網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫管理模型與實現(xiàn)策略

隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的網(wǎng)格應(yīng)用需要管理大容量以及分布較廣的數(shù)據(jù)，在開放的網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中，為網(wǎng)格服務(wù)提供了動態(tài)管理的借口。本文對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理模型以及策略進(jìn)行分析和探討，旨在優(yōu)化數(shù)據(jù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫 管理模型 管理策略

網(wǎng)格技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的一種前端技術(shù)，隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，從計算機(jī)領(lǐng)域逐漸朝著工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展，并且在企業(yè)資源管理、供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理、電子商務(wù)管理等領(lǐng)域中有越來越廣闊的應(yīng)用。網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用的核心是數(shù)據(jù)庫，按照應(yīng)用類型不同可以將網(wǎng)格分為計算網(wǎng)格、數(shù)據(jù)網(wǎng)格、科學(xué)網(wǎng)格、知識網(wǎng)格等，數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)網(wǎng)格的重要組成部分，網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫技術(shù)的升級，通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)格化處理，可以給客戶提供可靠性、持續(xù)性高的網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)，對于一些高負(fù)載的大數(shù)據(jù)可以進(jìn)行充分利用，實現(xiàn)計算機(jī)的負(fù)載平衡，并且還能降具體的作業(yè)和動作分配到多臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，提高服務(wù)器的執(zhí)行效率。

1 網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫概述

網(wǎng)格是計算機(jī)中集成的一個計算和資源環(huán)境，包含多個機(jī)構(gòu)的虛擬組織和資源，其主要目的是對各種資源共享問題進(jìn)行解決。通過網(wǎng)格所協(xié)調(diào)的資源和用戶一般不是通過計算機(jī)中央控制系統(tǒng)來控制的，而是存在多個控制領(lǐng)域，因此在計算機(jī)系統(tǒng)中會出現(xiàn)比較松散的結(jié)構(gòu)，為了對這個松散的結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合，控制管理各種資源，則必須要使用標(biāo)準(zhǔn)的、開放的和通用的協(xié)議和接口來解決各種基本問題，比如計算機(jī)操作的認(rèn)證、授權(quán)、資源的訪問等。網(wǎng)格就是一種新的計算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施，可以向計算機(jī)虛擬組織中的用戶提供相關(guān)的服務(wù)。

關(guān)于網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，可以從兩個方面進(jìn)行描述，

一個是以協(xié)議為中心的五層結(jié)構(gòu)，從底層開始分別是構(gòu)造層、連接層、資源層、匯聚層和應(yīng)用層。其中構(gòu)造層包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，比如計算機(jī)、存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理軟件等；連接層主要負(fù)責(zé)通信和連接，包括通信協(xié)議、安全認(rèn)證、消息保護(hù)機(jī)制、身份映射等；資源層則包括信息協(xié)議、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的配置、負(fù)載等；匯聚層提供協(xié)同分配、調(diào)度以及代理服務(wù)、數(shù)據(jù)庫復(fù)制服務(wù)、故障恢復(fù)服務(wù)等；應(yīng)用層主要是通過API/SDK來訪問匯聚層和資源層的服務(wù)，并且對網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫的服務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行查詢。

另一個是以服務(wù)為中心的開放網(wǎng)格體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。開放網(wǎng)格體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了網(wǎng)格從科學(xué)協(xié)同計算向商業(yè)計算擴(kuò)展的需求，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是建立在Globus工具包和Web服務(wù)兩個技術(shù)之上。開放網(wǎng)格體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對網(wǎng)格服務(wù)的具體情況進(jìn)行了定義，這是一種提供了一系列遵守特定規(guī)則，并且明確定義的系統(tǒng)借口的Web服務(wù)，這些接口不僅可以提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能，還可以創(chuàng)建動態(tài)服務(wù)，對生命期進(jìn)行管理。

2 網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫的管理模型及其實現(xiàn)策略

在網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫中，包含眾多的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為一個整體，為用戶提供相關(guān)的服務(wù)，用戶可以不用關(guān)心數(shù)據(jù)庫中的具體產(chǎn)品，只要通過標(biāo)準(zhǔn)的接口就可以對各種信息進(jìn)行調(diào)用。具體說來，網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)包括以下幾個方面的內(nèi)容：

2.1 網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)

網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)，指的是為用戶提供訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)的功能。

2.2 網(wǎng)格數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)

網(wǎng)格數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，指的是可以為用戶提供在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行交流并且對交流結(jié)果進(jìn)行傳輸?shù)墓δ堋Ｔ诰W(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)的整體結(jié)構(gòu)中，主要負(fù)責(zé)對各種查詢結(jié)果進(jìn)行傳遞，對各種語句輸入情況進(jìn)行接收。

2.3 網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)注冊器和網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠

包括網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫的注冊、網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)的創(chuàng)建、網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)的使用、網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫注銷等過程。

2.3.1 網(wǎng)格服務(wù)注冊

注冊服務(wù)主要是提供網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)、網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠的注冊及其服務(wù)功能的，只有經(jīng)過注冊之后的服務(wù)，才能在網(wǎng)格中存在，并且為用戶提供服務(wù)?？蛻粼谑褂镁W(wǎng)格數(shù)據(jù)庫的時候，通過相應(yīng)的查詢功能就可以發(fā)現(xiàn)特定的服務(wù)或者功能。一個注冊用戶可以被多個客戶使用，注冊服務(wù)是一種持久性的服務(wù)。網(wǎng)格服務(wù)的注冊方式有很多種，比如網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠創(chuàng)建的時候就可以同時將自己注冊到網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)注冊器中，網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠在創(chuàng)建網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)的時候，也可以進(jìn)行注冊。相同的，網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠、網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)在注冊器中的注銷方法也有很多種，比如可以自行注銷，也可以通過客戶的操作來進(jìn)行注銷。

2.3.2 網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)的創(chuàng)建過程

當(dāng)客戶根據(jù)自己的需求向網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)注冊器提交查詢申請的時候，在網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)注冊器中可能并不存在這種服務(wù)，也可能只有一個適合的網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠，也可能有多個適合的網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠，針對第三種情況，應(yīng)該要根據(jù)一個特定的標(biāo)準(zhǔn)，確定一個網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠，并且與這個網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠進(jìn)行連接，提出自己的服務(wù)需求，從而讓網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠創(chuàng)建相應(yīng)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.3.3 網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫服務(wù)的發(fā)現(xiàn)過程

網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程主要是對網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫中的各種服務(wù)進(jìn)行檢索和對比的過程，當(dāng)一個客戶向網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠發(fā)出查找申請的時候，可能出現(xiàn)幾種情況：

（1）沒有找到合適的網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)，則要繼續(xù)向網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)注冊器提出查詢申請，確定網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)工廠可以根據(jù)具體情況生產(chǎn)一個網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)。

（2）可以找到一個合適的網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)，客戶可以和這個網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)取得聯(lián)系。

（3）找到多個合適的網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)，則應(yīng)該要根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)，確定其中一個網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)，然后再讓客戶和這個服務(wù)進(jìn)行聯(lián)系。

3 結(jié)語

綜上所述，網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)網(wǎng)格研究的一個分支，數(shù)據(jù)網(wǎng)格的應(yīng)用十分廣泛，在大容量、高性能以及高速傳輸?shù)挠嬎闫脚_中有十分廣泛的應(yīng)用。在網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用過程中，要對各種基本的功能進(jìn)行完善，從而方便用戶對數(shù)據(jù)庫中的各種信息進(jìn)行調(diào)用。

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作者簡介

孫晗（1975-），男，山東省肥城市人。大學(xué)本科學(xué)歷。工程師。研究方向為服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)管理。

作者單位

四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川省成都市 610100