专利名称：一种支持自适应调度的网格中间件系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种网格中间件技术领域的系统，具体是一种支持自适应调度的网格中间件 系统。
背景技术：
网格(Grid)技术指在动态的、多组织参与的虚拟组织(VO)中进行协同的资源共享和问题求 解，它是一种集成资源和服务的环境。这里，网格集成的对象包括计算能力、数据信息^J知 识、软件、人等各种相关的资源和服务。网格是网络上可用的一组分布式计算资源，它在最 终用户或应用程序面前表现为一个大型虚拟计算系统。它可以跨越地点、组织、机器体系结 构和软件边界，向连接到网格的每个人提供强大的运算能力、协作和信息访问。网格目前正 处于快速发展时期。
当前在商业计算领域最为热门的技术就是Web服务提倡的面向服务的计算架构(SOA)。为 了和SOA架构结合，网格领域专家原来提出的孤立的网格服务概念逐渐在向标准的Web服 务靠拢。本质上，网格服务是Web服务在网格计算环境下的扩展，是Web服务的子集。考虑 到网格技术在商业领域的巨大发展前景，当前网格的发展趋势是面向服务的网格(Service Grid)。
中间件是通过通信机制连接应用程序的系统软件，它位于应用程序和平台之间，提供透 明性、可扩縮性和互操作性；中间件是平台和通信机制，这种平台中间件有利于分布式组件 通信和协调；中间件是一个软件层，使分布式系统成为可编程的软件，使分布式软件的交互 变得容易；中间件用于在开发与集成中"桥接"应用软件与底层的硬件、软件基础设施，并 简化集成过程。
作为"面向服务的计算基础设施"，网格中间件(包，网格容器本)通常实现了网格环 境下Web服务的远程部署、运行管理、服务状态监控、SOAP请求处理与转发等核心功能。 从功能上看，网格中间件就是一个扩展了的Web服务容器。从总体上看，网格中间件是整 个网格环境的核心，拥有一个好的网格中间件是网格应用能否成功的前提。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种支持自适应调度的网格中间件 系统，使其在应用Web服务的网格环境下，集中网格环境中的所有服务信息和资源信息，为 网格用户提供统一的调用接口，通过支持自适应的调度方式使得网格下资源利用率达到最大 限度的均衡。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括四个模块元数据管理模块、服务调度 模块、服务调用模块和宁间件监控模块，其中
元数据管理模块通过接收Web服务调用方式得到网格中部署的各Web服务和各个网格资 源节点的元数据信息，作为其他各个模块的信息来源；
服务调度模块接收网格用户的服务调用请求，根据元数据管理模块提供的各种元数据信 息，通过自适应的调度方法对调用请求做出调度策略，并将调度结果传递给服务调用模块， 同时将调度结'果传递给中间件监控模块；
服务调用模块根据服务调度模块产生的调度结果将所需的调用发送到最终的网格节点 上，并传递调用状态给服务调度模块和中间件监控模块；
中间件监控模块实时地得到其他三个模块的信息，并显示在界面上供中间件管理者进行 监控和维护。
所述的元数据管理模块，包括三个子模块Web服务注册模块、节点资源信息收集模块和 元数据存取模块，其中
Web服务注册模块提供一个Web服务接口 ，把已部署在网格环境下Web服务注册到本系 统上，该模块将下载和解析所注册的服务的元数据信息，并提交给节点资源信息收集模块， - 节点资源信息收集模块提供一个Web服务接口收集由网格中各个资源节点自主发送来的 节点资源利用率信息，并传递给元数据存取模块，
元数据存取模块收集Web服务注册模块和节点资源信息收集模块传递来的信息，并供服 务调度模块，服务调用模块和中间件监控模块使用。
所述的服务调度模块，包含三个子模块Web服务申请模块、任务队列管理模块和调度 规则模块，其中
Web服务申请模块提供一个Web服务接口，接受用户的Web服务调用需求，包装成任务 后提交任务队列管理模块；
任务队列管理模块提供对待处理的已包装任务队列和己处理任务队列的遍历、査找和更 新等管理功能，供调度规则模块调用。
调度规则模块根据包装后任务中的信息查询元数据管理模块，找到匹配的节点和节点性 能等信息，再根据调度算法规则查找任务队列模块提供的相关信息，经过综合评估后得出调 度排序结果进行调度，生成调度列表供服务调用模块使用，同时也处理了调度过程中发生故 障状况的自适应性恢复。所述的服务调用模块，从服务调度,模块产生的调用列表中得到所要发起的调用信息，根 据此信息向网格节点的各服务副本发起调用，并将调用结果反馈给服务调度模块和中间f牛监 控模块。
所述的中间件监控模块，分别从元数据管理模块、服务调度模块、服务调用模块中f寻到 包括网格服务元数据信息、网格资源节点信息、服务调用信息在内的所有的网格信息，并根 据用户的要求显示相应的信息，具体如下-
用户要求显示服务元数据信息时，在界面上实时显示出在本系统上注册的各个Web月艮务 和他们所有的副本的元数据信息；
用户要求显示调用状态时，在界面上实时显示中间件上处理的用户调用请求信息和j也们 的状态的变化，并且在界面上对在本系统上所注册的服务进行管理，直接删除一个服务或者 一个服务在某个节点上的副本。
该模块其结构采用MVC框架用户界面，数据模型和后台处理程序，实现了所有信息的 实时更新显示。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明通过对网格Web服务的统一管理， 对网格调用采用统一的自适应可恢复调度。总体上来说实现了网格资源利用率的均衡化，提 高了网格调用的效率，从而提高了企业竞争力。
图l是本发明的结构框架图； 图2是中间件核心模块关系图3是基于激励机制的故障恢复流程设计图4是本发明中的元数据处理模块和中间件监控模块结构框图； 图5是本发明中的服务调度模块结构框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进 行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
如图2所示，本发明系统包括元数据管理模块、服务调度模块、服务调用模块和中间件监控模块，元数据管理模块收集网格环境下所有的元数据信息，和其他三个模块都相连； 服务调度模块分别与服务调用模块和中间件监控模块相连；服务调用模块分别与服务调度模 块和中间件监控模块相连。
如图4所示，所述元数据管理模块，通过接收Web服务调用的方式实现网格中的Web服 务注册和网格资源节点信息的汇总，通过处理和解析，得到所有的元数据信息，供其他三个 模块所用。
该模块由Web服务注册模块、节点资源信息收集模块和元数据存取模块三个模块组成。
Web服务注册模块提供一个Web服务接口 ，其参数包括所注册Web服务的WSDL的URL， 服务的相关描述和服务的CPU与内存偏好。该模块通过URL下载WSDL文件进行解析处理，将 得到的元数据信息和其他参数一起送到元数据存取模块。
节点资源信息收集模块提高一个Web服务接口，等待网格资源节点的调用，并把得到的 网格节点的资源利用率信息送到元数据存取模块。
元数据存取模块与数据库相连，接受其他两个模块的信息存入数据库，并为本系统的其 他模块提供元数据访问功能，并在元数据存入时实时通知中间件监控模块。
如图5所示，所述服务调度模块接收上层应用的任务请求，通过元数据管理模块确定相 应的服务和方法，并根据各结点的情况以某种任务调度算法来确定每个任务的对应执行结点， 从而达到负载均衡，提高系统性能的目的。
该模块包含三个子模块Web服务申请模块，任务队列管理模块和调度规则模块，
Web服务申请模块提供一个Web服务接口，参数包括需要调用服务的服务名，方法名， 优先级，以及相关描述等。该模块通过URL下载WSDL文件进行解析处理，将得到的信息包装 成服务调度模块中的任务(Task)并送到任务队列管理模块。
任务队列管理模块负责任务队列的管理，将新生成的任务插入到待处理任务队列，同时 维护一个已完成任务队列供调度规则模块使用。
调度规则模块从待处理任务队列中取出任务，到元数据管理模块找出所有与该任务所需 服务匹配的服务和相应的部署节点信息，接着到任务队列管理模块的已完成任务队列中找到 这些节点过去一段时间的任务调度状况，最后根据给定的算法找到最优的服务节点完成调度。 同时该模块还提供了节点故障的自适应性回复机制，保证了网格节点的健壮性和自动回复性， 如图3所示。
所述服务调用模块，根据服务调度模块产生的调用列表对网格中的Web服务发起调用， 并将调用结果反馈给调度模块和中间件监控模块，在调用状态发生变化时实时通知中间件监控模块。
所述中间件监控模块，采用MVC框架，对其他三个模块的所有信息进行实时的监控，并 在屏幕上显示出来，同时还要作为人机交互界面，响应用户的操作。
权利要求
1.本发明包括四个模块元数据管理模块、服务调度模块、服务调用模块和中间件监控模块。
2. 权利1所述的元数据管理模块包括三个子模块Web服务注册模块、节点资、源信息收集模块和元数据存取模块。
3. 权利2所述的Web服务注册模块提供一个Web服务接口 ，其参数包括所注册Web服务的WSDL的URL，服务的相关描述和服务的CPU与内存偏好。该模块通过URL下载WSDL文件进行解析处理，将得到的元数据信息和其他参数一起送到元数据存取模块。
4. 权利2所述的节点资源信息收集模块提高一个Web服务接口，等待网格资源节点的调用，并把得到的网格节点的资源利用率信息送到元数据存取模块，元数据存取模块与数据库相连，接受其他两个模块的信息存入数据库，并为本系统的其他模块提供元数据访问功能，并在元数据存入时实时通知中间件监控模块。
5. 权利1所述的服务调度模块包含三个子模块Web服务申请模块，任务队列管理模块和调度规则模块。
6. 权利5所述的Web服务申请模块提供一个Web服务接口 ，参数包括需要调用服务的服务名，方法名，优先级，以及相关描述等，该模块通过URL下载WSDL文件进行解析处理，将得到的信息包装成服务调度模块中的任务(Task)并送到任务队列管理模块。
7. '权利5所述的任务队列管理模块负责任务队列的管理，将新生成的任务插入到待处理任务队列，同时维护一个已完成任务队列供调度规则模块使用。
8. 权利5所述的调度规则模块从待处理任务队列中取出任务，到元数据管理模块找出所有与该任务所需服务匹配的服务和相应的部署节点信息，接着到任务队列管理模块的已完成任务队列中找到这些节点过去一段时间的任务调度状况，最后根据给定的算法找到最优的服务节点完成调度。
9. 权利1所述的服务调用模块仅包含调用模块，它从服务调度模块产生的调用列表中得到所要发起的调用信息，根据此信息向网格节点的各服务副本发起调用，并将调用结果反馈给调度模块和中间件监控模块。 .
10. 权利1所述的中间件监控模块从其他三个模块得到包括网格服务元数据信息，网格资源节点信息，服务调用信息在内的所有的网格信息，实时的显示出来，并可以根据用户的要求显示特定信息。
全文摘要
本发明属于网格中间件技术领域。在应用Web服务的网格环境下，本发明集中网格环境中的所有服务信息和资源信息，为网格用户提供统一的调用接口。通过支持自适应的调度方法使得网格下资源利用率达到尽量的平衡。本发明包括四个模块元数据管理模块、服务调度模块、服务调用模块和中间件监控模块，元数据模块通过接收Web服务调用方式得到网格中部署的各Web服务和各个网格资源节点的元数据信息，作为其他各个模块的信息来源，服务调度模块接收网格用户的服务调用请求，根据元数据管理模块提供的各种元数据信息，通过自适应的调度算法对调用请求做出合理的调度策略，并将调度结果传递给服务调用模块，服务调用模块根据调度模块产生的调度结果对所需的Web服务发送最终的调用，中间件监控模块实时地得到其他三个模块的信息，并显示在界面上供中间件管理者进行监控和维护。本系统通过对网格Web服务的统一管理，对网格调用采用统一的自适应可恢复调度。总体上来说实现了网格资源利用率的均衡化，提高了网格调用的效率，从而提高了企业竞争力。
文档编号H04L29/08GK101540776SQ20081003472
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者彬 储, 褚轶群 申请人:储 彬;褚轶群