CN103312797A - 一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，所述建立方法的步骤如下：1）、完成情境的获取、交互、订阅与发布等的情境感知支持中间件的建立;2）、为感知实体动态协同的云计算服务实体提供运行环境组件，包括服务器访问组件、服务选择调用组件和自主构件支持组件。通过上述方式，本发明能够采用迭代和演化的思想，有效解决云计算服务的有效共享和充分利用问题，对情境感知支持中间件和运行环境中间件进行描述和创建,建立了以方便进行检索的云计算体系形态和主体化的资源实体之间形成按需协同的机制，达到云资源的查找、评估、获取和使用的效率化。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法。
背景技术
云计算是一种新兴的共享基础架构的方法，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等，它可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。 云计算的兴起，为协同软件产业发展带来了契机，云计算技术将使得中小企业的成本大大降低，通过对业务模式的分析管理，帮助企业进行信息化平台搭建，对现有业务资源进行智能分配，减少用户等待时间，用户也可根据自身业务的情况和规模，定制所需资源，并根据所需资源进行支付，避免传统软件的一次性大量投入。采用SaaS模式的协同系统，从规范性、个性化、时间、空间、经济性、维护性、安全性的那个方面得到了统一实现。然而，现存的技术平台大都通过一个功能强大的服务器为协同用户提供协作。实现技术上主要有以下几点缺点：（1）客户端设备之间不能直接相互交流，只能与服务器打交道，从而造成客户端资源的浪费。（2）远程技术环境下的实体高流动性，造成了网络应用的高伸缩性需求，而目前的体系结构很不灵活，协作用户越多，服务器承载压力越大。（3）服务器必须满足峰值应用，从而造成服务器的浪费很大。（4）一旦服务器发生故障，用户之间就无法进行资源信息共享，无法进行协作，因此系统可靠性不高。因此，需要找到一种解决的方法。目前，从目前的研究看来，面向云计算的协同感知模型还很少。
Jakob E等人的上下文中介的社会感知模型。Yushun Li等人提出3DCAM三维感知模型。该模型可以用在不同的协作领域描述感知信息，为需要协作的感知节点提供信息种类、信息方式、构建信息的方式。胡益锋等提出了基于行为的移动协同感知模型。该模型以行为为中心构建系统。上面提出的中间件结构并不能适应所有的云资源协同感知环境。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，能够采用迭代和演化的思想，有效解决云计算服务的有效共享和充分利用问题，对情境感知支持中间件和运行环境中间件进行描述和创建,建立了以方便进行检索的云计算体系形态和主体化的资源实体之间形成按需协同的机制，达到云资源的查找、评估、获取和使用的效率化。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，所述建立方法的步骤如下：
1）、完成情境的获取、交互、订阅与发布等的情境感知支持中间件的建立;
2）、为感知实体动态协同的云计算服务实体提供运行环境组件，包括服务器访问组件、服务选择调用组件和自主构件支持组件。
优选的是，所述步骤1）中情境感知支持和运行环境作为中间件存在于每个云计算服务实体端，云计算服务实体在运行时环境的支撑下完成按需协同演化，而运行时环境又依靠底层的情境感知支持实现对环境变化的感知。
优选的是，所述步骤2）情境感知支持中间件的消息组件建立从分布在IaaS 层和获取实时数据,并协同服务选择组件订阅与发布情境消息, 并利用消息中间件完成基于情境主题的消息传递，实现情境变化的获取与传递。
优选的是，所述情境感知支持中间件的情境本体分析组件和服务执行组件建立从PaaS层感知本体库中获取情境信息，结合领域目标推理出满足用户需求的服务列表；服务执行模块按照服务的匹配程度对服务列表进行排序，确定最佳匹配服务并执行此服务。最后，服务执行模块收集外部反馈信息，触发迭代反馈式协同情境模式，将反馈信息提交给情境本体分析组件。
优选的是，所述情境感知支持中间件的情境推理组件建立从运行环境中间件的实时情境信息不断地输送到情境感知支持中间件中，把形成大量、连续到来情境信息流进行二次推理，得出修正的情境规则并存储到情境规则库中。
优选的是，所述情境感知支持中间件的感知本体库建立从分布在IaaS 层获取实时的原始实体或虚拟的计算、存储和网络等资源数据，经过处理后转变为具有语义的情境本体信息存储到感知本体库中。
优选的是，所述运行环境中间件的自主构件支持组件建立从情境感知支持中间件中的推理机制对服务实体进行自主化改造形成自主构件支持组件,该组件是情境变化的接收与处理者,消息组件可以在该组件中注册一系列自定义的规则集，用于响应情境发生的变化。
优选的是，所述运行环境中间件的服务选择组件建立，一个云计算服务实体需要n个不同的服务，它将根据需要的服务名称，利用服务器访问组件得到候选的服务实体情境描述，再根据规则筛选出最符合其功能及非功能需求的n个服务实体。
优选的是，所述运行环境中间件的服务器访问组件建立从IaaS 层目录服务器获取云计算环境中注册和注销服务实体和服务实体的情境描述地址形成服务器访问组件, 根据该服务实体的OWL本体描述文件建立、删除一个实时情境本体库，协同情境感知支持中间件的情境本体分析组件将该情境本体库的访问地址存储在目录服务器中。
优选的是，所述云计算的感知实体动态协同机制在现有感知计算系统的基础上增加一种反馈式协同机制,这种协同机制在情境感知支持和情境感知运行环境中间件之间通过消息传递，不断收集组件之间的反馈信息用于动态调整规则库中的情境规则，使得系统提供的云计算服务逐步贴近用户的需求。
本发明的有益效果是：本发明一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，能够采用迭代和演化的思想，有效解决云计算服务的有效共享和充分利用问题，对情境感知支持中间件和运行环境中间件进行描述和创建,建立了以方便进行检索的云计算体系形态和主体化的资源实体之间形成按需协同的机制，达到云资源的查找、评估、获取和使用的效率化。
附图说明
图1是本发明一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法的功能框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，所述建立方法的步骤如下：
1）、完成情境的获取、交互、订阅与发布等的情境感知支持中间件的建立，情境感知支持和运行环境作为中间件存在于每个云计算服务实体端，云计算服务实体在运行时环境的支撑下完成按需协同演化，而运行时环境又依靠底层的情境感知支持实现对环境变化的感知;
2）、为感知实体动态协同的云计算服务实体提供运行环境组件，包括服务器访问组件、服务选择调用组件和自主构件支持组件，情境感知支持中间件的消息组件建立从分布在IaaS 层和获取实时数据,并协同服务选择组件订阅与发布情境消息, 并利用消息中间件完成基于情境主题的消息传递，实现情境变化的获取与传递。
情境感知支持中间件的情境本体分析组件和服务执行组件建立从PaaS层感知本体库中获取情境信息，结合领域目标推理出满足用户需求的服务列表；服务执行模块按照服务的匹配程度对服务列表进行排序，确定最佳匹配服务并执行此服务。最后，服务执行模块收集外部反馈信息，触发迭代反馈式协同情境模式，将反馈信息提交给情境本体分析组件。
情境感知支持中间件的情境推理组件建立从运行环境中间件的实时情境信息不断地输送到情境感知支持中间件中，把形成大量、连续到来情境信息流进行二次推理，得出修正的情境规则并存储到情境规则库中。
优选的是，所述情境感知支持中间件的感知本体库建立从分布在IaaS 层获取实时的原始实体或虚拟的计算、存储和网络等资源数据，经过处理后转变为具有语义的情境本体信息存储到感知本体库中。
运行环境中间件的自主构件支持组件建立从情境感知支持中间件中的推理机制对服务实体进行自主化改造形成自主构件支持组件,该组件是情境变化的接收与处理者,消息组件可以在该组件中注册一系列自定义的规则集，用于响应情境发生的变化。
运行环境中间件的服务选择组件建立，一个云计算服务实体需要n个不同的服务，它将根据需要的服务名称，利用服务器访问组件得到候选的服务实体情境描述，再根据规则筛选出最符合其功能及非功能需求的n个服务实体。
运行环境中间件的服务器访问组件建立从IaaS 层目录服务器获取云计算环境中注册和注销服务实体和服务实体的情境描述地址形成服务器访问组件, 根据该服务实体的OWL本体描述文件建立、删除一个实时情境本体库，协同情境感知支持中间件的情境本体分析组件将该情境本体库的访问地址存储在目录服务器中。
云计算的感知实体动态协同机制在现有感知计算系统的基础上增加一种反馈式协同机制,这种协同机制在情境感知支持和情境感知运行环境中间件之间通过消息传递，不断收集组件之间的反馈信息用于动态调整规则库中的情境规则，使得系统提供的云计算服务逐步贴近用户的需求。
云计算的情境感知协同包括两部分：情境感知支持和运行环境协同。其中情境感知支持主要完成情境的获取、交互、订阅与发布等，为云服务应用的情境感知提供基础支撑；运行时环境为服务实体提供运行时帮助，包括生命周期的管理、服务调用、自适应框架等。情境感知支持和运行时环境作为中间件存在于每个服务实体端，服务实体在运行时环境的支撑下完成按需协同演化，而运行时环境又依靠底层的情境感知支持实现对环境变化的感知。此模型提供一个与领域无关的构件库，通过定制满足领域需求的构件来快速组建一个负责对设备、情境、物理环境等构成的计算环境进行管理、协调和调度的感知计算系统。
情境感知支持系统运行时，不只是反映物理环境的情境信息对系统产生的影响，系统与外部的交互也会对系统作出的服务决策产生重要的影响。因此，在现有感知计算系统的基础上增加一种反馈式协同机制是非常必要的。这种协同机制在系统运行期间，不断收集用户的反馈信息用于动态调整规则库中的情境规则，使得系统提供的服务逐步贴近用户的需求。情境感知计算框架的情境协同过程主要有以下几个步骤：
1. 感知框架从分布在IaaS 层获取实时的原始实体或虚拟的计算、存储和网络等资源数据，经过处理后转变为具有语义的情境本体信息存储到情境本体库中。
2. 感知框架从PaaS层情境本体库中获取情境信息，结合领域目标推理出满足用户需求的服务列表。服务执行组件按照服务的匹配程度对服务列表进行排序，确定最佳匹配服务并执行此服务。最后，服务执行模块收集外部反馈信息，触发迭代反馈式协同情境模式，将反馈信息提交给情境本体分析组件。
3. 情境本体分析组件对相应的情境本体的条件属性进行更新，并将更新后的情境本体信息回写到情境本体库中。同时，触发一个情境规则更新事件，对更新后的情境本体进行二次推理，得出修正的情境规则并存储到情境规则库中。情境感知计算框架利用情境交互机制对情境规则不断进行修正与更新操作，使得情境规则能够最大限度满足用户的实际需求，从而克服情境规则随时间产生漂移的问题。
4. 情境规则的迭代和演化：随着感知系统的运行，反映物理环境的实时情境信息不断地输送到感知系统中，形成一股情境信息流。相比静态的情境信息集合而言，由于情境信息流具有大量、连续到来的特点，因此从情境信息流中挖掘情境规则变得更加困难。因此，情境感知协同计算系统需要一种情境规则的迭代与演化的机制来追踪情境规则随情境信息变化的情况。
5. 服务器访问组件：其功能包括在软件环境中注册和注销服务实体；获取服务实体的情境描述地址。在注册时，根据该服务实体的OWL本体描述文件建立一个实时情境本体库，并将该情境本体库的访问地址存储在目录服务器中。
6. 服务选择组件：该组件是实现按需聚合的核心组件，专门为服务实体选择能满足其需求的服务。例如，一个主服务实体需要n个不同的服务，它将根据需要的服务名称，利用服务器访问组件得到候选的服务实体情境描述，再根据规则筛选出最符合其功能及非功能需求的n个服务实体。
7. 自主构件支持组件：该组件是情境变化的接收与处理者，本文借鉴文献中自主构件的概念，利用该组件提供基于规则的推理机制对服务实体进行自主化改造。服务实体可以注册一系列自定义的规则集，用于响应情境发生的变化。当然系统本身也提供了一些可选择的默认规则集，例如所需的服务实体不可用时将如何处理。
8. 情境本体访问组件：该组件负责建立本地的实时情境本体库，并予以维护。
9. 消息组件：该组件是情境感知的关键组件，负责情境订阅与发布关系的维护，并利用消息中间件完成基于情境主题的消息传递，实现情境变化的获取与传递。
本发明一种基于云计算的感知实体动态协同模型和建立方法，采用迭代和演化的思想，有效解决云计算服务的有效共享和充分利用问题，对情境感知支持中间件和运行环境中间件进行描述和创建,建立了以方便进行检索的云计算体系形态和主体化的资源实体之间形成按需协同的机制，达到云资源的查找、评估、获取和使用的效率化
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述建立方法的步骤如下：
1）、完成情境的获取、交互、订阅与发布等的情境感知支持中间件的建立;
2）、为感知实体动态协同的云计算服务实体提供运行环境组件，包括服务器访问组件、服务选择调用组件和自主构件支持组件。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述步骤1）中情境感知支持和运行环境作为中间件存在于每个云计算服务实体端，云计算服务实体在运行时环境的支撑下完成按需协同演化，而运行时环境又依靠底层的情境感知支持实现对环境变化的感知。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述步骤2）情境感知支持中间件的消息组件建立从分布在IaaS 层和获取实时数据,并协同服务选择组件订阅与发布情境消息, 并利用消息中间件完成基于情境主题的消息传递，实现情境变化的获取与传递。
4.根据权利要求2所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述情境感知支持中间件的情境本体分析组件和服务执行组件建立从PaaS层感知本体库中获取情境信息，结合领域目标推理出满足用户需求的服务列表；服务执行模块按照服务的匹配程度对服务列表进行排序，确定最佳匹配服务并执行此服务；最后，服务执行模块收集外部反馈信息，触发迭代反馈式协同情境模式，将反馈信息提交给情境本体分析组件。
5.根据权利要求2所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述情境感知支持中间件的情境推理组件建立从运行环境中间件的实时情境信息不断地输送到情境感知支持中间件中，把形成大量、连续到来情境信息流进行二次推理，得出修正的情境规则并存储到情境规则库中。
6.根据权利要求1所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述情境感知支持中间件的感知本体库建立从分布在IaaS 层获取实时的原始实体或虚拟的计算、存储和网络等资源数据，经过处理后转变为具有语义的情境本体信息存储到感知本体库中。
7.根据权利要求1所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述运行环境中间件的自主构件支持组件建立从情境感知支持中间件中的推理机制对服务实体进行自主化改造形成自主构件支持组件,该组件是情境变化的接收与处理者,消息组件可以在该组件中注册一系列自定义的规则集，用于响应情境发生的变化。
8.根据权利要求1所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述运行环境中间件的服务选择组件建立，一个云计算服务实体需要n个不同的服务，它将根据需要的服务名称，利用服务器访问组件得到候选的服务实体情境描述，再根据规则筛选出最符合其功能及非功能需求的n个服务实体。
9.根据权利要求1所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述运行环境中间件的服务器访问组件建立从IaaS 层目录服务器获取云计算环境中注册和注销服务实体和服务实体的情境描述地址形成服务器访问组件, 根据该服务实体的OWL本体描述文件建立、删除一个实时情境本体库，协同情境感知支持中间件的情境本体分析组件将该情境本体库的访问地址存储在目录服务器中。
10.根据权利要求2所述的一种基于云计算的感知实体动态协同模型建立方法，其特征在于：所述云计算的感知实体动态协同机制在现有感知计算系统的基础上增加一种反馈式协同机制,这种协同机制在情境感知支持和情境感知运行环境中间件之间通过消息传递，不断收集组件之间的反馈信息用于动态调整规则库中的情境规则，使得系统提供的云计算服务逐步贴近用户的需求。
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