基于網(wǎng)格的科技信息服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)＊

解瑞云，戴 冬

（河南機(jī)電高等專科學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，河南新鄉(xiāng)453000）

基于網(wǎng)格的科技信息服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)＊

解瑞云，戴 冬

（河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，河南新鄉(xiāng)453000）

針對(duì)當(dāng)前科技信息網(wǎng)普遍存在的資源問(wèn)題，結(jié)合網(wǎng)格技術(shù)，提出一個(gè)能夠有效屏蔽網(wǎng)格資源異構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性的科技信息服務(wù)平臺(tái)，并對(duì)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的各種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了有效的分析和研究，研究結(jié)果對(duì)當(dāng)前科技信息網(wǎng)的發(fā)展有較大的借鑒作用。

網(wǎng)格；UDDI；XML；WSRF

科技信息網(wǎng)在普及科學(xué)知識(shí)、科研、新項(xiàng)目、新技術(shù)指導(dǎo)培訓(xùn)等諸多方面發(fā)揮了重要的作用，而目前的科技信息網(wǎng)大多是以傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，由于整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)性，導(dǎo)致了科技信息網(wǎng)在使用過(guò)程中資源未能充分共享，并且由于各信息情報(bào)機(jī)構(gòu)對(duì)資源管理有不同的策略，導(dǎo)致資源管理方式的不統(tǒng)一造成資源負(fù)載不均衡。本文提出的基于網(wǎng)格的科技信息服務(wù)平臺(tái)（STISG，science and technology information service grid）是利用網(wǎng)格技術(shù)有效整合各種資源，使用戶通過(guò)該平臺(tái)將各情報(bào)信息機(jī)構(gòu)的各種信息資源進(jìn)行整合，屏蔽網(wǎng)格資源的異構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性，為用戶進(jìn)行信息獲取、共享、訪問(wèn)、分析和處理等各種需求提供可行的解決思路和實(shí)施方案。

1 網(wǎng)格

網(wǎng)格［1－3］是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理的異構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化的各種資源包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源等連成一個(gè)邏輯整體，整合成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，為用戶提供一體化信息和應(yīng)用服務(wù)、虛擬組織，最終實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)同工作，徹底消除資源“孤島”［4］。網(wǎng)格把用通信手段連接起來(lái)的資源無(wú)縫集成為一個(gè)有機(jī)的整體，給用戶提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上對(duì)來(lái)自客戶的情趣和提供資源的能力之間進(jìn)行合理的匹配，為用戶的請(qǐng)求選擇合適的資源服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)廣域范圍的資源共享和協(xié)作。

2 STISG平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)

通過(guò)使用網(wǎng)格技術(shù)解決目前科技信息系統(tǒng)之間業(yè)務(wù)的交互，完成不同地區(qū)、不同平臺(tái)下、不同版本的信息系統(tǒng)之間的互連互通，屏蔽網(wǎng)格資源的異構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性，為用戶提供一體化的信息獲取、共享、訪問(wèn)，從而能夠達(dá)到不同地區(qū)之間科技信息資源的合理調(diào)動(dòng)和分配，充分利用現(xiàn)有的科技信息資源。

STISG的功能設(shè)計(jì)模塊，如圖1所示。

圖1 STISG功能模塊圖

根據(jù)基于網(wǎng)格的科技信息網(wǎng)的需求，STISG共劃分為如下6個(gè)功能模塊：

（1）網(wǎng)格門戶（Gird Portal）

通過(guò)網(wǎng)格門戶，用戶可以管理和傳輸數(shù)據(jù)、獲取業(yè)務(wù)所需信息，同時(shí)網(wǎng)格用戶還具有用戶管理等功能。

（2）UDDI［5］信息中心

各情報(bào)信息機(jī)構(gòu)用服務(wù)包裝所有共享信息，用戶從UDDI信息中心獲取自己所需信息。

（3）綜合管理層

STISG把一個(gè)情報(bào)信息機(jī)構(gòu)作為一個(gè)域，域管理的主要功能是負(fù)責(zé)域內(nèi)的用戶管理以及與其他域之間的交互，使得域管理員可以方便地對(duì)本域的用戶、服務(wù)、資源等進(jìn)行管理。

（4）數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)了各情報(bào)信息機(jī)構(gòu)所有需要集中存放的數(shù)據(jù)，并采取實(shí)時(shí)更新或定時(shí)更新的方式獲取最新數(shù)據(jù)。

（5）網(wǎng)格安全

所提供的功能包括用戶身份的認(rèn)證、資源和服務(wù)的授權(quán)、加密傳輸以及用戶身份到資源授權(quán)的映射等。

（6）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)層

真正提供網(wǎng)格服務(wù)的節(jié)點(diǎn)，是各情報(bào)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，文件服務(wù)器等。

3 STISG平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

3.1 Web服務(wù)資源的確定

在建立符合WSRF規(guī)范［6］的Web服務(wù)時(shí)，最重要的一點(diǎn)就是首先要確定哪些狀態(tài)作為Web服務(wù)資源，哪些不需要作為Web服務(wù)資源。

3.2 Web服務(wù)及其客戶端的實(shí)現(xiàn)

下面主要以STISG外出服務(wù)EGRESSINON.asmx的實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)明符合WSRF規(guī)范的服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

①資源定義

在服務(wù)EGRESSINON.asmx中資源主要表示一個(gè)員工的具體信息，包括：姓名、身份證號(hào)、單位、單位職務(wù)、外出職務(wù)。

由于這些資源保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，為實(shí)現(xiàn)WSRF.NET提供的l Resource接口，應(yīng)將信息封裝在一個(gè)實(shí)現(xiàn)該接口的類數(shù)據(jù)類型中，核心代碼如下：

②創(chuàng)建服務(wù)

首先，用VS.NET創(chuàng)建一個(gè)ASP.NET Web服務(wù)項(xiàng)目，這個(gè)服務(wù)類必須繼承UVa.GCG.WSRF.Servive.Base Types.ServiceSkeleton，同時(shí)在解決方案資源管理器中添加下列引用：

Microsoft.Web.Services3

UVa.GCG.WSRF.Common

Wa.GCG.WSRF.Service

這三個(gè)dll可以在WSRF.NET安裝路徑的bin目錄下找到。建立符合WSRF規(guī)范的Web服務(wù)的核心代碼如下：

③客戶端程序

客戶端程序就是ASP.NET Web應(yīng)用程序，訪問(wèn)WSRF.NET服務(wù)需要添加WSRF.NET提供的dll，核心代碼如下：

上述代碼首先創(chuàng)建一個(gè)訪問(wèn)EGRESSINON.asmx的代理，WSRF.NET提供的port type GCGResourceFactoryBinding來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)代理的綁定。然后創(chuàng)建Web資源建立時(shí)需要傳遞的參數(shù)，最后利用創(chuàng)建的代理將參數(shù)傳遞給服務(wù)器以創(chuàng)建EPR。

4 STISG平臺(tái)的運(yùn)行測(cè)試

本實(shí)驗(yàn)所使用的平臺(tái)環(huán)境如下：

CPU：2.2GHz；內(nèi)存：512M；操作系統(tǒng)：Windows 2003系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)編程軟件：Visual Studio 2005；數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL Server 2005；網(wǎng)格平臺(tái)：WSRF.NET。

本次測(cè)試選用了四臺(tái)計(jì)算機(jī)做實(shí)驗(yàn)，在這四臺(tái)計(jì)算機(jī)上都有共享的數(shù)據(jù)庫(kù)、文件等所用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在1號(hào)實(shí)驗(yàn)機(jī)上部署數(shù)據(jù)中心、信息注冊(cè)服務(wù)中心等作為科技信息網(wǎng)的服務(wù)器，在這四臺(tái)計(jì)算機(jī)上都部署了網(wǎng)格服務(wù)，并注冊(cè)到信息注冊(cè)中心，在1號(hào)實(shí)驗(yàn)機(jī)上部署了人事相關(guān)的服務(wù)。

用戶通過(guò)網(wǎng)格入口輸入正確的用戶名、密碼、驗(yàn)證碼信息之后，點(diǎn)擊“登錄”通過(guò)身份認(rèn)證后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶不同的身份取得不同的權(quán)限，根據(jù)權(quán)限進(jìn)入系統(tǒng)。網(wǎng)格入口如圖2所示。

圖2 基于網(wǎng)格的科技信息服務(wù)平臺(tái)的門戶

進(jìn)入系統(tǒng)后，用戶可以在“信息導(dǎo)航”中選擇所需服務(wù)。選擇“科技信息服務(wù)”下的“文件搜索下載”。如圖3所示，11個(gè)文件名符合條件，其中1號(hào)實(shí)驗(yàn)機(jī)有3個(gè)，2號(hào)實(shí)驗(yàn)機(jī)有1個(gè)，3號(hào)實(shí)驗(yàn)機(jī)有4個(gè)，4號(hào)實(shí)驗(yàn)機(jī)有3個(gè)。點(diǎn)擊其后的“下載”即可下載對(duì)應(yīng)的文件。對(duì)于“信息查詢”與此類似，在此不再累述。

圖3 文件搜索下載界面

圖4是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的外出人員選派的界面。這個(gè)只有人事管理人員權(quán)限的用戶可進(jìn)入。

圖4 外出人員查詢界面

通過(guò)運(yùn)行測(cè)試表明，用戶不必知道數(shù)據(jù)具體存放在哪個(gè)實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)上（即具體的存放位置），通過(guò)該網(wǎng)格原型系統(tǒng)就可提供一體化信息服務(wù)對(duì)四臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行文件的搜索下載等操作，本原型系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了人事管理方面的應(yīng)用（如外出人員選派等服務(wù)），從運(yùn)行情況可以看到運(yùn)行成功。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)網(wǎng)格異構(gòu)資源共享特點(diǎn)的分析，結(jié)合科技信息服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，提出了基于網(wǎng)格的新型科技信息服務(wù)平臺(tái)異構(gòu)資源共享模型，但是本文只是提出了系統(tǒng)的框架，實(shí)現(xiàn)了部分功能，還有相當(dāng)多的研究工作需要進(jìn)行。希望在今后的后續(xù)研究中，能夠在情報(bào)信息機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)，完善基于網(wǎng)格的科技信息網(wǎng)格平臺(tái)模型的構(gòu)建工作。

（責(zé)任編輯 呂春紅）

［1］李明楚，許雷，孫偉峰，等.基于非完全信息博弈的網(wǎng)格資源分配模型［J］，軟件學(xué)報(bào)，2012，23（2）：428－438.

［2］Chervenak A，F(xiàn)osterc I，Kesselman C，et al.The daa grid：Towards an architecture for the distributed management and analysis of large scientific datasets［J］.Journal of Network and Computer Applications，2000，23（3）：187－200.

［3］Foster I，Kesselman C，Tuecke S.The anatomy of the grid：Enabling scalable virtual organizations［J］.Int’l Journal of Supercomputer Applications，2001，15（3）：200－222.

［4］趙鋼.基于分布式多引擎架構(gòu)的網(wǎng)格工作流管理系統(tǒng)［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，34（11），100－107.

［5］張仙偉，張璟.基于網(wǎng)格計(jì)算平臺(tái)的并行計(jì)算系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2012，48（7）：5－11.

［6］王征，劉楊.多用戶網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)及其在智能建筑中的應(yīng)用［J］.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，45（6）：891－895.

Design and Implementation of Grid Based Science and Technology Information Service Platform

XIE Rui－yun，et al

（Department of Computer ＆Technology，Henan Mechanical ＆Electrical Engineering College，453000 Xinxiang，China）

The current science and technology information network exists the problem of resources sharing，management way not unified，and the imbalance of the load.Combined with the grid technology，This paper puts forward an effective shielding grid resource heterogeneity and dynamic information service platform of science and technology，and also to realize all kinds of key effective analysis and research technologies of the platform.The results of the study have larger reference on the development of current science and technology information network.

grid；UDDI；XML；WSRF

TP393.09

A

1008－2093（2015）01－0018－04

2014－10－21

2012年河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（12B520016）；2014年河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（14A520085）

解瑞云（1980－），女，河南商丘人，講師，碩士，主要從事網(wǎng)格技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等研究。