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目前,很多在网格上面执行的大规模的科学应用都被表述成复杂的工作流应用;在过去的几年中,网格工作流的研究已经逐渐的成为网格应用中最为重要的一部分。工作流被定义成为一系列网格应用的聚合,这些应用一般以一定的顺序在分布式网格资源上面执行。网格工作流管理系统通常用来在网格环境中定义,管理和执行这些工作流应用。然而,由于网格环境的复杂性,多样性,异构性和动态性,所以在网格环境的工作流管理系统一般都比较的脆弱,难于管理以及不安全。本文旨在提出一个基于多Agent的能够自适应于多变动态的网格环境的网格工作流管理系统。主要包括以下内容:
首先,研究了网格工作流引擎中的资源调度算法。一个工作流管理系统需要用特定的调度策略来匹配工作流中的任务和网格资源来满足用户的需求。本文首先给出了一系列的网格工作流调度算法,包括启发式算法和元启发式算法。然而,这些算法在本质上都是静态的,虽然说它们给在考虑到网格资源的当前状态的情况下给出一个很好的调度,但是它们并没有考虑到网格环境的动态性。所以,在这里本文给出了一个动态的网格工作流调度算法DCP-G(Dynamic CriticalPath for Grids),并且利用GridSim工具包来进行模拟实验,分别对前面所提的那些静态算法和DCP-G算法进行模拟,并且对它们的调度结果做出比较。
然后,提出了一个基于多Agent的网格工作流体系架构。本文先对已有的网格体系架构进行一个详细的分析,根据网格联盟的定义提出了一个网格工作流系统的层次结构,并对这个层次结构进行细分,最后给出了整个系统的架构。这个架构分为五层:资源层、核心服务层、应用基础服务层、工作流管理层和用户层。在这个架构中,系统会把用户所提交的请求虚拟成工作流中的任务,然后通过虚拟组织提交给系统,工作流管理系统再依据用户所提交的任务表所组成的应用目录,联合下层所提交的资源数据目录,给出一个恰当的工作流调度,并且把系统执行的情况通过用户界面反馈给用户。在整个工作流运行的过程中,都必须得保证网格服务的服务质量QoS以及良好的性能。
最后,详细地介绍了整个系统中的工作流引擎模块和网格资源管理模块,并且提出了一个工作流引擎的架构和一个网格服务发现的架构。