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网格技术在校园网中的应用(1)

2015-02-02 01:07 摘 要 随着教育信息化程度的提高，校园网络资源的快速增长在校园网内形成了一个个的信息“孤岛”，给共享及管理网络资源带来了很大的困难，网格技术的出现给解决这一问题提供了新的方案。本文探讨了在校园网环境下，利用开放网格服务体系结构、服务器端数据挖掘与基于倒排索引技术和点对点传输技术建立网格平台，采取基于队列的模糊拥塞控制算法对网络流量进行控制，实现校园网络资源共享的方法。 关键字 网格技术；开放网格体系结构；数据挖掘；倒排索引；模糊拥塞控制
1 前言 “网格”这个名词最早出现在上世纪九十年代中期，被用来表示一种适合于高级科学与工程研究的分布式计算基础设施。网格作为一种数据和计算资源管理的基础设施将为全球的商业、企业、政府和科研提供基础支撑。通过网格，我们可以在多个动态的虚拟组织之间共享资源，协同解决问题。简单地讲，网格是把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、信息资源、专家资源的全面共享。当然，网格并不一定非要这么大，我们也可以构造地区性的网格，如企业网格、校园网格和社区网格。事实上，网格的根本特征是资源共享而不是它的规模。 随着教育信息化程度的提高，校园网上各种应用系统不断出现，如教务管理系统、办公自动化系统等，学校图书馆也提供了大量电子文献可供大家浏览。同时，随着生活水平提高，越来越多的在校学生也购买电脑，他们因为学习的需要也连入校园网络，这些个人电脑中也存储了大量有价值的信息可以对外共享（如果他们允许）。学校大型服务器中的公共信息和学生个人电脑中可开放的信息构成了潜在而庞大的可共享信息资源。然而，不同的系统之间的数据共享比较困难，形成了一个个的信息孤岛，资源管理及互操作性也难以完成。因此利用网格技术，实现校园内网络资源共享，具有重要意义。 尽管设计的是小规模的校园网，但由于它是基于网格技术，要实现大规模的存储共享，因此，将从硬件到软件对校园网进行全方位的重新设计，使整个网络浑然一体，统一在网格构架内。我们重新组网，将学生教师宿舍区的局域网、校图书馆和教务网等子网统一连接起来，为在逻辑上实现统一存储空间打下基础。同时，升级网络连线和路由设备，以达到技术要求。在硬件设施到位、有了底层支持后，为了实现网格存储服务，在软件层上按照专门的网格体系结构（OGSA）采用GT3软件开发包设计服务器端和瘦客户端程序。同时，在服务器端设计提供高效搜索共享资源服务的索引机制，客户端间共享资源的方式等等，并运用数据挖掘、倒排检索和P2P对等传输等技术，应让每位入网用户感受到自身在使用一个巨大的资源信息库和硬盘空间，能高效地在这个网格体系中搜到自己想要的资料，就像在自己的电脑硬盘上找一首MP3歌曲。2 校园网资源共享面临的问题 从目前的应用现状看，传统校园网结构复杂，由很多异构子网构成，不同系统之间的数据资源共享及互操作困难，对各种异构资源不能有效管理。另外，校园网的硬件基础比较落后，它们不像很多大的网站那样，有配置相当高的服务器，这样在运行速度上校园网就比较低，相应的它处理信息就达不到大家的要求；而且，校园网的公共存储空间几乎没有或者远远不能满足需求，没有更多硬盘空间以供存储更多的信息、资料，所以，这就使得校园网提供给我们学习和应用的资料有相当大的局限性。在采用网格技术之前，关于校园内资源共享的技术是应用数据仓库，但是数据仓库仅是对数据库的统一管理，而网格技术是对互联网上所有可以共享的资源的应用，显然为解决上述问题提供了有利条件，也正因如此，研究和建立校园网格平台具有重要意义和实用价值。我们将传统校园网和基于网格技术的校园网的技术性能稍作对比（见表1）：网络校园网传统校园网计算方式网络多台机共同完成单机完成