開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(OGSA)的出現(xiàn)使得原來(lái)的網(wǎng)格資源管理模式不能夠滿足要求,本文引入代理技術(shù)，詳細(xì)地介紹了多代理技術(shù)，代理交互等概念，改善了OGSA模型中Web服務(wù)層，將多代理技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)堆優(yōu)先權(quán)算法，設(shè)計(jì)出多過(guò)程算法提高了服務(wù)效率，并設(shè)計(jì)出基于多代理的公安局網(wǎng)格服務(wù)管理模型系統(tǒng)。
1 引言
隨著網(wǎng)絡(luò)速度的成倍增長(zhǎng)，各種計(jì)算資 源的能力越來(lái)越強(qiáng)大，這使得一種新的網(wǎng)格 計(jì)算模式——網(wǎng)格計(jì)算的出現(xiàn)成為可能。網(wǎng)格計(jì)算是指在動(dòng)態(tài)的、異構(gòu)的、廣域的虛擬 組織中進(jìn)行的協(xié)同資源共享和問(wèn)題求解 [1]。 在分布式系統(tǒng)中，軟件代理起著越來(lái)越重要的作用[2]。
它在提高效率和性能方面 有很大的優(yōu)勢(shì)。代理是一個(gè)自治的過(guò)程，它 具有反饋，適應(yīng)環(huán)境變化，與用戶協(xié)作，與其它代理交互的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)被用于實(shí)現(xiàn) 資源管理，工作流管理和性能優(yōu)化[3，4]。
本文首先介紹了網(wǎng)格的基本概念，然后 引出了多代理的相關(guān)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，結(jié) 合網(wǎng)格框架，將多代理技術(shù)應(yīng)用于公安局網(wǎng) 格服務(wù)模型。
2 網(wǎng)格技術(shù)
網(wǎng)格是把整個(gè)因特網(wǎng)整合成一臺(tái)巨大 的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)各種資源的全面共享。 當(dāng)然，網(wǎng)格并不一定非要這么大，也可以構(gòu)造地區(qū)性的網(wǎng)格，如企事業(yè)內(nèi)部網(wǎng)格、局域 網(wǎng)網(wǎng)格，甚至家庭網(wǎng)格和個(gè)人網(wǎng)格等等。網(wǎng) 格的本質(zhì)特征是：分布于資源共享。分布是網(wǎng)格最本源的特征，網(wǎng)格是通過(guò)集中分散的 資源完成計(jì)算的，資源共享是一種集中資源 高度抽象。網(wǎng)格的特點(diǎn)：分布性，共享性，自相似性，動(dòng)態(tài)性，異構(gòu)性，多級(jí)自治管理 域等等[5]。
隨著網(wǎng)格的發(fā)展，現(xiàn)在主要有兩個(gè)網(wǎng)格 體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是面向協(xié)議的五層沙漏 結(jié)構(gòu)，另一個(gè)是面向服務(wù)的開(kāi)放式網(wǎng)格服務(wù) 體系結(jié)構(gòu)(Open Grid Service Architecture)[6] 。
如圖1 顯示了OGSA 的基本框架。OGSA 是在原來(lái)“五層沙漏結(jié)構(gòu)” 的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新的Web Service 技術(shù)提出來(lái)的，它解決了兩個(gè)重要的問(wèn)題，即標(biāo) 準(zhǔn)服務(wù)接口的定義和協(xié)議的識(shí)別。OGSA 包 括兩大關(guān)鍵技術(shù)，即網(wǎng)格技術(shù)和Web Service 技術(shù)。
以服務(wù)為中心是OGSA 的基 本思想，在 OGSA 中一切都是服務(wù)，包括計(jì) 算機(jī)、程序、數(shù)據(jù)、儀器設(shè)備等。這種觀念，有利于通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口來(lái)管理和使用 網(wǎng)格。這一結(jié)構(gòu)的意義，就在于它將網(wǎng)格從 以科學(xué)和工程計(jì)算為中心的學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域，擴(kuò)展到更廣泛的以分布式系統(tǒng)服務(wù)集成為 主要特征的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)領(lǐng)域[7]。
3 多代理技術(shù)
代理技術(shù)[11]廣泛地用于人工智能領(lǐng) 域。它能運(yùn)行于一臺(tái)計(jì)算機(jī)或一類同性質(zhì)的 系統(tǒng)中。具有自治，自適應(yīng)，交互，互操作等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)可以保證網(wǎng)格服務(wù)的性 能。特別是服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制能提高性能。本文 所述的代理的技術(shù)主要應(yīng)用于OGSA 的第三層，即Web服務(wù)層。
3.1多代理層次模型
多代理層次模型如圖2 所示。這個(gè)模型 主要是用來(lái)改進(jìn)開(kāi)放式網(wǎng)格服務(wù)系統(tǒng)的性 能的.在所提出的結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)格服務(wù)功能是由代理所表現(xiàn)出來(lái)的。
一般的，像自適應(yīng)性 和互操作性等特點(diǎn)與網(wǎng)格服務(wù)相結(jié)合來(lái)提 高網(wǎng)格服務(wù)功能。網(wǎng)格中基于代理部署的優(yōu) 點(diǎn)是服務(wù)性能將會(huì)由網(wǎng)格學(xué)習(xí)和交互所改善。 代理服務(wù)管理器(ASM)是一個(gè)重要的部 件，它管理著大規(guī)模同類分布式環(huán)境，同時(shí) 它也管理所有的代理。ASM 所起的作用是監(jiān) 視、調(diào)度和提供代理管理機(jī)制，同時(shí)，ASM 也與用戶相交互。除此之外，監(jiān)視模塊被提 供用來(lái)從代理接收數(shù)據(jù)和管理代理系統(tǒng)。
代理是基于層次模型。層次模型被用于 解決可測(cè)量性問(wèn)題。大規(guī)模復(fù)雜的軟件系統(tǒng) 大都采用軟件代理。在圖2中，代理有相同 的組件模型。
當(dāng)然，每個(gè)代理都有一組相同 的功能集合。發(fā)送請(qǐng)求和提供服務(wù)是網(wǎng)格服 務(wù)系統(tǒng)中所有代理的特點(diǎn)。所采用的模型主 要的目的是滿足可測(cè)量性的要求，可測(cè)量要 求是網(wǎng)格計(jì)算中的一個(gè)關(guān)鍵的因素。除此之 外，層次模型也用于代理之間的交流和服務(wù) 發(fā)現(xiàn)。
3.2代理交互
代理的交互是基于面向服務(wù)的模型。根 據(jù)前面所述，層次模型用來(lái)提供目錄，這些 目錄是用于代理發(fā)布他們的功能和尋找請(qǐng) 求所需功能的代理。除了這些功能之外，代 理之間是基于訪問(wèn)控制表(ACL)[8]來(lái)傳遞 消息的。
代理之間的通信如圖3 所示，代理是通 過(guò)ACL 來(lái)交互的。在模型中，ACL 是由XML 協(xié)議所映射的。XML 的內(nèi)容將會(huì)被送到 SOAP(Simple Object Access Protocol)[9]，這是用來(lái)XML 編碼用來(lái)交換信息。
一個(gè)代理 將會(huì)被看作是Web服務(wù)用來(lái)為每一種性能提 供一種方法。在提出的交互模型中，代理者 被代理所請(qǐng)求用來(lái)找到其他的位置，它也被 用來(lái)固定代理層次。當(dāng)一個(gè)父親與孩子節(jié)點(diǎn) 的連接破壞是，代理者將會(huì)用它的含有表示 符合代理位置的表格來(lái)重建層次模型。
4 多代理技術(shù)在網(wǎng)格中的應(yīng)用
4.1概述
公安局網(wǎng)格管理系統(tǒng)就是利用網(wǎng)格的 各種技術(shù)將各部門的資源結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn) 快速、有效、方便的查詢和管理各類資源。 因此根據(jù)前面對(duì)網(wǎng)格及多代理機(jī)制的描述， 將多代理技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)格服務(wù)模型，并設(shè)計(jì) 出公安局網(wǎng)格服務(wù)模型，該模型框架如圖4 所示：
基于多代理的公安局網(wǎng)格模型應(yīng)具有 如下功能：
1、提供用戶安全認(rèn)證服務(wù)。
2、服務(wù)質(zhì)量保證。
3、代理之間能夠協(xié)作可以共同完成任務(wù)。
4、代理服務(wù)管理管理代理。
基于多代理的公安局網(wǎng)格模型的工作 過(guò)程如下：
（1）網(wǎng)格用戶通過(guò)用戶身份認(rèn)證進(jìn)入網(wǎng) 格管理系統(tǒng)。
（2）網(wǎng)格用戶通過(guò)網(wǎng)格應(yīng)用程序提交網(wǎng) 格應(yīng)用請(qǐng)求。
?。?）代理服務(wù)管理接收到用戶的請(qǐng)求后， 將任務(wù)分配各個(gè)代理處理。
?。?）代理在進(jìn)行任務(wù)處理時(shí)，同時(shí)可以 與代理服務(wù)管理進(jìn)行交互，而且代理之間可 以協(xié)作共同完成某項(xiàng)任務(wù)。
?。?）代理在完成代理服務(wù)管理分發(fā)的任 務(wù)后，將結(jié)果交還給代理服務(wù)管理，由它向 上層用戶提交結(jié)果。 在基于多代理的公安局服務(wù)模型中，對(duì) 用戶的請(qǐng)求進(jìn)行了分類，每一類任務(wù)由一種 代理獨(dú)立完成或多個(gè)代理協(xié)作完成，這恰恰 體現(xiàn)了代理的互操作性。
另外，假設(shè)用戶對(duì) 所需的服務(wù)可能不止一次，當(dāng)相同的服務(wù)再 次需要時(shí)，代理就會(huì)很快地找到所需的服 務(wù)，這滿足了代理自治性的特點(diǎn)。除了以上 兩點(diǎn)之外，模型還有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、平臺(tái)無(wú) 關(guān)性。服務(wù)資源通過(guò)網(wǎng)格服務(wù)的虛擬化實(shí)現(xiàn) 平臺(tái)無(wú)關(guān)，不同類型的服務(wù)資源被封裝能夠 提供不同服務(wù)，服務(wù)的描述與所提供服務(wù)的 具體設(shè)備和操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)。
2、服務(wù)質(zhì)量保 證。在所提出的模型中，我們利用堆優(yōu)先權(quán) 算法[10]，設(shè)計(jì)出多過(guò)程算法來(lái)保證服務(wù)質(zhì) 量（偽代碼,語(yǔ)言是C++）：
Vector
If(InQueue==NULL)
Wait(data);
Else
{
if(SearchMax(Priority,ProcessQueue))
{
Find(agent);
Send(data,Priority,agent);
EQueue(agent,ProcessQueue);
}
Translate(data);
Store(Sendagent,Receiveagent,
ProcessQueue);
說(shuō)明如下:InQueue，ProcessQueue是接 收隊(duì)列和處理隊(duì)列，Priority 是代理的優(yōu)先 權(quán)，data 是數(shù)據(jù)。工作原理說(shuō)明如下：首先 監(jiān)視模塊查詢接收隊(duì)列，如果為空就等待數(shù) 據(jù)，否則從處理隊(duì)列中選取優(yōu)先權(quán)（采用堆 優(yōu)先權(quán)算法）最大的代理，把數(shù)據(jù)，優(yōu)先權(quán) 保存到處理隊(duì)列中，然后傳送數(shù)據(jù)，保存發(fā) 送代理和接收代理到處理隊(duì)列。 模型在多代理技術(shù)的基礎(chǔ)之上，提出了 在代理服務(wù)管理模塊上提供了一個(gè)接口，通 過(guò)這個(gè)接口可以訪問(wèn)更高一級(jí)的公安局的 資源，從而更加有效的實(shí)現(xiàn)了資源共享。
系統(tǒng)同時(shí)體現(xiàn)網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)：1、分布性。 各個(gè)公安局分布在不同的地方，具有分布 性。2、異構(gòu)性。組成系統(tǒng)的操作系統(tǒng)有Unix，也有Linux和Windows，操作系統(tǒng)是異構(gòu)的； 數(shù)據(jù)庫(kù)有Oracle 也有SQL 或其他，數(shù)據(jù)庫(kù) 也是異構(gòu)的。3、用戶透明。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)， 只需要提交相應(yīng)的服務(wù)請(qǐng)求，便會(huì)得到相應(yīng) 的服務(wù)，不需要知道服務(wù)的提供者，系統(tǒng)對(duì) 用戶是透明的。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文先敘述了網(wǎng)格的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，然后引 進(jìn)了多代理的技術(shù)，將多代理技術(shù)應(yīng)用于開(kāi) 放網(wǎng)格模型中的Web服務(wù)層，設(shè)計(jì)出基于多 代理的網(wǎng)格服務(wù)模型，并描述了模型的工作 原理以及模型的優(yōu)點(diǎn)。
創(chuàng)新觀點(diǎn)：把代理技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)格中，利用 堆優(yōu)先權(quán)算法，設(shè)計(jì)出多過(guò)程算法保證服務(wù) 質(zhì)量，并應(yīng)用于一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目中。