面向BIRIS—Cloud的資源管理框架

李憲英 戰(zhàn)德臣 聶蘭順

摘要：BIRIS-Cloud服務平臺是一個第四方的服務平臺，上面有著大量的第三方，將這些第三方稱之為服務中心。每個服務中心下都有來自不同提供者的大量的異構(gòu)資源，對不同種類的資源以一種統(tǒng)一的方式進行管理，能夠提高資源的利用率，有助于資源的優(yōu)化調(diào)度。先是對資源管理的問題進行描述，建立起資源型的概念，在資源型和資源的通型表示的基礎之上提出資源模型，即資源管理框架，該框架能夠把不同種類的資源以一種統(tǒng)一的方式進行瀏覽、查詢和管理，最后對資源管理框架進行形式化定義，提出了基于XML的資源管理框架解析引擎。

關鍵詞：資源管理； 資源型； 資源模型； 資源管理框架

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A文章編號：2095-2163（2013）06-0025-05

0引言

隨著服務業(yè)發(fā)展的日趨成熟，已有更多的資源提供者和客戶參與到服務中來。云計算描述了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的IT服務增加、使用和交付的嶄新模式[1]。BIRIS-Cloud服務平臺是建立在面向雙邊資源整合的服務模式（BIRIS）[2]基礎之上的云服務平臺，是一個第四方的服務平臺，在其上集聚著大量的服務中心，每個服務中心擁有大量的客戶和資源提供者，資源提供者能夠提供大量的不同種類的資源接入到服務中心，這里的資源并不僅僅只是具有物理實體的資源，還包括提供諸如Web Service等類似的軟構(gòu)件資源。資源管理問題并非新設問題，無論在任何領域，若要發(fā)揮資源作用的最大化，資源管理即必不可少。云計算在近年來發(fā)展迅速，很多傳統(tǒng)項目都在結(jié)合云計算的優(yōu)點進行轉(zhuǎn)型，因此云環(huán)境下的資源管理也相應地成為近來研究的熱點和焦點。立體化教學資源模型構(gòu)建[3]主要是針對教學資源的管理；文獻[4]提出了一種基于RDF[5]的資源形式化方法；OWL（Web Ontology Language）是W3C開發(fā)的一種網(wǎng)絡本體語言，用于對本體進行語義描述[6]，文獻[7]在OWL語言的基礎之上，構(gòu)建了面向制造功能描述的資源信息模型[7]。文獻[8]則提出了一種資源的元模型，然后形成了對制造資源管理的統(tǒng)一框架[8]。

在資源管理的相關研究中，一方面，每個服務中心都會擁有大量不同類型的資源，另一方面還需要針對異構(gòu)資源能夠以一種統(tǒng)一的方式來進行描述?；谌缟蟽蓚€方面，本文提出了一套資源管理框架，該資源管理框架能夠針對不同服務中心下的不同類型的資源在資源管理框架中以一種統(tǒng)一的形式來對資源進行瀏覽和查詢。另外，研究可知，XML語言具有跨平臺性、自描述性、靈活性等特征，因此本文采用XML Schema來對資源管理框架進行了形式化定義，并提出了基于XML的資源管理框架解析引擎。

1資源管理問題描述

本文主要研究的是資源管理，圖1是對資源管理問題的一個描述。圖中的服務中心代表BIRIS-Cloud服務平臺上大量的服務中心，每個服務中心都擁有大量的不同種類的資源，而由于不同種類的資源特征是不同的，所以對其的描述屬性也是不同的，反映在系統(tǒng)中就是不同種類的資源將使用不同的數(shù)據(jù)表來進行存儲，如何能夠?qū)⑦@些不同種類的資源使用一種統(tǒng)一的方式進行管理，即是本文即將著重解決的主要問題。

由圖1可以看出，要想實現(xiàn)資源以統(tǒng)一方式進行瀏覽和管理，主要存在以下幾個問題：

（1）每個服務中心下的不同的種類的資源使用不同數(shù)據(jù)表來進行存儲；

（2）不同服務中心下的相同種類的資源的描述屬性可能也是不同的；

（3）要想使用一種統(tǒng)一的方式進行表示，如何確定資源統(tǒng)一表示方式的屬性組；

（4）如何在資源統(tǒng)一表示方法中區(qū)分主鍵相同而類別不同的資源；

（5）如何檢測到資源的數(shù)據(jù)表中的變化，完成資源統(tǒng)一表示的數(shù)據(jù)表的同步。

2資源管理問題建模

2.1資源型的定義

一方面，不同類型的資源，所能提供的服務是不同的，其描述的屬性也是不同的，因此相應的數(shù)據(jù)表也分別是不同的；另一方面，同一種類型的資源的所有的信息可能是由多個數(shù)據(jù)表聯(lián)合得到的，因此一種類型的資源的集合可以使用以下形式來表示：

Resource：=

其中，Resource表示某種類型的資源集合，T1、T2、Tn分別表示與該資源類別相關的數(shù)據(jù)表，表示數(shù)據(jù)表T1，T2，……，Tn通過一定的關聯(lián)關系得到的數(shù)據(jù)的集合。在這里，引入了“資源型”的概念來區(qū)分這種具有不同描述屬性的資源。

資源型是對某一類別資源的描述屬性的定義，可用來描述和刻畫某一種類型的資源的描述屬性特點，說明某種類型的資源所具有的描述屬性和特征，且主要強調(diào)的是該類型的資源在系統(tǒng)中所需要描述的特征。在此使用以下關系式來對資源型ResourceType進行定義：

ResourceType：= } > }>，其中：

ResTypeID：資源型的唯一標識，用來區(qū)分不同的資源型；

TableCount：用來說明與此資源型相關的數(shù)據(jù)表的個數(shù)；

Status：用來說明資源型的使用狀態(tài)，標識資源型是否可用；

TableName：用來說明資源型對應的數(shù)據(jù)表的名稱；

TableCate：用來說明資源型對應的數(shù)據(jù)表的類別；

AttrCount：說明一個數(shù)據(jù)表中的描述屬性的個數(shù)；

AttrName：說明一個數(shù)據(jù)表中的某一個描述屬性的名稱；

AttrType：說明一個數(shù)據(jù)表中的某一個描述屬性的值的類別。

因為資源型的定義中，資源型對應的數(shù)據(jù)表是采用集合的形式進行定義的，對于每個數(shù)據(jù)表的屬性定義也是采用集合的形式進行和完成的，這樣可知資源型是可擴展的。所以，當有新的不同類型的資源需要注冊到系統(tǒng)中時，可以通過資源型對該類別的資源進行刻畫和描述，由此可將不同類別的資源接入到BIRIS-Cloud服務平臺，使得BIRIS-Cloud服務平臺能夠識別該資源。

2.2資源的專型表示和通型表示

文中將這種使用資源型定義的屬性組來描述資源的方式稱為資源的專型表示。該種表示方法與資源型直接相關，若資源型不同，則資源的專型表示也就不同。

資源的通型表示則是對所有資源的一種統(tǒng)一的表示方式，即與資源型無關的一種表示方法，也就是對于任意的一種資源都可使用相同的屬性組進行描述和刻畫。資源的通型表示與資源的專型表示是相對的，也是一一對應的。在這里，使用以下關系式來對資源的通型表示的屬性組ResourceGeneral來進行描述：

ResourceGeneral：=，其中：

ResID：資源的通型表示中對資源的編號，能夠唯一地標識一個資源；

ProID：資源提供者的編號，能夠唯一地標識一個資源的提供者；

ResTypeID：資源型ID，即上一小節(jié)定義的能夠唯一標識資源型的編號；

ResTypePKValue：資源專型表示方式中的資源的物理主鍵的值，通過該值與資源型ID就可以對不同類型的資源，但是資源主鍵一樣的情況加以明確區(qū)分；

ResCate：資源的類別標識，因為同一種類型的資源也會有很多，同一種類型的資源所能提供的服務也是有區(qū)別的，因此這個標識說明對資源型的一個分類；

{GeneralAtt}：資源的通型表示的屬性的集合，可擴展的，能夠適應服務系統(tǒng)的發(fā)展和變化情況。

2.3資源模型

因為資源型的描述屬性是未知的，尤其是當有新的資源類別注冊到系統(tǒng)中時，為了能夠完成資源數(shù)據(jù)由資源專型數(shù)據(jù)表到資源通型信息表的實時同步，就需要記錄每種資源型的描述屬性與資源通型表中的屬性映射關系。根據(jù)這種映射關系，可以形成該資源型對應的視圖，如圖2中的DishTypeView，該視圖中的屬性都是資源的通型信息表中的屬性之一，視圖中的值則來源于資源型信息表。因此，一個資源型與資源通型表示方法中的屬性的映射關系可以使用如下關系表達式進行描述：

Mapping：={}，其中：

RestypeID：資源型的唯一標識，能夠唯一地區(qū)分不同的資源型；

TableName：資源型對應的數(shù)據(jù)表名稱；

SubAttr：資源型的屬性名稱；

GeneralAttr：資源通型表示中的屬性名稱。

因為一個服務中心下會含有大量的不同種類的資源，因此一個服務中心下就會存在著多個資源型與之相對應，而每種資源型的專型表示與資源的通型表示也都會存在著大量的上述映射關系Mapping。為了能夠更好地管理這種映射關系，此處又提出了 “資源模型”的概念來進行管理。

如圖3所示，資源模型是一套資源描述框架。一個資源模型則包含且僅包含一個資源的通型表示的數(shù)據(jù)表。一個資源模型可以包含若干個資源型的資源，一個資源型有多個數(shù)據(jù)表與之相關，因此也就包含每個資源型相關的所有的數(shù)據(jù)表。這里資源的分類，指的是對資源型內(nèi)部進行一個組織分類，由于資源的分類問題不是本文關注的重點，不需在這里進行贅述。同時，同一資源型對于不同的客戶可能展現(xiàn)的信息也是不同的，所以存在資源型與瀏覽方式綁定。

3資源管理框架解析引擎

3.1資源模型的形式化定義

在圖3中，可以看出一個資源模型應該包括以下幾個部分：

（1）資源模型自身的一些基本信息以及資源模型的通型表示的數(shù)據(jù)表的定義；

（2）資源模型所包含的資源型；

（3）每個資源型的詳細定義，包括資源型對應的數(shù)據(jù)表，每個數(shù)據(jù)表的屬性構(gòu)成以及該屬性與資源通型表示的數(shù)據(jù)表中的那個屬性構(gòu)成映射關系；

（4）資源型的分類體系，針對該資源型進行了何種的組織和分類；

（5）資源型的瀏覽方式綁定，因為不同的資源型可以使用不同的瀏覽方式去進行展示，也可以根據(jù)需要，針對不同的客戶展現(xiàn)方式的不同酌情展示，因此有必要綁定資源型與瀏覽方式。

資源模型是建立在資源型的基礎之上，資源模型管理的是多個資源型的專型表示與資源的通型表示的映射關系，因此這里將給出資源模型定義的部分規(guī)則。ResourceModel是整個文件的根元素，說明了定義一個資源模型應該包含的各個組成部分，其下有五個子元素分別與上面的五大部分相對應，依次為資源模型的基本信息、資源模型包含的資源型的詳細定義、資源模型包含的資源型的定義，資源類別的定義、資源型與瀏覽方式的綁定的定義。此處，以DOM樹的形式給出資源模型Schema的定義，詳情見圖4。其中，橢圓形代表的是復雜類型標簽，長方形代表的是簡單類型標簽，虛線的標簽代表可能存在也可能不存在。只是中間有些復雜類型標簽并未給出定義，因為該類標簽下是一些簡單標簽。

3.2資源管理框架解析引擎

資源管理框架解析引擎主要包括XML解析器、資源管理框架控制器、資源型管理器、資源類別管理器、資源模型管理器、資源型與瀏覽方式管理器等部分，如圖5所示。

由圖5可知，對其中各部分的功能解析如下所示。

XML解析器。讀取資源模型定義文件，根據(jù)資源模型的Schema文件來對資源模型定義文件的語法進行檢查，并對其內(nèi)容進行解析，以確保資源模型定義文件的合法性。XML解析器會將資源模型定義文件中的信息以一個對象的形式傳遞給資源管理框架控制器。

資源管理框架控制器。完成對資源型管理器、資源類別管理器、資源模型管理器和資源型與瀏覽方式管理器的調(diào)度，使得這些管理器之間協(xié)調(diào)工作，共同完成資源模型的配置工作。

資源型管理器。主要負責資源型定義部分的邏輯錯誤驗證，包括資源型ID是否被占用，資源型對應的數(shù)據(jù)表的個數(shù)與數(shù)據(jù)表定義的個數(shù)是否一致等問題。

資源類別管理器。主要負責資源類別定義部分的邏輯錯誤的驗證，包括資源類別ID是否沖突，資源類別的父項資源類別是否已經(jīng)存在，每一個資源型是否都有與之相對應的資源類別等問題。

資源模型管理器。主要負責資源模型定義部分的邏輯錯誤的驗證，包括資源通型信息表名稱是否被占用，資源模型包含的所有的資源型是否都已經(jīng)進行了定義等問題。

資源型與瀏覽方式管理器。主要負責資源型與不同瀏覽方式的綁定問題。

4結(jié)束語

論文提出了一套新的資源管理框架，使用這套資源管理框架能夠?qū)⒉煌N類的資源以一種統(tǒng)一的方式進行瀏覽、查詢和管理。該套資源管理框架對不同種類的資源進行總結(jié)，根據(jù)資源的不同，尋求其獨有的特征，稱這種表示方法為資源的專型表示法，找出不同類別的資源之間的共性，形成對資源的一種通型表示方法，并建立起二者之間的映射關系，從而完成對資源的統(tǒng)一形式描述，為其后進行服務資源的組合、服務資源服務質(zhì)量評價提供了切實有效的基礎。

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