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网格技术已经逐渐成为一个重要的新领域,其目的是无缝地集成广域资源对问题协作求解,实现计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源的有效共享。如何有效管理广域的、异构的、动态的、自治的网格资源,提供可靠的、一致的、透明的和可扩展的网格服务能力是网格技术研究的重点和难点。论文首先分析了网格的内涵、体系结构、资源管理的特点,归纳分析了当前网格研究项目的特点,指出了网格发展遇到的困难。
论文按照资源空间的概念对网格资源进行抽象和规划,提出了虚拟资源空间的概念,并证明了虚拟资源空间与网格资源空间的同构性。根据现有网格体系结构的特征和对虚拟组织的理解,提出了一种改进的三层网格体系结构-基于虚拟组织的网格资源管理模型(GR-VO模型)。
论文对该模型进行了详细阐述,明确了网格资源空间、虚拟资源空间、虚拟组织、自治域等模型中的重要概念;对模型中基本构件的功能和工作机制进行了阐述;并对模型进行了形式化描述,对模型中的一些具体性质进行了分析和证明;同时,分析并给出了该模型的访问控制过程。此外,给出了在该模型条件下的资源发现算法,并对算法进行了分析。
在GR-VO模型中,通过对虚拟组织的抽象和规划,有效地管理和标识全局资源、屏蔽网格资源的异构性;虚拟组织层与网格资源层的动态映射,不但使网格资源具有易查找和易管理的特点,同时,在映射网格资源的同时映射该资源的访问控制权限,由资源的拥有者来界定资源的安全策略,增强了网格系统的安全性,实现资源有效管理。另外,通过一定自治域范围的虚拟组织来提供网格服务,使得一些在集中模式下存在瓶颈的调度策略在基于虚拟组织的网格资源管理模型中得到较好的应用,文中通过仿真实验证明了这一点。
资源调度管理是网格计算环境中的重要组成部分,主要目的是接受网格应用对资源服务的请求,并有效地调度任务,为其分配可用的网格资源。本文分析并指出网格资源管理的难点和网格资源管理系统的要求、组成、结构模型。归纳总结了网格资源的描述方式、发现机制和调度模型,深入分析了当前网格资源管理系统的实现方式。并重点对GR-VO模型的资源描述、调度机制、调度流程给以详细阐述,在此基础上,给出了GR-VO模型中的相应调度算法,并对算法进行了分析。总之,论文深入阐述了基于虚拟组织的网格资源管理模型及其实现是一种科学可行的体系结构。并通过GridSim模拟仿真实验,验证了GR-VO模型的可行性和有效性。同时,对模型的可扩展性进行了说明和展望。
最后,本文结合铁路信息化建设实际,对虚拟化技术在铁路信息化中的应用及其相关策略进行了深入阐述和分析;同时,对利用网格技术整合铁路信息基础设施和信息资源进行了分析和研究,对建设铁路网格的关键技术和研究思路进行了分析。