专利名称：基于代理的网格资源监控系统及监控方法
技术领域：
本发明涉及网格资源管理中资源监控技术领域，特别涉及一种基于代理的网格资源监控系统及监控方法。
背景技术：
网格计算是将地理上分布、异构的各种资源，通过高速互联网连接并集成起来，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境。网格资源的特点是分布性、异构性、动态性和自治性。资源管理是网格计算的核心，目的是屏蔽底层资源的异构性和复杂性，把网格中分散的各种各样的网格资源管理起来，有效管理资源，提高资源的利用率，为网格作业分配合理的网格资源，实现负载平衡。
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网格资源监控系统负责管理网格计算环境中各种资源(计算、网络、存储、仪器等)的静态和动态信息，例如网格中各个节点当前的状态，如主机IP地址、操作系统、CPU利用率、物理存储器和虚拟存储器的使用情况、网络数据传输带宽、数据库、服务器等相关信息，其目标是对网格环境中的各种地理上分散，动态加入或离开虚拟组织的资源进行透明地访问，并对各种资源的运行状态进行统一监控和管理。目前国外代表性的监控工具有以下几种I、MDS(Monitoring and Discovery Service):监控和发现服务是 Globus 项目用来支持网格计算环境下资源信息的发现、选择和优化。它提供一套工具和应用程序接口用于发现、发布和访问计算网格中的各种资源信息。2> R-GMA(Resource-Grid Monitor Architecture):是欧洲数据网格项目中开发的一个网格信息服务和监控系统。它最大的特点是采用了传统强大、灵活的关系模型来实现。该系统被用于网格信息服务和应用监控服务两个方面。3> GRM(Globus Resource Monitor):是一个半在线监控器，它收集在异构的分布式系统中运行的应用程序信息，并把收集的信息发送到PROVE可视化工具。信息可以是事件跟踪数据或者应用程序行为的统计信息。半在线监控是指在应用程序执行期间用户可以请求任何可得到的跟踪数据并且监控器能够用合理的时间收集数据。GRM用来监控应用程序性能，它能够处理大量数据；GRM不支持传感器管理。然而，上述各监控工具存在以下缺点(I)基于“虚拟超市”资源共享与协同服务平台上，计算任务均是使用XML描述。上述各监控工具无法解析平台中的XML文档。(2)在“虚拟超市”平台上，上述监控工具难以与系统的调度模块和信息管理模型相结合，进而无法利用平台所提供的任务管理功能和网格资源信息。(3) “虚拟超市”所采用的资源描述协议与上述监控工具所采用的不兼容。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于代理的网格资源监控系统及方法，以实现在“虚拟超市”环境中对各资源节点进行状态信息采集、汇总、整理、存储以及显示的功能。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的基于代理的网格资源监控系统，包括设置在各节点端的传感器，分别用于采集各自节点端的主机的系统资源信息；处于域代理层的传感器管理器，用于基于元数据标准对其所辖区域内的各节点端的传感器所发送的系统资源信息进行元信息提取并分类，以便对所辖区域内的各节点端的主机进行监控及管理；以及处于全局信息层的信息中心服务器，用于将各域代理层的传感器管理器所提供的元信息予以记录，以监控及管理各域代理层。
本发明提供的一种基于代理的网格资源监控方法，包括步骤1)各传感器采集各自的节点端的主机的系统资源信息，并基于预定的协议将所采集的系统资源信息包装后发送至所属的传感器管理器；2)各域代理层的传感器管理器接收各自所辖区域的传感器所发送至的系统资源信息后，基于元数据标准对系统资源信息进行元信息提取并分类予以保存，同时向信息中心服务器发送各自域内的状态信息；以及3)信息中心服务器收集各个域内的信息，并写入到中央数据库中。综上所述，本发明的基于代理的网格资源监控系统及方法构造了一个基于代理的多层次的监控环境，为“虚拟超市”资源共享与协同服务平台管理人员提供了一套对“超市”各域中成员节点的工作状态进行监控的工具。
图I为本发明的基于代理的网格资源监控系统示意图。图2为本发明的基于代理的网格资源监控系统的传感器工作流程图。图3为本发明的基于代理的网格资源监控方法流程图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明的基于代理的网格资源监控系统从结构上分为3个层次，它们分别为全局信息层、域代理层，和节点信息采集层，其包括设置在各节点端的传感器、处于域代理层的传感器管理器、以及信息中心服务器。在本实施例中，所述网格资源监控系统包括设置在节点端11的传感器11、设置在节点端12的传感器12、设置在节点端13的传感器13、以及设置在节点端21的传感器21、设置在节点端22的传感器22、设置在节点端23的传感器23，各传感器分别用于采集各自节点端的主机的系统资源信息。例如，传感器11用于采集节点端11的主机11的系统资源信息；传感器12用于采集节点端12的主机12的系统资源信息；传感器13用于采集节点端13的主机13的系统资源信息；传感器21用于采集节点端21的主机21的系统资源信息；传感器22用于采集节点端22的主机22的系统资源信息；传感器23用于采集节点端23的主机23的系统资源信息。各传感器可以通过定时读取各自的节点端的主机的系统参数获取系统数据，所需要监控的数据主要包括中央处理器使用情况、系统内存容量及使用情况、系统交换区大小及使用情况、磁盘使用情况以及应用程序运行的状态等等。作为一种优选方式，各传感器可采用开源社区的sigar开发包来采集系统资源信息，利用此开发包可以方便、高效地采集节点端的各种各样的状态信息。同时利用其内置的多个原生代码库，可以实现在不同的操作系统上采集状态信息，屏蔽了系统的异构性。
此外，各传感器可以包括采集模块、协议解析包装模块、及发送模块。其中，采集模块用于采集相应节点端的主机的系统资源信息；协议解析包装模块用于将所采集的系统资源信息包装成符合通讯协议的通讯对象；发送模块用于将包装形成的通讯对象周期性发送给相应的传感器管理器。各传感器的采集模块、协议解析包装模块、及发送模块的工作流程如图2所示，即先由采集模块执行采集数据线程，并将采集的数据送入数据缓存区，接着，再由协议解析包装模块执行性能指标封装线程，即将信息包装成符合通讯协议的通讯对象，最后再由发送模块执行发布线程，即将形成的通讯对象周期性发送给相应的传感器管理器。所述各传感器管理器处于域代理层，用于基于元数据标准对其所辖区域内的各节点端的传感器所发送的系统资源信息进行元信息提取并分类，以便对所辖区域内的各节点端的主机进行监控及管理。如图I所示，本实施例中，处于域代理层的传感器管理器I对其所辖区域中的传感器11、传感器12和传感器13进行监控及管理，处于域代理层的传感器管理器2对其所辖区域中的传感器21、传感器22和传感器23进行监控及管理。
各传感器管理器管理着各自域内所有节点端的状态信息，各传感器与相应的传感器管理器之间可以采用Socket通信方式，每隔一个采集周期，各传感器管理器会接收到来自各自域内的各传感器所采集的节点端的主机的当前状态信息，由此，各传感器管理器可将各自域内成员的状态信息予以显示，同时会更新本地数据库中相应节点端的状态信息，并整理出当前最新数据集合后传递给位于全局信息层的信息中心服务器。需要说明的是，各传感器管理器的本地数据库可以使用JDK内置的JAVA DB数据库，它是一个开源的小型SQL数据库Derby，优点是体积小，可以嵌入到程序中。在所有安装了 JDK6.0以上版本的系统中都可以方便的部署和运行，并且拥有优良的性能。所述信息中心服务器处于全局信息层，用于将各域代理层的传感器管理器所提供的元信息予以记录，同时监控及管理各域代理层。例如，所述信息中心服务器将传感器管理器I和传感器管理器2提供的元信息放入中央数据库中予以保存，同时还记录传感器管理器I和传感器管理器2各自包含的节点端的基本信息，如资源名称、资源类型、资源地址等，由此来掌握全局信息。需要说明的是，所述信息中心服务器的中央数据库可以使用MySQL来处理更大规膜的数据和更快的响应速度。请参见图3，上述网格资源监控系统的工作过程如下首先，各传感器采集各自的节点端的主机的系统资源信息，并基于预定的协议将所采集的系统资源信息进行封装，随后再发送封装形成的协议对象至各自所属的传感器管理器。例如，传感器11、12、13、21、22、23各自采集主机11、12、13、21、22、23的的状态信息，并封装协议对象，随后再发送。接着，各域代理层的传感器管理器接收各自所辖区域的传感器所发送至的系统资源信息后，基于元数据标准对系统资源信息进行元信息提取并分类予以保存至本地数据库，同时向信息中心服务器发送各自域内的状态信息。最后，信息中心服务器收集各个域内的信息，并写入到中央数据库中。例如，“虚拟超市”平台资源管理模块收集各个域内的信息，并将其写入中央数据库中。需要说明的是，由于“虚拟超市”具有跨域跨平台的特点，因此，本发明的基于代理的网格资源监控系统选择使用SUN公司的JAVA作为编程语言，因为JAVA优良的跨平台性，可以很好的解决系统异构性的问题，无论是Win32还是Linux，都可以运行此监控系统。此外，信息传输方面，采用了的socket和组播UDP相结合的方式，利用组播可以在局域网内方便的传送信息，而不必像socket—样去设置相应的地址和端口。但同时考虑到由不同局域网所组成的域需要借用socket的方式来相互通信，需要实现相应的socket通信功能。故本系统具有很高的灵活性，既可以在同一个局域网内使用，也可以跨域监控。通信协议使用对象化的方法，即将所采集到的性能指标全部封装在一个协议对象中，并通过设置相应的getter函数使得域代理能够获得协议对象中的性能指标。这样一来，性能指标数据和数据解析就都放入到了协议对象中，协议数据的生成和数据的解析都由协议对象负责。同时借用了 JAVA中的对象序列化方法来传输生成的协议对象。综上所述，本发明的基于代理的网格资源监控系统及方法为“虚拟超市”资源共享 与协同服务平台管理人员提供了一套对“超市”各域中成员节点的工作状态进行监控的系统及方法，也同时构造了一个基于代理的多层次的监控环境，在“虚拟超市”环境中实现了对各资源节点进行状态信息采集、汇总、整理、存储以及显示的功能，由于采用状态信息的本地存储，将网格资源的状态信息尽量存储在本地的数据库中，并通过对资源监测数据的分层管理可减少用户访问监测信息所需的性能开销；同时避免了因个别域失败而造成的整个网格系统的瘫痪。相对于现有技术，本发明的优点包括I)可运行于基于“虚拟超市”资源共享与协同服务平台上，基于调度模块和信息管理模块实现。2)采用了 socket和组播两种通信方式应对不同的部署环境。3)具有跨平台性，部署、配置方便。上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种基于代理的网格资源监控系统，其特征在于包括 设置在各节点端的传感器，分别用于采集各自节点端的主机的系统资源信息； 处于域代理层的传感器管理器，用于基于元数据标准对其所辖区域内的各节点端的传感器所发送的系统资源信息进行元信息提取并分类，以便对所辖区域内的各节点端的主机进行监控及管理； 处于全局信息层的信息中心服务器，用于将各域代理层的传感器管理器所提供的元信息予以记录，以监控及管理各域代理层。
2.如权利要求I所述的基于代理的网格资源监控系统，其特征在于各传感器采用开源社区的sigar开发包来采集系统资源信息。
3.如权利要求I所述的基于代理的网格资源监控系统，其特征在于各传感器与相应的传感器管理器之间采用Socket通信方式。
4.如权利要求I至3任一项所述的基于代理的网格资源监控系统，其特征在于传感器包括采集模块，用于采集相应节点端的主机的系统资源信息；协议解析包装模块，用于将所采集的系统资源信息包装成符合通讯协议的通讯对象；以及发送模块，用于将包装形成的通讯对象周期性发送给相应的传感器管理器。
5.如权利要求I所述的基于代理的网格资源监控系统，其特征在于传感器管理器采用的本地数据库为JDK内置的JAVA DB数据库。
6.如权利要求I所述的基于代理的网格资源监控系统，其特征在于信息中心服务器采用的中央数据库为MySQL型数据库。
7.一种基于代理的网格资源监控方法，其特征在于包括步骤 1)各传感器采集各自的节点端的主机的系统资源信息，并基于预定的协议将所采集的系统资源信息包装后发送至所属的传感器管理器； 2)各域代理层的传感器管理器接收各自所辖区域的传感器所发送至的系统资源信息后，基于元数据标准对系统资源信息进行元信息提取并分类予以保存，同时向信息中心服务器发送各自域内的状态信息； 3)信息中心服务器收集各个域内的信息，并写入到中央数据库中。
全文摘要
本发明提供的一种基于代理的网格资源监控系统及方法，首先由各传感器采集各自的节点端的主机的系统资源信息，并基于预定的协议将所采集的系统资源信息包装后发送至所述的传感器管理器；随后，各域代理层的传感器管理器接收各自所辖区域的传感器所发送至的系统资源信息后，基于元数据标准对系统资源信息进行元信息提取并分类予以保存，同时向信息中心服务器发送各自域内的状态信息，最后，信息中心服务器收集各个域内的信息，并写入到中央数据库中，由此构造了一个基于代理的多层次的监控环境，实现了在“虚拟超市”环境中对各资源节点进行状态信息采集、汇总、整理、存储以及显示的功能。
文档编号H04L12/26GK102761570SQ201110108399
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者张军旗, 柳铭, 蒋昌俊, 闫春钢, 陈闳中 申请人:同济大学