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普及计算环境中动态服务组合关键技术的研究

作　者: 李景山
导　师: 侯紫峰
学　校: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
专　业: 计算机系统结构
关键词: 普及计算服务组合服务发现传输管理语义
分类号: TP311.52
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 330次
引　用: 8次
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内容摘要

普及计算强调人与计算环境的紧密联系，使计算机和网络更有效地融入人们的生活，让人们在任何时间、任何地点都能方便快捷地获得网络计算提供的各种服务。计算技术高度发展的结果是计算机的消失，普及计算的现行研究目标正是创造一个不见计算机的以人为本的信息服务新世界。随着普及计算设备的增加，越来越多的设备的出现在我们周围，提供出各种各样的功能。需要一种把各种设备(功能)组合起来的方法，提供单个设备不能提供的功能。服务组合就是把分立的、相对简单的、已经存在的服务组合成复杂的具有新功能的服务的过程。这对创造新型应用，充分利用计算资源，减少服务的开发时间，降低开发成本等都具有重要意义。本文主要研究了普及计算环境中动态服务组合的关键技术，着重从统一传输网络、基于语义的基本和组合服务规范、组合服务引擎的设计和实现、组合服务的控制模型等方面，从传输层、表示层的语法和语义、组合服务的构造三个递进的层次论述了组合服务的关键技术。本文首先全面分析了普及计算环境中动态服务组合的各种关键技术及其发展现状。随后，提出如何把目前现存的各种不同层次的网络协议实现的设备有效地连接起来，实现多种通信设备的互连互通的传输管理问题。该传输管理层解决的问题有，DeviceID的地址到具体的传输地址的映射、多传输协议之间的路由和转换问题、实现进程之间可靠的单播、组播。语义描述处理内容共享的问题，本文制定了基于语义的基本服务的规范，支持了基本服务的匹配和组合服务的方案自动生成。通过控制流和数据流两个方面的约束保障了组合服务的正确性和可用性，为构造可用的组合服务系统提供了理论上的支持。本文通过定义服务发布者和请求者共同遵守的本体的方法，达到服务发布者和请求者可以实现语义层次的匹配，进而定义了组合服务的描述规范以及组合服务的实例生成和执行控制算法。最后本文通过建立组合服务控制引擎的模型从理论和实验数据上证明了在普及计算环境中分布式组合引擎的优点。

全文目录

声明  2
关于论文使用授权的说明  2-3
摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-10
图目录  10-11
第1章引言  11-29
  1.1 计算模式的变迁  11-13
    1.1.1 主机计算模式  11-12
    1.1.2 桌面计算模式  12
    1.1.3 普及计算模式  12-13
  1.2 一般的普及计算系统  13
  1.3 普及计算中的服务组合  13
  1.4 普及计算中服务组合技术研究现状  13-26
    1.4.1 普及计算环境中的协议和标准  14-20
    1.4.2 Grid Computing和Web Service中的标准和协议  20-23
    1.4.3 目前服务组合方面的研究重点  23-26
  1.5 本文的主要贡献和内容  26-29
    1.5.1 本文的贡献  26-27
    1.5.2 本文的内容  27-29
第2章 PCDSCS系统概述  29-39
  2.1 普及计算环境中动态服务组合关键问题  30-31
    2.1.1 一切皆服务  30
    2.1.2 互连互通  30
    2.1.3 服务组合的分类  30-31
    2.1.4 服务组合的内容  31
  2.2 PCDSCS系统的体系结构  31-32
  2.3 多种传输协议的管理机制  32-34
    2.3.1 多种传输协议的管理机制系统框架  33
    2.3.2 地址绑定协议  33
    2.3.3 路由协议  33-34
    2.3.4 传输层协议  34
  2.4 设备和服务的发现、服务的调用机制  34-35
  2.5 服务的组合机制  35-37
    2.5.1 某一领域内本体知识的表达  35-36
    2.5.2 基于语义的服务描述  36
    2.5.3 组合服务方案的描述  36
    2.5.4 组合服务实例的形成  36
    2.5.5 组合服务实例的控制  36-37
  2.6 本章小节  37-39
第3章 UTN一种普及计算环境中统一传输网络  39-57
  3.1 多种传输协议的管理的系统框架  39-40
  3.2 UTN协议的分层结构  40-42
    3.2.1 UTN协议的分层  40
    3.2.2 协议分层的结构图  40
    3.2.3 各层协议的名称和作用  40-42
  3.3 地址绑定协议  42
  3.3 地址绑定协议  42-44
  3.4 路由协议  44-46
    3.4.1 路由协议解决的问题  44
    3.4.2 路由算法  44-46
  3.5 管道协议  46-48
    3.5.1 完成的功能  46-48
    3.5.2 传输层不可靠的单播管道协议  48
    3.5.3 简化的可靠的单向单播管道协议  48
    3.5.4 管道组播协议  48
  3.6 协议实现方案  48-55
    3.6.1 总体流程  49-50
    3.6.2 模块组成  50
    3.6.3 传输控制模块描述  50-51
    3.6.4 网络传输模块描述  51-52
    3.6.5 物理链路模块  52-55
  3.7 实现实例  55
  3.8 技术特色  55-56
    3.8.1 单一寻址方式  55
    3.8.2 多传输协议的互连互通  55-56
    3.8.3 无线多跳网络通信距离的扩展  56
  3.9 本章小结  56-57
第4章基本服务的语义描述和组合服务的形式化描述  57-71
  4.1 基本服务的语义描述  57-64
    4.1.1 普及计算环境中本体定义  57-60
    4.1.2 基于本体的基本服务的模型  60-64
    4.1.3 基本服务规范小结  64
  4.2 组合服务的形式化描述  64-69
    4.2.1 描述组合服务的方法  64-65
    4.2.2 PCDSC控制流形式化方式  65-68
    4.2.3 PCOSC基于数据流的语义接口的组合方案判定方法  68-69
  4.3 本章小节  69-71
第5章基于语义的服务发现  71-81
  5.1 查找方式  71
  5.2 服务发现  71-74
    5.2.1 服务宣告  71-72
    5.2.2 服务查找  72-73
    5.2.3 服务上线  73-74
  5.3 如何匹配  74
  5.4 基于语义的解决方案  74-79
    5.4.1 匹配算法  76-78
    5.4.2 匹配的性能评价  78-79
    5.4.3 特点和贡献  79
  5.5 本章小节  79-81
第6章组合服务方案形成和控制系统  81-97
  6.1 关键问题和解决问题思路  81-82
    6.1.1 关键问题  81
    6.1.2 解决问题的思路  81-82
  6.2 系统结构图和总体流程  82-84
    6.2.1 系统结构图  82
    6.2.2 组合服务系统的工作流程  82-84
  6.3 系统关键模块的设计  84-90
    6.3.1 本体论和基本语义词汇的定义  84
    6.3.2 基本服务的描述  84
    6.3.3 组合服务方案的描述  84-89
    6.3.4 组合服务实例的形成  89-90
    6.3.5 组合方案的执行  90
  6.4 实现实例与评价  90-95
    6.4.1 组合方案的描述  91-94
    6.4.2 实例的工作流程  94-95
    6.4.3 服务组合系统的贡献  95
  6.5 本章小节  95-97
第7章组合服务的控制方式模型和性能评价  97-105
  7.1 集中控制和分布式控制的实现  97-99
    7.1.1 分布式控制引擎实现负载平衡消除单一故障点  97-98
    7.1.2 P2P的控制流和数据流传输方式  98-99
  7.2 控制系统模型  99
  7.3 性能评价指标  99-103
    7.3.1 聚合CPU开销和聚合带宽开销  99-100
    7.3.2 响应时间  100-102
    7.3.3 评价结果分析  102
    7.3.4 数据测试结果分析  102-103
    7.3.5 模型和实验结论  103
  7.4 本章小结  103-105
第8章本文总结  105-107
参考文献  107-113
作者简历  113-115
致谢  115

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