CN106656556A - 一种信息栅格系统的业务处理架构 - Google Patents

Abstract

本发明针对为保证信息栅格系统的业务高效传输与调度难以实现问题，提供一种信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配方法，并建立统一业务处理架构，实现了业务的高效传输。

Description

一种信息栅格系统的业务处理架构

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及业务调度，以及流量控制。

背景技术

信息栅格是一种新型网络平台，它能够实现广域计算资源、数据资源和服务资源的有效聚合和按需共享，支持以大规模计算、数据密集处理和群组协同工作特征的应用。由于栅格应用目标的不同，栅格可划分为计算栅格、数据栅格、信息栅格、服务栅格等。数据栅格强调数据存储、管理、传输及处理等，但不能解决资源的高度异构、格式复杂、充满多义性等问题。信息栅格建立在数据栅格的基础上，信息栅格强调信息存储、管理传输及处理。它简单来说就是可以实现异构资源的同构访问，其涉及的关键技术包括无结构数据到结构化的信息、信息在Internet上合理分布、支持大规模用户的信息服务以及智能信息检索和信息集成。在信息栅格中，信息资源被统一管理和使用。用户可以通过栅格的统一接口透明地使用整个栅格信息资源，如图1所示。

信息栅格的研究也可应用于空间信息，构建天空地一体化信息栅格服务平台。信息栅格用一种新的结构、方法和技术来管理、分析、整合分布的空间数据，充分利用天、空、地信息系统的各种资源提供服务，实现信息的有效共享和互操作，一体化信息栅格希望给最终的使用者提供与地理位置无关、与计算设备等无关的通用信息服务。

综上所述：为保证信息栅格系统的业务高效传输与调度，需建立业务处理架构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配问题并建立统一业务处理架构。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

A、建立面向服务的业务处理模型；

B、获取信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配能力。

所述步骤A中，面向服务的业务处理模型主要由：数据层、逻辑管理层和信息表征层组成。其中数据层由行为日志管理单元、操作行为数据、用户行为检测单元、安全会话管理单元、应用服务单元、安全行为操作规则库以及面向用户的可操作数据源组成，行为日志管理单元主要用于用户行为的描述与管理，应用服务单元用于数据层与逻辑管理层之间的功能关联，安全会话管理单元在安全行为操作规则库的引导下用于规范用户操作行为；逻辑管理层由安全管理单元、可视化管理切换控制单元、可视化管理单元、集成处理单元、数据管理单元、数据仓储、可视化数据仓储、Web资源池、Web管理单元以及Web服务端组成，其中Web服务端用于逻辑管理层与信息表征层之间的功能关联，集成处理单元用于多个可视化管理单元信息的汇聚与处理，可视化管理切换控制单元用于多个可视化管理单元的动态切换，安全处理单元用于检测Web服务端的接入与离开信息；信息表征层由Web服务端、安全管理单元、信息表征单元、信息接入端、信息接入/表征转换单元组成，如图2所示。

所述步骤B中，信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配通过建立以下优化模型实现：

其中(i,j)为链路集合A中从节点i至节点j的链路，由于业务的传输时间由多个相同的时间戳l组成，令T为理想条件下所需时间戳个数，T′为实际工程条件下所需时间戳个数，且T′>T，t为时间戳标识，为决策变量，其表示若在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂存在，则反之则B_t为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂的最大可用容量，为在时间戳为t时对链路(i,j)∈A₂所需容量，u_ij为链路(i,j)∈A₂的传输时延，为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂中的业务流量，为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂中以节点s∈D为目的节点的业务流量，f(v)为全局网络业务流量，f_t(v_t)为在时间戳为t时的网络业务流量，Z^U和Z^L分别为f(v)的上限和下限，为在时间戳为t时基于起始节点和目的节点对(r,s)∈W的业务需求，W为起始节点和目的节点对集合，为在时间戳为t时使用链路(i,j)∈A₂所需容量代价，A为信息栅格系统中的链路集合，A₁为物理链路集合，A₂为虚拟链路集合，且A＝A₁UA₂，N为信息栅格系统中的节点集合，D为信息栅格系统中的目的节点集合，u_ij为链路(i,j)∈A₂的建立时延。

本发明的有益效果为：提出了一种信息栅格系统的业务处理架构方法。通过此方法对于任意业务的传输和处理获得了最优的公平资源利用效能。

附图说明

图1信息栅格系统模型示意图

图2为面向服务的业务处理模型架构示意图

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:

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

第一步，建立面向服务的业务处理模型，其主要由：数据层、逻辑管理层和信息表征层组成。其中数据层由行为日志管理单元、操作行为数据、用户行为检测单元、安全会话管理单元、应用服务单元、安全行为操作规则库以及面向用户的可操作数据源组成，行为日志管理单元主要用于用户行为的描述与管理，应用服务单元用于数据层与逻辑管理层之间的功能关联，安全会话管理单元在安全行为操作规则库的引导下用于规范用户操作行为；逻辑管理层由安全管理单元、可视化管理切换控制单元、可视化管理单元、集成处理单元、数据管理单元、数据仓储、可视化数据仓储、Web资源池、Web管理单元以及Web服务端组成，其中Web服务端用于逻辑管理层与信息表征层之间的功能关联，集成处理单元用于多个可视化管理单元信息的汇聚与处理，可视化管理切换控制单元用于多个可视化管理单元的动态切换，安全处理单元用于检测Web服务端的接入与离开信息；信息表征层由Web服务端、安全管理单元、信息表征单元、信息接入端、信息接入/表征转换单元组成，如图2所示。

第二步，获取信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配能力，具体为建立以下优化模型实现：

其中(i,j)为链路集合A中从节点i至节点j的链路，由于业务的传输时间由多个相同的时间戳l组成，令T为理想条件下所需时间戳个数，T′为实际工程条件下所需时间戳个数，且T′>T，t为时间戳标识，为决策变量，其表示若在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂存在，则反之则B_t为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂的最大可用容量，为在时间戳为t时对链路(i,j)∈A₂所需容量，u_ij为链路(i,j)∈A₂的传输时延，为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂中的业务流量，为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂中以节点s∈D为目的节点的业务流量，f(v)为全局网络业务流量，f_t(v_t)为在时间戳为t时的网络业务流量，Z^U和Z^L分别为f(v)的上限和下限，为在时间戳为t时基于起始节点和目的节点对(r,s)∈W的业务需求，W为起始节点和目的节点对集合，为在时间戳为t时使用链路(i,j)∈A₂所需容量代价，A为信息栅格系统中的链路集合，A₁为物理链路集合，A₂为虚拟链路集合，且A＝A₁UA₂，N为信息栅格系统中的节点集合，D为信息栅格系统中的目的节点集合，u_ij为链路(i,j)∈A₂的建立时延。

本发明提出了一种信息栅格系统的业务处理架构方法。通过此方法对于任意业务的传输和处理获得了最优的公平资源利用效能。

Claims (3)

1.一种信息栅格系统的业务处理架构，采用建立面向服务的业务处理模型和建立信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配机制，实现了业务的高效传输。包括如下步骤：

A、建立面向服务的业务处理模型；

B、获取信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配能力。

2.根据权利要求1的方法，对于所述步骤A其特征在于：面向服务的业务处理模型主要由：数据层、逻辑管理层和信息表征层组成。其中数据层由行为日志管理单元、操作行为数据、用户行为检测单元、安全会话管理单元、应用服务单元、安全行为操作规则库以及面向用户的可操作数据源组成，行为日志管理单元主要用于用户行为的描述与管理，应用服务单元用于数据层与逻辑管理层之间的功能关联，安全会话管理单元在安全行为操作规则库的引导下用于规范用户操作行为；逻辑管理层由安全管理单元、可视化管理切换控制单元、可视化管理单元、集成处理单元、数据管理单元、数据仓储、可视化数据仓储、Web资源池、Web管理单元以及Web服务端组成，其中Web服务端用于逻辑管理层与信息表征层之间的功能关联，集成处理单元用于多个可视化管理单元信息的汇聚与处理，可视化管理切换控制单元用于多个可视化管理单元的动态切换，安全处理单元用于检测Web服务端的接入与离开信息；信息表征层由Web服务端、安全管理单元、信息表征单元、信息接入端、信息接入/表征转换单元组成。

3.根据权利要求1的方法，对于所述步骤B其特征在于：信息栅格系统中的网络容量与利用效能的均衡适配通过建立以下优化模型实现：

$\underset{z}{min}{Z}^U$

$\begin{array}{cc}s.t.& f\left(v\right)=\underset{t=1}{\overset{T^{\′}}{\Σ}}{a}_t{f}_t\left(v_t\right)=\underset{t=1}{\overset{T^{\′}}{\Σ}}{a}_t\[\underset{(i,j)\∈A}{\Σ}{v}_t^{ij}{\mathrm{\τ}}_{ij}\left(v_t^{ij}\right)\]\end{array}$

$\underset{(i,j)\∈A_2}{\Σ}\underset{t=1}{\overset{p}{\Σ}}{c}_{p+1-t}^{ij}{z}_t^{ij}\≤B_p,p=1,2,......,T$

$\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{z}_t^{ij}\≤1,(i,j)\∈A_2$

$\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{\mathrm{tz}}_t^{ij}\≤T-u_{ij}+1,(i,j)\∈A_2$

$\left\{\begin{array}{c}{z}_t^{ij}\∈\{0,1\},(i,j)\∈A_2;t=1,2,......,T\\ z_t^{ij}=0,(i,j)\∈A_2;t=T+1,......,T^{\′}\end{array}\right.$

$\underset{v_t}{min}{Z}^L=\underset{(i,j)\∈A}{\Σ}\underset{0}{\overset{v_t^{ij}}{\∫}}{\mathrm{\τ}}_{ij}\left(\mathrm{\θ}\right)d\mathrm{\θ}$

$\begin{array}{ccc}s.t.& \underset{j:(i,j)\∈A}{\Σ}{v}_{s,t}^{ij}-\underset{j:(j,i)\∈A}{\Σ}{v}_{s,t}^{ji}=d_{s,t}^i,& \∀i\∈N,\∀s\∈D\end{array}$

$\begin{array}{cc}{v}_t^{ij}=\underset{s\∈D}{\Σ}{v}_{s,t}^{ji},& \∀(i,j)\∈A\end{array}$

$\begin{array}{cc}{v}_t^{ij}\≤M\underset{p=1}{\overset{t-u_{ij}-1}{\Σ}}{z}_p^{ij}& \∀(i,j)\∈A_2\end{array}$

$\begin{array}{cc}{v}_{s,t}^{ji}\≥0,& \∀(i,j)\∈A,\∀s\∈D\end{array}$

其中(i,j)为链路集合A中从节点i至节点j的链路，由于业务的传输时间由多个相同的时间戳l组成，令T为理想条件下所需时间戳个数，T′为实际工程条件下所需时间戳个数，且T′>T，t为时间戳标识，为决策变量，其表示若在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂存在，则反之则B_t为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂的最大可用容量，为在时间戳为t时对链路(i,j)∈A₂所需容量，u_ij为链路(i,j)∈A₂的传输时延，为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂中的业务流量，为在时间戳为t时链路(i,j)∈A₂中以节点s∈D为目的节点的业务流量，f(v)为全局网络业务流量，f_t(v_t)为在时间戳为t时的网络业务流量，Z^U和Z^L分别为f(v)的上限和下限，为在时间戳为t时基于起始节点和目的节点对(r,s)∈W的业务需求，W为起始节点和目的节点对集合，为在时间戳为t时使用链路(i,j)∈A₂所需容量代价，A为信息栅格系统中的链路集合，A₁为物理链路集合，A₂为虚拟链路集合，且A＝A₁UA₂，N为信息栅格系统中的节点集合，D为信息栅格系统中的目的节点集合，u_ij为链路(i,j)∈A₂的建立时延。