CN102761597B - 一种提供基于业务感知的信息栅格系统架构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于业务感知的信息栅格系统架构，该架构通过建立定位服务和业务感知，并采用相关业务定位策略使信息栅格系统实现高效的业务感知功能。本发明的显著效果是：满足了不同体制网络动态组网和共存时对同步时钟信号精准度的要求，实现了信息栅格系统中业务的高效定位和管理。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域和控制领域，特别是涉及无线网络和现代控制理论，以及模糊控制理论。
背景技术
为实现信息栅格系统中的高效资源管理,需采用资源管理系统，资源管理系统的基本职能就是接受来自信息栅格范围内用户的资源请求，并且把特定的资源分配给资源请求者，同时对其进行合理的调度，使请求资源的作业得以运行,有效的服务需要借助资源管理模块，保证任务均匀地分配给每个服务提供者。
信息栅格中的业务资源包括计算资源，存储资源，网络资源等类型，它们主要有如下特点：
(1)分布性
资源分布在不同管理域中，属于不同的组织或个人，而且有些资源的使用无法与具体环境分开。
(2)异构性
资源种类繁多，功能各异，访问接口不同，本地管理系统不同，共享规则也不同。
(3)自治性
资源有自己的本地管理机构，并处在本地管理和整个信息栅格管理的双重管理之下，资源的拥有者对本地资源的使用具有优先权，信息栅格管理不能屏蔽本地资源管理的自主功能，信息栅格资源管理机构只能分配信息栅格中各节点的闲置资源或预定资源。
(4)动态性
资源可以自由地随时加入或退出信息栅格系统，资源的共享性和可获得性是随时间变化而变化的，一个资源贡献给信息栅格用户的使用能力是随时间变化的，资源的负载也是随时间动态变化的。
综上所述：由于信息栅格系统中的业务资源存在上述特点，需采用基于业务感知的信息栅格系统架构实现对业务的高效获取和管理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：实现信息栅格系统中业务的高效获取与管理。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：提供一种基于业务感知和定位的信息栅格系统架构，该架构通过建立定位服务和业务感知，并采用相关业务定位策略使信息栅格系统实现高效的业务感知功能；其特征在于：通过发明一种满足业务的高效获取和管理的信息栅格系统架构，并结合模糊控制技术信息栅格系统中业务的高效获取和管理，包括以下步骤：
A、建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统中的核心服务层；
B、建立信息栅格系统中的业务感知与定位层；
C、建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统中的数据通信层；
D、建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统中的基础设施层。
所述步骤A中，(1)信息栅格系统架构中的核心服务层包括应用子层和任务子层，应用子层提供通用的和特定任务的应用程序，它确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要，它不仅提供应用程序所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用程序的用户代理来完成一些为进行信息交换所必须的功能；(2)信息栅格系统架构中核心服务层的任务子层提供来自应用子层的、完成某一任务所必需的特定应用程序的集合体，任务子层的功能是：a.将应用子层传递的数据转换成供系统或人员使用的有用信息；b.将需完成的任务分解成若干个具体步骤，确定为完成这些具体步骤所需的应用程序；c.通知应用子层用户要调用的应用程序，并按执行顺序完成这些应用程序的调用，如图1所示。
所述步骤B中，信息栅格系统架构中的业务感知与定位层包括定位服务子层、业务资源分配自适应调整子层以及业务感知子层，其中定位服务子层实现对业务流的定位，其通过分析业务需求和为业务分配资源标签来实现。定位服务子层运用从业务资源分配自适应调整子层获得的业务资源信息对任务资源配置需求进行分析，由于在系统运行过程中，用户需提交对业务流进行处理的资源需求信息，系统通过此信息收集并分析执行单一任务所需特征信息，该特征信息包括：处理器数目，处理器架构和安装的操作系统类型以及资源利用率。业务流定位服务采用2维业务流目标镜像定位机制，其为系统定位服务子层中的空间区域分配空间序号，并使任意2维业务流定位子空间与Chord环上的点实现一一对应，并通过对SIP协议的扩展和使用SIP信令格式实现Chord环中节点间的信息交互从而实现对业务流的定位服务，如图2所示。
所述步骤B中，信息栅格系统架构中业务感知与定位层的业务资源分配自适应调整子层主要用于选取某些节点作为用于提供服务节点的代理节点，用于构成节点簇以收集业务资源信息，其中代理节点是通过判断其容量和工作负载是否满足业务感知与定位要求而得到，业务感知模型如图3所示。
所述步骤B中，信息栅格系统架构中业务感知与定位层的业务感知子层用于业务的发现，如图4所示。首先业务感知子层通过业务感知与定位层的初始化获取信息栅格系统的网络拓扑结构，然后客户端向信息栅格系统中的某一层发出某一业务的发现请求，在这一层寻找业务序号，之后客户端通过业务序号判断此业务是否存在，若此业务存在，则此层将确认信息发送给客户端，若此业务不存在则客户端将此业务的发现请求发送给上一层，并重新判断此业务是否存在，以此类推，直到发现此业务则停止寻找,在业务感知与定位层使用模糊控制技术，其中模糊控制模块从模糊逻辑规则库和知识库以及经验库获取规则及经验信息控制客户端向信息栅格系统中的某一层发出某一业务的发现请求，模糊控制器内部结构如图5所示，其中Kd和Ke为模糊控制模块的微分系数，α和β为模糊控制模块的增益系数，G(s)为模糊控制模块的放大系数，U为模糊控制器的输出量。
所述步骤C中，信息栅格系统架构中的数据通信层用于实现节点之间的通信和节点链路上无差错的协议数据单元传输，提供最基本的端到端的数据传送服务，并根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的核心服务层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。
所述步骤D中，信息栅格系统架构中的基础设施层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，基础设施层主要包括网络节点和网络系统。网络节点包括计算机设备、存储设备、传感器、各种数据采集仪器、分布式系统、已开发数据链系统的有形物理资源和网络带宽、软件程序、应用服务的逻辑资源，用于为数据传输提供可靠的环境基础。
本发明的有益效果为：提供一种基于业务感知和定位的信息栅格系统架构方法，通过建立定位服务和业务感知，并采用相关业务定位策略使信息栅格系统实现高效的业务感知功能，实现了业务的高效定位和管理。
附图说明
图1为基于业务感知的信息栅格系统架构示意图
图2为2维业务流定位子空间与Chord环上的对应关系
图3为业务感知模型示意图
图4为业务定位流程示意图
图5为模糊控制模块内部结构示意图
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明，具体步骤为：
1.建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统中的核心服务层，(1)信息栅格系统架构中的核心服务层包括应用子层和任务子层，应用子层提供通用的和特定任务的应用程序，它确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要，它不仅提供应用程序所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用程序的用户代理来完成一些为进行信息交换所必须的功能，如图1所示；(2)信息栅格系统架构中核心服务层的任务子层提供来自应用子层的、完成某一任务所必需的特定应用程序的集合体，任务子层的功能是：a.将应用子层传递的数据转换成供系统或人员使用的有用信息；b.将需完成的任务分解成若干个具体步骤，确定为完成这些具体步骤所需的应用程序；c.通知应用子层用户要调用的应用程序，并按执行顺序完成这些应用程序的调用。
2.信息栅格系统架构中的业务感知与定位层包括定位服务子层、业务资源分配自适应调整子层以及业务感知子层，其中定位服务子层实现对业务流的定位，其通过分析业务需求和为业务分配资源标签来实现。定位服务子层运用从业务资源分配自适应调整子层获得的业务资源信息对任务资源配置需求进行分析，由于在系统运行过程中，用户需提交对业务流进行处理的资源需求信息，系统通过此信息收集并分析执行单一任务所需特征信息，该特征信息包括：处理器数目，处理器架构和安装的操作系统类型以及资源利用率。业务流定位服务采用2维业务流目标镜像定位机制，其为系统定位服务子层中的空间区域分配空间序号，并使任意2维业务流定位子空间与Chord环上的点实现一一对应，并通过对SIP协议的扩展和使用SIP信令格式实现Chord环中节点间的信息交互从而实现对业务流的定位服务。
3.信息栅格系统架构中业务感知与定位层的业务资源分配自适应调整子层主要用于选取某些节点作为用于提供服务节点的代理节点，用于构成节点簇以收集业务资源信息，其中代理节点是通过判断其容量和工作负载是否满足业务感知与定位要求而得到。
4.信息栅格系统架构中业务感知与定位层的业务感知子层用于业务的发现。首先业务感知子层通过业务感知与定位层的初始化获取信息栅格系统的网络拓扑结构，然后客户端向信息栅格系统中的某一层发出某一业务的发现请求，在这一层寻找业务序号，之后客户端通过业务序号判断此业务是否存在，若此业务存在，则此层将确认信息发送给客户端，若此业务不存在则客户端将此业务的发现请求发送给上一层，并重新判断此业务是否存在，以此类推，直到发现此业务则停止寻找,在业务感知与定位层使用模糊控制技术，其中模糊控制模块从模糊逻辑规则库和知识库以及经验库获取规则及经验信息控制客户端向信息栅格系统中的某一层发出某一业务的发现请求，其中Kd和Ke为微分系数，α和β为增益系数，G(s)为放大系数，U为模糊控制器的输出量。
5.信息栅格系统架构中的数据通信层用于实现节点之间的通信和节点链路上无差错的协议数据单元传输，提供最基本的端到端的数据传送服务，并根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的核心服务层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。
6.信息栅格系统架构中的基础设施层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，基础设施层主要包括网络节点和网络系统。网络节点包括计算机设备、存储设备、传感器、各种数据采集仪器、分布式系统、已开发数据链系统的有形物理资源和网络带宽、软件程序、应用服务的逻辑资源，用于为数据传输提供可靠的环境基础。
Claims (1)
1.一种提供基于业务感知的信息栅格系统架构的方法，通过建立定位服务和业务感知的信息栅格系统架构，并采用相关业务定位策略使信息栅格系统架构实现高效的业务感知功能，包括以下步骤：
A、建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统架构中的核心服务层，具体为：(1)信息栅格系统架构中的核心服务层包括应用子层和任务子层，应用子层提供通用的和特定任务的应用程序，确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要，应用子层不仅提供应用程序所需要的信息交换和远程操作，还作为应用程序的用户代理来完成一些为进行信息交换所必须的功能；(2)信息栅格系统架构中核心服务层的任务子层提供来自应用子层的、完成某一任务所必需的特定应用程序的集合体，任务子层的功能是：a.将应用子层传递的数据转换成供系统或人员使用的有用信息；b.将需完成的任务分解成若干个具体步骤，确定为完成这些具体步骤所需的应用程序；c.通知应用子层用户要调用的应用程序，并按执行顺序完成这些应用程序的调用；
B、建立信息栅格系统架构中的业务感知与定位层，具体为(1)信息栅格系统架构中的业务感知与定位层包括定位服务子层、业务资源分配自适应调整子层以及业务感知子层，其中定位服务子层实现对业务流的定位，其通过分析业务需求和为业务分配资源标签来实现，定位服务子层运用从业务资源分配自适应调整子层获得的业务资源信息对任务资源配置需求进行分析，在系统运行过程中，用户提交对业务流进行处理的资源需求信息，系统通过此信息收集并分析执行单一任务所需特征信息，该特征信息包括：处理器数目，处理器架构和安装的操作系统类型以及资源利用率，业务流定位服务采用2维业务流目标镜像定位机制，其为系统定位服务子层中的空间区域分配空间序号，并使任意2维业务流定位子空间与Chord环上的点实现一一对应，并通过对SI P协议的扩展和使用SIP信令格式实现Chord环中节点间的信息交互从而实现对业务流的定位服务；(2)信息栅格系统架构中业务感知与定位层的业务资源分配自适应调整子层主要用于选取某些节点作为用于提供服务节点的代理节点，用于构成节点簇以收集业务资源信息，其中代理节点是通过判断其容量和工作负载是否满足业务感知与定位要求而得到；(3)信息栅格系统架构中业务感知与定位层的业务感知子层用于业务的发现，首先业务感知子层通过业务感知与定位层的初始化获取信息栅格系统架构的网络拓扑结构，然后客户端向信息栅格系统架构中的某一层发出某一业务的发现请求，在这一层寻找业务序号，之后客户端通过业务序号判断此业务是否存在，若此业务存在，则此层将确认信息发送给客户端，若此业务不存在则客户端将此业务的发现请求发送给上一层，并重新判断此业务是否存在，以此类推，直到发现此业务则停止寻找,在业务感知与定位层使用模糊控制技术，其中模糊控制模块从模糊逻辑规则库和知识库以及经验库获取规则及经验信息控制客户端向信息栅格系统架构中的某一层发出某一业务的发现请求；
C、建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统架构中的数据通信层，具体为：信息栅格系统架构中的数据通信层用于实现节点之间的通信和节点链路上无差错的协议数据单元传输，提供最基本的端到端的数据传送服务，并根据通信子网的特性，利用网络资源，为两个端系统的核心服务层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输；
D、建立满足业务感知和定位要求的信息栅格系统架构中的基础设施层，具体为：信息栅格系统架构中的基础设施层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，基础设施层主要包括网络节点和网络系统，网络节点包括计算机设备、存储设备、传感器、各种数据采集仪器、分布式系统、已开发数据链系统的有形物理资源和网络带宽、软件程序、应用服务的逻辑资源，用于为数据传输提供可靠的环境基础；
其中信息栅格系统架构的核心服务层、业务感知与定位层、数据通信层和基础设施层依次相连。
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