CGSP中网格执行管理系统的设计与实现

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中国教育科研网格公共支撑平台(CGSP)是为了构建ChinaGrid而研发的核心网格中间件。CGSP由一组互相配合的软件组件组成,支持ChinaGrid网格应用的开发、调试、部署、运行管理以及系统监控等各个环节。CGSP基于Web服务资源框架(WSRF),依照OGSA进行设计和实现。CGSP有多个功能模块组成,例如执行管理,信息服务,数据管理和安全基础设施等。在所有的这些功能模块中,执行管理是其中一个非常重要的模块。本文主要论述了CGSP中执行管理系统的设计与实现。在网格计算技术中,执行管理服务主要协调多个应用对底层的资源(如处理器,磁盘,数据,存储和服务)的访问,而这种访问无需考虑资源的物理位置和访问机制。执行管理服务按照应用对资源的需求自动的匹配网格中的可用资源,这就大大降低了用户访问底层资源的复杂性。网格执行管理系统关心的是工作单元(作业)的初始化、管理直到执行完成的各种问题。CGSP的执行管理系统提供了以下功能模块:1.提供对遗留应用程序的执行管理在网格计算或面向服务架构出现以前,已经存在的被实现为在单一计算机或者计算机集群上运行的工程和科学应用程序,被称作遗留应用或者遗留程序(Legacy Applications or Legacy Programs)。遗留应用在网格环境中的部署和执行对于网格执行管理系统的实现是一个非常重要的部分。在CGSP中,通用运行服务(General Running Service,GRS)用来封装计算资源,支持遗留应用在网格环境中的执行。GRS应用封装(Application Packaging)被设计用来管理各种遗留应用资源,并提供了一种独立于应用实现平台的遗留应用调用方式。使用了JSDL(Job Submission Description Language,作业提交描述语言)这种事实上的标准作业描述语言来提交作业。2.提供对服务调用的调度执行管理网格系统中,许多应用被实现或者包装成普通的Web服务或者是遵守Web服务资源框架(WSRF)的服务。本文提出了一种基于超级服务的服务调用机制。这种机制解耦了服务接口与服务实现,实现了超级服务到具体服务的动态绑定。3.提供对工作流作业的执行管理上面是CGSP中的两类原子作业。复合作业被支持以便于编组(orchestrate)原子作业集合。复合作业在CGSP中被实现为基于BPEL的工作流作业。CGSP的网格工作流系统是基于开源BPEL引擎ActiveBPEL进行设计和实现的。通过对ActiveBPEL引擎进行扩展,使之可以支持复合WSRF服务。通过采用类似于集群架构的方式聚合多个BPEL引擎,比较简单的提供了可扩展性和工作流执行的负载均衡。面向应用组件的工作流定义不仅仅简化了用户定义网格工作流,而且还为服务的动态绑定奠定了基础。
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