面向關(guān)系型數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件研究.pdf

1、數(shù)據(jù)資源是信息社會(huì)中最寶貴的資源之一；科學(xué)數(shù)據(jù)是e-Science活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。關(guān)系型數(shù)據(jù)通常是經(jīng)過認(rèn)真設(shè)計(jì)和仔細(xì)整理的數(shù)據(jù)，具有更高的價(jià)值。大量用戶通過網(wǎng)絡(luò)共享大量關(guān)系型數(shù)據(jù)的重要意義不言而喻，然而，由于資源發(fā)現(xiàn)、異構(gòu)性、安全性等多方面的困難，目前用戶一般無法通過Intemet／Web直接訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，現(xiàn)有技術(shù)的不足限制了大范圍的關(guān)系型數(shù)據(jù)的共享。在科學(xué)研究領(lǐng)域，這方面的需求尤其突出。 本文的主要研究目標(biāo)

2、是如何通過近年來發(fā)展的數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件技術(shù)解決上述關(guān)系型數(shù)據(jù)共享中的困難。除了一般的資源共享問題所要考慮的因素之外，這個(gè)問題具有以下四個(gè)特點(diǎn)或約束：用戶只需要讀取數(shù)據(jù)，不涉及數(shù)據(jù)更改和管理；有著長久價(jià)值并被廣泛共享的數(shù)據(jù)一般不會(huì)頻繁更新，特別是科學(xué)數(shù)據(jù)；不同用戶所能夠得到的數(shù)據(jù)在范圍和內(nèi)容上可能是不同的，需要對(duì)大范圍、種類復(fù)雜的用戶進(jìn)行權(quán)限管理；數(shù)據(jù)共享的方式以系統(tǒng)的資源復(fù)制為主，片段式的查詢?yōu)檩o，要求高效的海量數(shù)據(jù)傳輸能力。 針

3、對(duì)以上的目標(biāo)定義，本文重點(diǎn)研究了三個(gè)關(guān)鍵問題：如何找到數(shù)據(jù)，如何取得數(shù)據(jù)，如何對(duì)數(shù)據(jù)授權(quán)。如何找到數(shù)據(jù)意味著如何讓用戶從大量的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中找到存有(或可能存有)他所需要的數(shù)據(jù)的那張表；如何取得數(shù)據(jù)意味著如何讓用戶以標(biāo)準(zhǔn)、便捷的方式取得他可以理解和使用的數(shù)據(jù)；如何對(duì)數(shù)據(jù)授權(quán)意味著如何讓大量跨管理域的、無序的用戶通過簡便、靈活的機(jī)制獲得合理的權(quán)限來共享數(shù)據(jù)。 本文所取得的主要成果如下： (1)提出了面向關(guān)系型數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)

4、網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)——DSGA。DSGA符合面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)并進(jìn)行了擴(kuò)展，給出了數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)資源標(biāo)識(shí)方法、服務(wù)模型、以及數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件體系結(jié)構(gòu)。DSGA比現(xiàn)有方案增加了索引機(jī)制，通過代理授權(quán)加強(qiáng)了權(quán)限管理，使得DSGA能夠更好地解決關(guān)系型數(shù)據(jù)資源發(fā)現(xiàn)的難題，并能適應(yīng)和支持網(wǎng)格環(huán)境中大量跨組織用戶，具有可擴(kuò)展性。資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)訪問、權(quán)限管理是DSGA中的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 (2)研究了基于元數(shù)據(jù)的注冊(cè)機(jī)制，提出了基于關(guān)系型數(shù)據(jù)

5、全文索引的搜索機(jī)制，并集成二者設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)(DRDS)。在網(wǎng)格環(huán)境中基于索引進(jìn)行關(guān)系型數(shù)據(jù)資源發(fā)現(xiàn)是這部分工作的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，給出了索引的數(shù)據(jù)模型、索引構(gòu)造方法、搜索算法與排序算法、資源權(quán)值評(píng)價(jià)與摘要生成方法，等等。將索引機(jī)制和注冊(cè)的元數(shù)據(jù)結(jié)合，可以大大提高資源發(fā)現(xiàn)的效果和易用性。 (3)針對(duì)數(shù)據(jù)共享活動(dòng)中的數(shù)據(jù)訪問需求，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)共享服務(wù)(DSS)，定義了數(shù)據(jù)共享查詢語言(DSQL)，設(shè)計(jì)了包含查詢、瀏覽、下載三種操作

6、的共享服務(wù)接口、索引源接口等。DSS一方面簡化了標(biāo)準(zhǔn)SQL，以降低復(fù)雜性和提高性能；更一方面豐富和完善了共享的功能，并通過索引源接口為DRDS中的索引服務(wù)提供關(guān)鍵性支持。 (4)提出了適合于數(shù)據(jù)共享的權(quán)限管理模型，給出了權(quán)限表示、授權(quán)策略和憑證管理的方案，通過代理授權(quán)和間接授權(quán)機(jī)制大大提高了用戶和權(quán)限管理的能力，能夠服務(wù)大規(guī)模的網(wǎng)格用戶群。提出了針對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)的增強(qiáng)訪問控制機(jī)制及一個(gè)DSS中的實(shí)現(xiàn)框架，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行字段和記錄級(jí)