基于QoS的分布式Web服務(wù)結(jié)構(gòu)模型及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、Web服務(wù)占據(jù)了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)70％以上的通信流量，并呈明顯上升的趨勢(shì)，在下一代互聯(lián)網(wǎng)中Web服務(wù)普遍被認(rèn)為代表了網(wǎng)格的發(fā)展方向。如何建立合理的Web服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，并實(shí)現(xiàn)有效QoS(QualityofService)控制的機(jī)制與策略，從而滿足不斷增長(zhǎng)的客戶需求，為用戶提供有效的Web服務(wù)，并為不同用戶提供區(qū)分服務(wù)和性能保證，這是當(dāng)今Web服務(wù)發(fā)展所面臨的巨大挑戰(zhàn)，也是實(shí)現(xiàn)下一代網(wǎng)絡(luò)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。 本文針對(duì)基于局域網(wǎng)的Web服務(wù)集

2、群和網(wǎng)格Web服務(wù)二個(gè)研究對(duì)象，深入研究了Web服務(wù)的結(jié)構(gòu)模型、WebQoS控制的策略和算法。針對(duì)Web服務(wù)集群，首先提出了一種基于QoS-aware的Web集群區(qū)分服務(wù)模型，然后在此基礎(chǔ)上針對(duì)系統(tǒng)負(fù)載均衡、區(qū)分服務(wù)、克服自相似訪問(wèn)業(yè)務(wù)對(duì)QoS的影響、高可用性等幾個(gè)方面的QoS控制指標(biāo)提出了一系列解決策略與算法。采取的策略是：先進(jìn)行某一方面的QoS優(yōu)化，然后逐步在隨后提出的解決方案中綜合前面提出的QoS指標(biāo)一起優(yōu)化，最后，達(dá)到使系統(tǒng)總體

3、回報(bào)率最大化的同時(shí)，使各項(xiàng)QoS指標(biāo)得到優(yōu)化。針對(duì)網(wǎng)格Web服務(wù)還沒(méi)有較完善的結(jié)構(gòu)模型，提出了一種多級(jí)多層的Web服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)使其具有從協(xié)議低層支持負(fù)載均衡。總結(jié)來(lái)說(shuō)，本文的主要研究工作如下： (1)提出了一種Web集群區(qū)分服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，它較好地解決了以往在Web集群系統(tǒng)中前后臺(tái)區(qū)分服務(wù)分離的不足。在此基礎(chǔ)上，將基于事務(wù)的區(qū)分服務(wù)接納控制策略運(yùn)用到此模型。理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在系統(tǒng)過(guò)載時(shí)能有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定

4、性，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)得到較好的服務(wù)，比基于會(huì)話的接納控制效果要好。 (2)提出了一種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)自相似訪問(wèn)特征的接納控制算法，它綜合考慮了請(qǐng)求訪問(wèn)特征以及負(fù)載情況等多方面的因素自適應(yīng)調(diào)整，綜合優(yōu)化Web集群系統(tǒng)中多維調(diào)度目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了算法的有效性，它既能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)自相似訪問(wèn)特征，又可支持多維QoS的調(diào)度優(yōu)化。 (3)提出了一種資源優(yōu)化的QoS控制算法，針對(duì)不同的服務(wù)有不同的資源需求，提出了一種既能使系統(tǒng)負(fù)載均衡又能充分利用系

5、統(tǒng)資源的啟發(fā)式算法。實(shí)驗(yàn)證明，該啟發(fā)式算法能顯著地降低資源優(yōu)化分配中的計(jì)算復(fù)雜度，使其能滿足實(shí)時(shí)調(diào)度的需要。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了一種資源優(yōu)化的雙最小均衡區(qū)分服務(wù)調(diào)度算法，該算法綜合了多維QoS目標(biāo)優(yōu)化以及區(qū)分服務(wù)。在與其它調(diào)度策略如分離式調(diào)度算法的對(duì)比結(jié)果顯示：雙最小均衡調(diào)度算法使Web請(qǐng)求的效率得到提高的同時(shí)很好地實(shí)現(xiàn)了區(qū)分服務(wù)。 (4)針對(duì)Web集群系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)際上的不精確性，提出了一種基于非精確狀態(tài)下的QoS調(diào)度策略，它

6、通過(guò)概率分析的方法對(duì)系統(tǒng)非精確狀態(tài)建模，算法以達(dá)到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值率最高為目標(biāo)，綜合考慮了區(qū)分服務(wù)等多個(gè)QoS指標(biāo)。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能較好地克服系統(tǒng)狀態(tài)的非精確性，性能指標(biāo)比EDF(EarliestDeadlineFirst)算法要好。并針對(duì)高可用性QoS指標(biāo)，在綜合考慮了自相似訪問(wèn)業(yè)務(wù)流與區(qū)分服務(wù)的基礎(chǔ)上提出了一種容錯(cuò)調(diào)度算法，保障了高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的高可用性。 (5)提出了一種網(wǎng)格Web服務(wù)組織模型，它基于OGSA(open

7、gridservicearchitecture)框架將Web服務(wù)資源的邏輯結(jié)構(gòu)與物理資源組織分開(kāi)，以層次結(jié)構(gòu)的Web服務(wù)解析系統(tǒng)(WebServicesNameSystem，WSNS)來(lái)進(jìn)行Web服務(wù)資源查找與定位，以區(qū)域自治系統(tǒng)(AreaAutonomySystem，AAS)來(lái)進(jìn)行Web服務(wù)資源的維護(hù)。接著對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了改進(jìn)，在保持原有結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增加了一層資源組織樹(shù)(WSROT)，使其具有支持QoS保證的良好特性，是當(dāng)前網(wǎng)格