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下一代网络资源共享环境的研究

作　者: 李立
导　师: 杨放春
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 下一代网络 资源共享环境 网格 资源共享模型 资源模型 业务能力开放 任务调度 随机Petri网
分类号: TP393.09
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


下一代网络是一种可以提供话音、数据和多媒体等各种业务的综合性的开放网络，代表了电信网络的发展方向。随着网络的发展和不断涌现的新的业务需求，下一代网络在网络能力开放之后再进一步开放业务能力，并在此基础上实现下一代网络的资源共享成为网络技术发展的趋势。然而目前对于下一代网络资源共享问题的研究还很匮乏。以OGSA为代表的网格技术的出现为研究解决下一代网络资源共享问题提供了较好的途径。因此研究如何借助于网格技术解决下一代网络资源共享问题将是一个有意义的方向。在这种背景下，本文对下一代网络中的资源共享环境进行了系统的研究，并取得了一系列有价值的研究成果。概括起来，本论文的创新成果主要体现在以下几个方面：(1)提出了一种融合网格的下一代网络资源共享模型—GRSM，并基于GRSM首次提出了融合网格的下一代网络资源共享环境—GRSEN，解决了下一代网络的资源共享问题。所提出的GRSEN作为GRSM的实现实例借助于网格技术将下一代网络资源统一封装成网格服务，并定义了虚拟服务和虚拟组织来解决NGN资源共享问题。采用离散数学和Z语言对GRSM的静态特性和动态特性进行了形式化定义，从而准确描述了GRSM解决下一代网络资源共享问题的方法。从资源共享的角度定义了GRSEN的资源模型，为GRSEN的资源共享、信息服务以及共享资源的管理奠定了基础。(2)提出了一种融合网格技术的下一代网络服务支撑环境-GOSSEN，并基于GOSSEN提出了NGN业务能力开放模型及业务交互模型，从而解决了下一代网络网络能力和业务能力以一致的方式开放的问题，进而为下一代网络的资源共享奠定了基础。在GOSSEN的核心组件—融合网格的增值服务执行环境(GSEE)的设计中，利用网格技术对资源共享和协同的支持，在系统过载时采用“疏导为主”的方法，将服务请求调度到有空闲处理能力的外部服务器中执行，从而解决传统NGN应用服务器处理能力不足的问题。(3)提出了一种新的基于软件框架的GOSSEN设计方法，该方法通过区别定义系统框架和构件框架，并对这两种框架分别采用黑盒框架设计和白盒框架设计的方法。提高了GOSSEN系统的可重用性，进而提高了系统开发效率和可靠性。(4)提出了GRSEN的基于优先级的任务调度SPN模型。分析GRSEN的具体要求，提出了改进的基于优先级的任务调度算法—PASED算法，该算法在满足基于优先级任务调度的基础上能有效提高系统吞吐量。所提出的GRSEN任务调度系统模型和算法对通用服务网格系统也具有普遍意义。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 研究工作的背景和意义  13-14
  1.2 项目背景和主要研究内容  14-15
  1.3 研究工作的创新点  15-16
  1.4 论文结构和主要内容  16-19
第二章 国内外研究综述  19-47
  2.1 下一代网络和网格技术概述  19-34
    2.1.1 下一代网络概述  19-28
      2.1.1.1 下一代网络的体系结构和技术优势  19-22
      2.1.1.2 下一代网络应用服务器的基本概念及功能组成  22-23
      2.1.1.3 应用服务器的相关技术概述  23-27
      2.1.1.4 应用服务器研究概况  27-28
    2.1.2 网格技术概述  28-34
      2.1.2.1 网格定义及特征  28-29
      2.1.2.2 网格的分类  29-30
      2.1.2.3 网格体系结构  30-32
      2.1.2.4 服务网格的研究  32-34
  2.2 下一代网络资源共享研究综述  34-41
    2.2.1 网格与NGN或电信网络结合的相关研究  34-35
    2.2.2 网格形式化描述模型研究  35-37
      2.2.2.1 网格形式化框架  35-36
      2.2.2.2 EVP模型  36
      2.2.2.3 网格自动机  36-37
      2.2.2.4 VSP模型  37
    2.2.3 网格信息服务研究  37-38
    2.2.4 网格资源管理及任务调度研究  38-39
    2.2.5 国内外研究现状分析  39-41
  2.3 本章小结  41
  2.4 本章参考文献  41-47
第三章 融合网格的下一代网络资源共享模型  47-69
  3.1 NGN资源共享场景举例  47-49
    3.1.1 场景一 专有数据的访问  47-48
    3.1.2 场景二 NGN业务平台之间业务资源的开放及互通  48-49
    3.1.3 场景三 用户使用NGN中共享的业务资源  49
  3.2 下一代网络中资源共享的需求  49-51
  3.3 融合网格的下一代网络资源共享模型  51-66
    3.3.1 相关术语定义  51-52
    3.3.2 融合网格的下一代网络资源共享模型  52-53
    3.3.3 融合网格的NGN资源共享模型的形式化定义  53-58
      3.3.3.1 资源层  53-55
      3.3.3.2 服务层  55-56
      3.3.3.3 虚拟服务层  56-57
      3.3.3.4 虚拟组织层和用户及应用层  57-58
    3.3.4 GRSM中服务访问机制的形式规约  58-66
      3.3.4.1 形式规约与Z语言  58-60
      3.3.4.2 GRSM-SAM的Z归约  60-66
  3.4 本章小结  66-67
  3.5 本章参考文献  67-69
第四章 基于GRSM的下一代网络资源共享环境—GRSEN  69-86
  4.1 GRSEN的体系结构  69-72
    4.1.1 资源层实体  70
    4.1.2 服务层实体  70-72
      4.1.2.1 GOSSEN  70
      4.1.2.2 GEGW  70-72
    4.1.3 虚拟服务和虚拟组织层实体  72
  4.2 GRSEN的资源模型  72-83
    4.2.1 NGN资源模型相关研究  73-76
      4.2.1.1 网络能力资源模型  73-74
      4.2.1.2 业务资源模型  74-75
      4.2.1.3 SID  75-76
    4.2.2 GRSEN资源模型的定义方法  76-77
      4.2.2.1 GRSEN资源模型定义模式  76-77
    4.2.3 GRSEN资源集合  77-80
      4.2.3.1 网络能力资源  77-78
      4.2.3.2 业务资源  78-79
      4.2.3.3 其它资源  79-80
    4.2.4 GRSEN资源共享关系  80-83
      4.2.4.1 GRSEN三类资源的关系  80-81
      4.2.4.2 GRSEN资源与服务层NGN网格服务的关系  81-83
  4.3 GRSEN服务举例  83-84
  4.4 本章小结  84
  4.5 本章参考文献  84-86
第五章 GOSSEN设计研究  86-117
  5.1 GOSSEN总体结构与设计分析  86-97
    5.1.1 GOSSEN的需求定义  86-87
    5.1.2 网格技术的适用性分析  87-92
      5.1.2.1 基于CORBA的Parlay技术分析  88
      5.1.2.2 Parlay WebService和Parlay X技术分析  88-91
      5.1.2.3 网格技术分析  91-92
    5.1.3 GOSSEN系统结构  92-97
      5.1.3.1 业务能力开放模型  94-95
      5.1.3.2 业务交互模型  95-97
  5.2 GOSSEN中基于软件框架的设计方法  97-104
    5.2.1 相关技术介绍及分析  97-98
    5.2.2 GOSSEN设计的软件工程方法  98-99
    5.2.3 GOSSEN系统框架设计方法  99-102
      5.2.3.1 GOSSEN系统框架中构件的更新方法  101-102
    5.2.4 GOSSEN构件框架设计方法  102-104
      5.2.4.1 容器构件框架设计  102-103
      5.2.4.2 调度器构件框架设计  103-104
  5.3 GSEE设计及任务调度研究  104-114
    5.3.1 GSEE系统的任务调度  105-107
    5.3.2 流程举例  107-108
    5.3.3 GSEE的SPN建模  108-110
    5.3.4 GSEE系统性能仿真与分析  110-114
      5.3.4.1 AS的SPN模型  110-111
      5.3.4.2 仿真条件  111-113
      5.3.4.3 仿真结果及分析  113-114
  5.4 本章小结  114-115
  5.5 本章参考文献  115-117
第六章 GRSEN的任务调度研究  117-139
  6.1 GRSEN的任务调度  117-119
    6.1.1 GRSEN的调度系统  118
    6.1.2 GRSEN中基于任务优先级的任务调度  118-119
  6.2 GRSEN基于优先级任务调度的SPN模型  119-125
    6.2.1 模型建立  119-120
      6.2.1.1 SMTDS  119-120
      6.2.1.2 NMTDS  120
    6.2.2 SPN建模  120-122
      6.2.2.1 SMTDS的SPN模型  121
      6.2.2.2 NMTDS的SPN模型  121-122
    6.2.3 仿真实验  122-125
      6.2.3.1 实验的任务调度策略  122-123
      6.2.3.2 实验结果及分析  123-125
    6.2.4 实验结论  125
  6.3 基于SMTDS的SPN模型的调度算法  125-136
    6.3.1 SMTDS的SPN模型扩展  126-127
    6.3.2 Pba算法SPN模型调度策略  127-131
      6.3.2.1 PRS的调度策略  127-128
      6.3.2.2 PSQF的调度策略  128
      6.3.2.3 PSED的调度策略  128-129
      6.3.2.4 PASED的调度策略  129-130
      6.3.2.5 PMFCD的调度策略  130-131
    6.3.3 系统性能指标的计算方法  131-133
      6.3.3.1 响应时间计算方法  131-132
      6.3.3.2 吞吐量计算方法  132-133
    6.3.4 仿真实验  133-136
      6.3.4.1 实验一  133-134
      6.3.4.2 实验二  134-136
    6.3.5 实验结论  136
  6.4 GRSEN分布式任务调度系统建模及讨论  136-137
  6.5 本章小结  137-138
  6.6 本章参考文献  138-139
第七章 结束语  139-142
  7.1 论文总结和创新点  139-140
  7.2 进一步的研究工作  140-142
缩略语  142-145
致谢  145-146
攻读博士学位期间发表的论文  146

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络应用程序
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