【正文】 范圍很廣，從在某個容器中運行的所有服務(wù)的集中注冊表，到一個網(wǎng)格范圍的Index Service，這可以通過配置Index Service與其他Index Service一起來存放內(nèi)容。Index Service可以按照一種層次化的方式進行配置，上層可以從底層的Index Service中提取信息。上層Index Service可以當(dāng)作是這個層次中的上游資源，底層Index Service可以當(dāng)作是下游資源。Index Service在這個層次中的位置是在層次配置文件中使用上游和下游服務(wù)這兩個術(shù)語進行定義的。 Web MDS實際上MDS信息也可以使用Web MDS[24]進行查看。Web MDS是一個用來查看MDS中所包含的資源屬性信息的前端。Web MDS是一個servlet，它可以查詢Globus MDS Index Service，并使用XSLT轉(zhuǎn)換對數(shù)據(jù)進行格式化，從而可以很好地在Web瀏覽器中顯示。Web管理員可以使用HTML表單選項定制Web MDS。他們可以配置不同的插件來搜集數(shù)據(jù)，并使用XSLT轉(zhuǎn)換對這些數(shù)據(jù)進行格式化，從而創(chuàng)建自己的定制視圖。Web MDS可以配置為從MDS中的各種源搜集信息，并使用XSL轉(zhuǎn)換對這些信息進行過濾。如果Globus Toolkit是使用默認(rèn)配置安裝的，那么Web MDS就可以查詢MDS Index Service，而不用修改任何配置。Web MDS是MDS Index Service的一個簡單易用的接口。mdsservicegroupadd命令可以用來在MDS中注冊服務(wù)，聚集源可以配置為對來自服務(wù)和外部信息提供者的信息進行匯集。這些信息提供者運行了一個程序來搜集信息，它們都是Execution Aggregators。 資源分配管理與調(diào)度 GRAM功能和服務(wù)在面向服務(wù)的環(huán)境中Web服務(wù)為支持通用的作業(yè)提交方法提供了一個基礎(chǔ)，當(dāng)希望在相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)之間提供可執(zhí)行文件時，可能要在產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的同時訪問這些數(shù)據(jù)，然后在執(zhí)行過程中與作業(yè)進行交互，此時這種方法非常有效，GT4為我們提供了這種功能和技術(shù)，它對一組Web服務(wù)進行了打包，這些服務(wù)為我們提供了一個面向服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。應(yīng)用程序關(guān)注的是某個具體的問題領(lǐng)域，而Globus Toolkit關(guān)注的則是整個基礎(chǔ)設(shè)施[25]。Globus Web service可以幫助我們對分布式基礎(chǔ)設(shè)施組件進行訪問和管理。Globus Toolkit的GRAM[26]組件提供了一組Web服務(wù)，它采用了WSResource Framework，其設(shè)計目標(biāo)是在網(wǎng)格環(huán)境中提交作業(yè)和管理作業(yè)。GRAM可以用于那些需要信任證書、可靠執(zhí)行以及協(xié)調(diào)文件步驟的作業(yè)。GRAM可以實現(xiàn)信任證書的管理，從而提交作業(yè)，監(jiān)視作業(yè)的進展?fàn)顩r，控制作業(yè)的執(zhí)行情況，并分階段地處理相關(guān)的數(shù)據(jù)。不同的信任證書可以用來代表不同的功能。GRAM提供了一個可靠的執(zhí)行環(huán)境，并集成了多個專門用來在復(fù)雜環(huán)境中對作業(yè)執(zhí)行管理進行優(yōu)化的調(diào)度器。GRAM和支持服務(wù)提供了文件分段傳輸?shù)墓δ?，甚至還提供了在作業(yè)運行時訪問輸出數(shù)據(jù)文件的功能，從而有效地實現(xiàn)對輸出數(shù)據(jù)的利用。 GRAM調(diào)度器GRAM就是一個信息提供者，因為它會發(fā)布有關(guān)網(wǎng)格資源的CPU和內(nèi)存信息，以及與作業(yè)隊列和所提交的作業(yè)有關(guān)的調(diào)度器信息。當(dāng)提交一個作業(yè)時，GRAM創(chuàng)建一個Managed Job對象，并返回其句柄。然后我們就可以使用這個句柄與這個作業(yè)進行交互，這實際上是一個WSAddressing Endpoint Reference(EPR)。網(wǎng)格作業(yè)可能會消耗大量的計算周期，因此一個網(wǎng)格環(huán)境通常會包含很多資源集群。這些集群通常是由一個調(diào)度器進行控制的。調(diào)度器負(fù)責(zé)對資源的使用進行優(yōu)化，從而按照定義好的策略來有效地執(zhí)行作業(yè)。有很多調(diào)度器可以使用，其中包括Load Sharing Facility、Condor和Portable Batch System。GRAM使用調(diào)度器適配器將作業(yè)描述語法轉(zhuǎn)換成調(diào)度器可以執(zhí)行的命令。除了為調(diào)度器提供一個接口之外，GRAM還包含了一種派生新的UNIX進程來啟動作業(yè)的機制。這適用于小型的串行作業(yè)，它們在運行時不需要集群資源，也不需要共享內(nèi)存或消息傳遞。派生進程使用一個Fork Starter程序來啟動并監(jiān)視針對GRAM的作業(yè)進程。它還記錄了一些數(shù)據(jù)，例如啟動時間、結(jié)束時間以及該作業(yè)的退出代碼。當(dāng)提交作業(yè)時，事件會被寫入日志文件中。當(dāng)有重要的事件發(fā)生時，會繼續(xù)在后面添加日志。這些調(diào)度器日志文件是由稱為Scheduler Event Generator(SEG)的進程進行監(jiān)視的，它會讓GRAM通過監(jiān)聽相關(guān)的事件并與其通信，來保持與作業(yè)狀態(tài)的同步。 GRAM支持服務(wù)GRAM提供了作業(yè)和執(zhí)行管理服務(wù)來提交、監(jiān)視和控制作業(yè)，但是這都依賴于用來傳輸文件和管理證書所使用的支持服務(wù)。Grid FTP所提供的文件服務(wù)用來幫助GRAM實現(xiàn)對輸入和輸出文件的分段傳輸。證書管理服務(wù)處理證書對其它服務(wù)和所需要的分布式網(wǎng)絡(luò)資源的委托。 GRAM作業(yè)提交我們可以使用應(yīng)用程序編程接口(API)或者通過命令行工具，以編程的方式提交作業(yè)。命令行工具是用來測試Globus安裝的一種簡單方法，globusrunws命令行工具取代了managedjobglobusrun命令，它用來提交、監(jiān)視和控制作業(yè)。它可以協(xié)調(diào)文件的分段傳輸、證書委托和身份驗證問題。信息可以使用命令行選項來進行指定，也可以包含在一個基于XML的對象描述文件中。Globusrunws命令是同步執(zhí)行的，因此作業(yè)在提交時并不會返回控制權(quán)。相反，它會通過顯示作業(yè)的狀態(tài)，以交互方式提供一些反饋。基于這些狀態(tài)信息，可以選擇使用Ctrl C來取消某個作業(yè)。在作業(yè)提交前，所有的用戶都必須通過身份驗證并具有有效的證書才可以提交作業(yè)，提交的作業(yè)可能需要將證書委托給他人來執(zhí)行遠(yuǎn)程操作，例如分段傳輸文件。 GridFTP GridFTP協(xié)議構(gòu)建在標(biāo)準(zhǔn)文件傳輸協(xié)議FTP之上，用以支持海量輸入輸出數(shù)據(jù)的復(fù)制，并提供高速的本地緩存[27]。為了達(dá)到在網(wǎng)格環(huán)境下安全、高效傳輸?shù)哪康?，它添加了許多新的功能。(1)自動調(diào)整TCP緩沖/窗口大小。手工方式設(shè)置TCP緩沖/窗口大小容易出錯，且對用戶要求較高。因此Grid FTP對標(biāo)準(zhǔn)地FTP指令集及數(shù)據(jù)信道協(xié)議進行了擴展。針對具體的文件大小及類型，使Grid FTP支持手動或自動設(shè)置文件以及小文件集合的TCP緩沖大小。由于使用優(yōu)化的TCP緩沖/窗口大小設(shè)置，從而有效地提高了數(shù)據(jù)傳輸性能。(2)支持GSI及kerberos安全機制。傳輸或存取文件時，靈活可靠的安全鑒別、完整性檢查、健壯性及保密性都非常重要。當(dāng)用戶要求控制不同層次上的數(shù)據(jù)完整性及保密性的設(shè)定時，Grid FTP必須支持GSI(Grid Security Infrastructure)及kerberos認(rèn)證。GSI支持用戶代理、資源代理、認(rèn)證機構(gòu)和協(xié)議的實現(xiàn)，是Globus的安全基礎(chǔ)構(gòu)件包，是保證網(wǎng)格計算安全性的核心。(3)并行數(shù)據(jù)傳輸。并行數(shù)據(jù)傳輸就是在一個數(shù)據(jù)服務(wù)器上，將數(shù)據(jù)文件分段后在多種數(shù)據(jù)連接上傳輸數(shù)據(jù)。在廣域網(wǎng)中，客戶端及服務(wù)器之間或兩個服務(wù)器之間需要高帶寬。使用多個并行的TCP流與使用單一的TCP流相比能有效地提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目値?。Grid FTP通過指令及數(shù)據(jù)信道的擴展支持并行數(shù)據(jù)傳輸。(4)條狀數(shù)據(jù)傳輸。條狀數(shù)據(jù)傳輸是指應(yīng)用程序使用多個TCP流來傳輸分布在多個服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。在網(wǎng)格環(huán)境中，大規(guī)模的數(shù)據(jù)可分布放置在多個存儲點上。Grid FTP能啟動條狀傳輸，條狀傳輸可以在并行傳輸?shù)幕A(chǔ)上進一步提高總帶寬及數(shù)據(jù)傳輸速度。(5)部分文件傳輸。許多應(yīng)用程序只需要訪問某個遠(yuǎn)程文件的一部分。而標(biāo)準(zhǔn)的FTP只能傳輸整個文件或從文件某個特殊位置開始的剩余部分，因此需要特定的數(shù)據(jù)傳輸支持。Grid FTP引入新的FTP指令以支持從一個文件的任意位置開始傳輸數(shù)據(jù)。(6)支持可靠的數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)重傳。對于許多處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序來說，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院苤匾?。處理短暫的?shù)據(jù)傳輸故障和服務(wù)器故障等是不可缺少的容錯手段。Grid FTP支持可靠的數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)重傳，并把它擴展到新的數(shù)據(jù)通道協(xié)議中。 OGSADAI開放網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)數(shù)據(jù)集成訪問中間件OGSADAI（Open Grid Service ArchitectureData Access and Integration）[28]。是在網(wǎng)格框架上發(fā)展而來的，符合開放式網(wǎng)格框架標(biāo)準(zhǔn)(OGSA)的數(shù)據(jù)集成和訪問中間件，能把各種分布的、異構(gòu)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、XML數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)呈現(xiàn)到網(wǎng)格服務(wù)之上，并為用戶提供統(tǒng)一的訪問查詢接口，如下圖所示。OGSADAI可以為用戶提供實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成訪問的Web服務(wù)，提供數(shù)據(jù)資源的查詢、更新、傳輸和轉(zhuǎn)換功能，網(wǎng)格用戶可以通過網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)訪問網(wǎng)格中各種異構(gòu)數(shù)據(jù)源，使得數(shù)據(jù)資源的訪問更加高效、透明，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的高度共享和協(xié)同處理。 OGSADAI中間件屏蔽異構(gòu)性O(shè)GSADAI主要功能：—包括各種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，XML或者文件都呈現(xiàn)在網(wǎng)格環(huán)境之下。，或者其他OGSADAI服務(wù)，URL Servers，F(xiàn)TP Servers，GridFTP Servers，文件中。，這個格式是由響應(yīng)的數(shù)據(jù)資源通過服務(wù)暴露給客戶端的標(biāo)準(zhǔn)。 Web服務(wù)上的數(shù)據(jù)資源和服務(wù)所支持的功能。，用戶可以根據(jù)需要在OGSADAI上擴展數(shù)據(jù)源，或者進行擴展功能。、更新、轉(zhuǎn)換（通過XSLT）、傳輸數(shù)據(jù)的途徑。OGSADAI的服務(wù)器端組件可分劃分成展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層。其中業(yè)務(wù)邏輯層涵蓋了OGSADAI的核心功能，包括：1）執(zhí)行文檔的執(zhí)行（數(shù)據(jù)查詢、更新、傳輸、轉(zhuǎn)換等）；2）為客戶端生成包含執(zhí)行結(jié)果的相應(yīng)文檔；3）數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換的管理；4）與數(shù)據(jù)資源的鏈接，交互，管理。展現(xiàn)層負(fù)責(zé)將OGSADAI呈現(xiàn)到網(wǎng)格或具有網(wǎng)格功能的接口上。主要包含Web服務(wù)或者網(wǎng)格服務(wù)的WSDL描述和相應(yīng)的XMLSchema。OGSADAI組件的客戶端包含一個客戶端工具，它為客戶端提供了與OGSADAI服務(wù)高水平的交互接口?？蛻舳伺c服務(wù)端之間采用SOAP消息協(xié)議進行通信。 OGSADAI體系結(jié)構(gòu)圖 本章小結(jié)本章概要介紹了網(wǎng)格最新的架構(gòu)WSRF和核心中間Globus Toolkit，然后了解了某些底層網(wǎng)格服務(wù)的詳細(xì)知識。Index Service是一個注冊表，負(fù)責(zé)搜集信息并以資源屬性的形式來發(fā)布這些信息。Trigger Service使客戶機可以訂閱資源屬性，并在數(shù)據(jù)達(dá)到某個極限值時執(zhí)行預(yù)定義的操作。這些服務(wù)都是構(gòu)建在Aggregation Service之上的，后者也可以對來自外部信息源的信息進行聚集。這些信息可以匯集到一個集成的注冊表中，稱為網(wǎng)格Index Service。Index Service以編程方式向客戶機提供了資源屬性信息，這可以通過Web服務(wù)、命令行接口或瀏覽器來接收。4 利用WSRF框架的OGC服務(wù)實現(xiàn)目前，網(wǎng)格技術(shù)己經(jīng)應(yīng)用到GIS領(lǐng)域中，網(wǎng)格技術(shù)成為了解決地理信息系統(tǒng)深入應(yīng)用過程中涉及的大規(guī)模計算而產(chǎn)生計算資源短缺瓶頸的強大手段[35]?？臻g信息具有關(guān)系復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)量大、隨時間變化以及多源異構(gòu)等特點。傳統(tǒng)的空間信息系統(tǒng)和Web GIS都不能很好的解決空間資源的有效共享和充分利用的問題，網(wǎng)格的出現(xiàn)為空間信息科學(xué)的發(fā)展起到了很大的推動作用，在網(wǎng)格環(huán)境下的空間信息技術(shù)不僅可以使共享的資源實現(xiàn)充分共享，而且強調(diào)資源共享的一體化管理，由此產(chǎn)生了空間信息網(wǎng)格 (Spatial Information Grid)?？臻g信息網(wǎng)格是一種匯集和共享地理上分布的各種海量空間信息資源，對其進行一體化組織與管理，具有按需服務(wù)能力的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。其最終目標(biāo)是將Internet上的空間服務(wù)站點連接起來，實現(xiàn)服務(wù)點播 (Service On Demand)和一步到位的服務(wù)(One Click is Enough)[32]?？臻g信息網(wǎng)格提供了一體化的空間信息獲取、處理與應(yīng)用服務(wù)的基本技術(shù)框架以及智能化的空間信息處理平臺和基本應(yīng)用環(huán)境。在該網(wǎng)格中，各種空間信息資源被統(tǒng)一管理和使用，空間信息處理是分布式協(xié)作和職能化的，用戶可以以通過單一的邏輯門戶透明地訪問所有空間信息資源[31]。 空間信息網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系空間信息網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)體系是根據(jù)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)結(jié)合空間信息網(wǎng)格的自身特點而來的，一般是包括資源層、服務(wù)層和應(yīng)用層的三層體系結(jié)構(gòu)[34]。資源層構(gòu)成空間信息網(wǎng)格的硬件基礎(chǔ)，主要包括各種空間信息獲取儀器(例如航天遙感器、面遙感設(shè)備等)、各種存儲設(shè)備(例如大型磁盤陣列)、各類空間數(shù)據(jù)庫(例如基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、地物光譜數(shù)據(jù)庫等)、各種信息處理設(shè)備(例如超級計算機、PC，PDA等)，他們通過連接，或各種無線通信設(shè)施實現(xiàn)物理連接。服務(wù)層提供一個空間信息一體化管理與處理平臺，通過屏蔽資源層中分散、動態(tài)、異構(gòu)的各種資源，從而實現(xiàn)空間信息資源的共享、集成和互操作，為應(yīng)用層提供透明的、一致的使用接口，以支持用戶在應(yīng)用層上的應(yīng)用開發(fā)。該層主要包括遙感信息處理軟件、大型地理信息系統(tǒng)、空間信息搜索引擎、空間數(shù)據(jù)和信息的整合與組織管理，空間信息在線分析和智能處理、以及各種協(xié)議軟件和服務(wù)規(guī)范等。應(yīng)用層提供一個面向應(yīng)用領(lǐng)域的空間信息集成應(yīng)用環(huán)境。在服務(wù)層的基礎(chǔ)上，用戶可以根據(jù)各自具體的應(yīng)用領(lǐng)域，針對空間信息的使用模式和使用特點，運用相應(yīng)的軟件工具、開發(fā)平臺以及空間信息使用政策和協(xié)議等，開發(fā)適用于該領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)。本技術(shù)的目標(biāo)就是將空間數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布和運行于網(wǎng)格環(huán)境，使之成為符合WSRF規(guī)范的有狀態(tài)服務(wù)，從而在網(wǎng)格環(huán)境下監(jiān)控和管理這些空間信息服務(wù)的使用情況，達(dá)到實時管理和調(diào)度的目的。[36] 空間服務(wù)網(wǎng)格專注于Grid GIS服務(wù)的統(tǒng)一管理和高效訪問，為用戶或者其他網(wǎng)格提供功能服務(wù)?？臻g服務(wù)網(wǎng)格的關(guān)鍵技術(shù)是空間服務(wù)的元數(shù)據(jù)目錄，元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)為空間服務(wù)的虛擬視圖設(shè)計、資源選取、資源定位等操作提供有