基于移动代理的网格资源管理研究
| 晏文靖 （无锡商业职业技术学院电子工程系，江苏 无锡 214063） 【摘 要】网格是一种新型网络计算平台，目的是为用户提供一种全面共享的各种资源的基础设施。网格中资源的动态性、异构性、复杂性也给网格环境下的资源管理提出了新的挑战。文章提出了基于移动代理的网格资源管理模型，并进行了分析。 【关键词】网格计算；移动代理；资源管理 一、网格资源管理的提出 网格是继万维网之后出现的一种新型网络计算平台，目的是为用户提供一种把地理位置上分散的资源集成起来的一种基础设施。通过这种基础设施，用户不需要了解这个基础设施上资源的具体细节就可以使用自己需要的资源。 分布式资源和通信网络是网格的物理基础。 网格资源指所有能够通过网格远程使用的实体，包括计算机软件、计算机硬件、设备和仪器等。计算机软件资源包括系统软件、应用程序、数据等；计算机硬件资源包括处理器、存储器、硬盘以及其他计算机设备；设备和仪器包含通信介质、天文望远镜、显微镜、传感器等。 二、移动代理的定义与结构 移动Agent，简单的说就是具有移动性的智能Agent。它指的是能够自行决定在网络的各个节点之间移动，代表其他实体（人或其他Agent）进行工作的一种软件实体。它能自行选择运行地点和时机，根据具体情况，中断当前自身的执行，移动至另一设备上恢复运行，并及时将有关的结果返回。移动的目的是使程序的执行尽可能靠近数据源，降低网络通信开销，节省带宽，平衡负载，加快任务的执行，从而提高分布式系统的处理效率。 对移动Agent来说每个网络设备上均存在一个相同的移动Agent执行环境，这里称之为移动Agent服务设施（Mobile Agent Facility或移动Agent服务器）。不同的移动Agent系统的体系结构各不相同，但几乎所有的移动Agent系统都包括如下两部分：移动Agent服务设施和移动Agent。 三、基于移动代理的网格资源管理体系结构 作为管理分布式网格资源的工具，移动Agent是用户和网格资源之间的中间件：对于网格资源，移动Agent通过资源库存储的资源相关信息并利用相应的方法和工具对之进行管理；对于用户，它为用户提供一个可视的规范的接口，使得用户能简便地在网格环境中共享资源。在基于移动代理的网格资源管理模型中，虚拟组织被看作是网格的基本管理单元，而移动代理作为重要的交互手段，使得作业实体从资源控制、任务调度和管理的复杂工作中解脱出来。 图1 基于移动代理的网格资源管理体系结构图 基于移动Agent的资源管理体系结构如图1所示，该模型分为三层：用户层、移动Agent资源管理层和本地资源管理层。在用户层，用户或应用系统（也可以是任务管理调度系统）通过面向服务的View向资源协同分配层发送用户请求。用户请求用于创建一个或多个进程，主要应给出资源的选择（需要何种资源）、任务进程创建（创建什么任务进程）和任务控制（进程如何执行）的描述等。 资源协同分配层实现跨结点的资源协同分配(co-allocator)以及调度，负责处理应用提出的对多个资源的请求，为应用协同分配分别属于不同本地资源管理者管理之下的资源。一个智能的协同分配资源管理器的任务主要有两部分：一是处理资源描述，并确定一个任务如何分配到各个资源上，具体而言，就是把抽象的资源描述转换成具体的资源管理者中的资源描述；另一个是处理底层的资源描述，并进行资源分配，即把分解后的任务请求发送到各个本地资源管（下转第67页）（上接第64页）理器上进行任务的执行，同时根据资源更新的情况对资源进行协同调度。资源协调分配层还负责在虚拟组织内部进行作业的调度、资源的使用和管理等工作。该虚拟组织所占用的资源作为自己的“软边界”，为了动态适应作业处理不同时期对资源需求的变化。虚拟组织会适时更新自己的“边界”以增加或释放资源。 本地资源管理层的位置处在最靠近资源的地方，其主要功能是处理来自作业的单个资源请求，提供作业执行的支持环境。本地资源管理器位于资源的一端，是该资源上所有远程请求的一个单一入口点，它负责把远程用户映射到本地的一个安全环境中，让本地资源开始为其服务。本地资源管理器在简单地处理作业请求之后快速返回，继续监听消息，为用户提供快速响应。作业管理器可与本地资源管理系统连接，处理与作业的交互。本地资源管理器API还可以实现对资源结点状态的查询。 四、基于移动代理的网格资源管理模型的优势 基于移动代理的资源管理模型与传统网格资源管理方案相比具有以下几点优势： 第一，本模型以虚拟组织为基本管理单位，它使得各级服务器和作业实体从资源控制、作业调度和管理等复杂的工作中解脱出来。各级服务器只是负责收集其辖域的各种资源信息并建立相应的分布式数据库。该VO所占用的资源作为自己的“软边界”，为了动态适应作业处理不同时期对资源需求的变化，VO会适时更新自己的“边界”以增加或释放资源量。由于各个虚拟组织通过定义自身的软边界来获取所用的资源，因此对资源的管理方式由传统的集中控制转到资源分布式控制和各自协调使用的模式上来，这将大大提高资源管理的性能； 第二，通过移动代理进行虚拟组织的动态建立并且虚拟组织成员可以随时加入和离开，具有很大的灵活性，实现了资源在虚拟组织内的动态注册和注销； 第三，移动Agent可以迁移到网格计算环境的各级客户服务器或中央服务器上，与之进行本地高速通信，它不再占用网络资源，从而大大降低了网格的通讯量，并提高了网络资源的利用效率。 第四，移动代理通过在虚拟组织之间双向移动来传递对应的资源信息、负载信息、通讯量和任务执行序列等信息。这些信息作为资源管理、负载平衡、通讯调整、任务调度等的参考依据，移动Agent根据这些数据智能的判断管理的情况并做出相应处理。这将大大改善系统的性能和智能化水平，提高网格计算的可靠性和执行效率。 第五，可以通过用户自己定义算法的方法来实现虚拟组织内部的局部管理策略，当资源的发现、分配、调度、监视等本地策略改变时只需要开发一种合适的代理，在任何需要的地方被执行，这样就无须一些极为复杂的安装程序了。 【参考文献】 [1]徐志伟，冯百明，李伟. 网格计算技术[M].北京:电子工业出版社，2004. |