都有自主控制权。 3）在网格计算期间，其执行过程中的请求、启动过程和申请、释放资源是动态的； 4）资源能够适应不同的鉴别和授权机制与策略； 5）资源和用户可属于不同的组织。 6）组织间具有不同的计算机系统平台。 15.2 网格体系结构 15．2．1 网格体系结构的发展 网格体系结构就是描述如何根据建立的网格框架去开发相应的网格软件和应用。 重要网格体系结构： 1、五层沙漏结构。 2、开放网格服务体系结构 15.2.2 五层沙漏结构 具体结构如图15.1，图15.2示。 （1） 构造层：实现本地控制接口，是本地机器与外界资源沟通的桥梁。 （2） 连接层：实现网格数据的通信并定义通信间的安全协议。 （3） 资源层：资源层主要是关注网格中可用的单个资源，能够与可用资源建立安全的连接。 （4） 汇聚层：汇聚层与资源层相反，它所关注的是网格的全局状态和跨区域的交互行为。 （5） 应用层：应用层位于体系结构的最顶层，用户可以利用下层提供的服务进行应用程序开发。 15.2.3积木块结构 利用积木块思想，把对常用的应用和服务进行定义，并设计网格体系结构，这和我们传统的功能模块的思想是非常类似的。 15.2.4网状结构 根据不同的元数据、资源、服务、协议等概念形成不同的概念空间，根据这些概念之间的关系形成网格体系结构。 15.2.5混合结构 混合结构就是以上各种结构的组合。 15．3 开放网格服务体系结构 15．3．1 OGSA的基本思想 以“服务”为中心的网格体系结构。图15.3对网格服务描述。 15.3.2 OGSA体系结构分析 OGSA架构 1)物理与逻辑资源层：不管物理资源还是逻辑资源，在OGSA中都看作是服务，从图15.4看到，物理资源包括服务器、存储器和网络。 2)Web服务与OGSI层：这层包括Web服务和OGSI。 3)OGSA架构服务层：该层利用Web服务及其OGSI扩展提供的基础设施实现网格服务。 4)网格应用程序层：该层是利用下层提供的服务进行网格应用软件的开发，使用户能够方便、快捷地使用网格资源。 15.3.3 OGSI规范 1.服务数据 服务数据的声明可以使用扩展WSDL(Web Services Description Language)而成的GWSDL作为服务描述机制，以实现标准化。 2.网格服务接口 OGSI规范制定了一系列标准接口。Grid服务的例子如图15.5所示。 15.3.4 OGSA的安全体系结构 图15.6描述了OGSA安全体系结构的主要组成部分及其相互之间的关系。 OGSA的安全特性: 安全在网格中属于一种网格服务，也就是一个动态的过程，通过特定的网格服务接口可以在实现事前防范的同时又具有必要的事后追踪功能； 在原来GSI的结构的基础上对其主要功能进行了扩充和改进，既符合了OGSA安全的需要，又有很好的向下兼容性； 有关安全的服务都可以定义为接口，有利于用户调用以及不同计算环境间的整合； 可以充分利用Web Service和XML的安全机制； 安全服务接口是可选的，能够利用不同的安全策略划分安全等级。 15.3.5 OGSA的关键技术 1．Globus Globus是一个软件工具集，主要用途是用来解决网格环境中工具、服务和应用开发的关键技术问题。它提供了一个模块化的服务包，实现了标准的网格协议和API。 Web Service是一种分布式计算技术（类似CORBA、RMI、EJB等），只要该操作系统支持Internet通信协议就可以实现它的功能，目前已经被大量部署于商业应用的C/S模式