9.3面向服务的Hybrid系统的框架(Framework)

面向服务的Hybrid系统的框架内容面向服务的Hybrid系统的框架（Framework）概述旅游服务中心系统概述面向服务的Hybrid系统模型利用资源虚拟化封装低层物理资源利用任务虚拟化封装高层业务应用利用虚拟组织封装网格社区面向服务的Hybrid系统面向服务的Hybrid系统是在Internet、服务网格和云平台环境下建立的面向信息化的应用系统，其运行环境采用支持服务组件的多层结构，包括三层:物理层中间件层应用层面向服务的Hybrid系统的框架物理层在物理层，面向服务的Hybrid系统不是运行在传统信息系统所在的大型机或LAN环境下，而是运行在Internet和云平台环境下。云平台中的各种资源，如计算资源、数据资源、通信资源等，都可以被整合和调度，形成面向服务的Hybrid系统的底层支撑。中间件层在中间件层，作为整个面向服务的Hybrid系统的核心，以各种抽象的通用核心服务覆盖异构资源的差异，完成服务资源的服务指派、服务控制、服务组合等。应用层在应用层，作为整个面向服务的Hybrid系统的价值体现，完成用户需求的服务工作流、网络内容管理、电子商务物料流管理等各种具体业务应用。服务虚拟化在面向服务的Hybrid系统中，面向服务的特征体现在物理层、中间件层、和应用层各有相应的服务虚拟化与之对应，形成资源的虚拟化、组织机构的虚拟化、和任务的虚拟化。资源虚拟化通过服务接口和服务实现的分离支持服务虚拟化(virtualization)，对底层物理资源进行的服务虚拟化通常被称为资源虚拟化，即以服务虚拟化的方式，通过适当的适配器（Adapter）完成对底层资源的即插即用（PlugandPlay）。利用资源虚拟化，实现工业/商业微观过程的融合（如数据传输过程、故障监控和通告过程等）任务虚拟化在面向服务的Hybrid系统中可能用到的高层业务应用很多，利用服务虚拟化的方法可以把它们封装成相应的高层服务，这通常被称为任务虚拟化。利用任务虚拟化，实现工业/商业宏观流程的融合（如工作流、作业、任务等），为高层业务应用封装所需的任务单元、数据分析业务、数据采集、数据流转、审核结果收集和反馈、异常处理、审计日志等提供了适当的抽象方法。组织机构的虚拟化面向服务的Hybrid系统的中间件层体现在组织机构的虚拟化中。利用VO（虚拟化组织），实现组织机构的融合，建立注册服务、匹配服务、调度服务、策略服务、监控服务、认证服务等各种虚拟机构；在此基础上，通过信息传递和信息反馈实现系统的融合。面向服务的Hybrid系统的特征结合面向服务的Hybrid系统的层次结构可以看到该系统的三个特征异构性（Heterogeneity）普适性(Ubiquity)稳定性（Stability）异构性在物理层，面向服务的Hybrid系统协调的资源是复杂多样、异彩纷呈的。每种应用涉及的资源、服务、内容各不相同，业务流程千差万别，分布的位置也远近不同，这说明了面向服务的Hybrid系统在本质属性上要求异构性（Heterogeneity）普适性在应用层，面向服务的Hybrid系统要求使用标准的、开放的、通用的服务协议和接口，从而使它能适合于各种高层应用，包括电子商务\电子政务\电子家庭\电子制造等等，这说明了面向服务的Hybrid系统在本质属性上要求普适性(Ubiquity)稳定性在所有三层，尤其在中间件层，面向服务的Hybrid系统不仅要求以服务的方式共享信息，而且要求提供非平凡的服务质量。所谓非平凡的服务质量，不一定是最优的服务质量，但应该是可正常使用的服务质量，即服务质量具有稳定性（Stability）。当然，最优的服务质量一定是非平凡的服务质量。不过，通常所谓的优化都是在特定的限制条件下求得的。内容面向服务的Hybrid系统的框架（Framework）概述旅游服务中心系统概述面向服务的Hybrid系统模型利用资源虚拟化封装低层物理资源利用任务虚拟化封装高层业务应用利用虚拟组织封装网格社区本课程中考虑创建新的旅游服务中心作为实例描述面向服务的Hybrid系统框架（Framework）的依托。旅游服务中心需要如下物理机构的交互：旅游服务中心建设位置选择时所涉及的复杂金融预测模型，该模型可由应用服务提供商ASP提供。存放相关旅游企业合作单位的历史数据和信息的企业数据库，存放在一个存储服务提供商(SSP)管理的存储系统。参加决策的业务部门首脑们处于不同的旅游热点城市，需要交互\协作地对中心建设位置的选择、业务流程、资金来源和分配等进行讨论。ASP可以根据需要从按需计算周期(Cycles)提供商获得额外的计算能力。从实例中可以看出，虚拟组织包括不同数量和类型的参与者（旅游服务中心、合作旅游企业、决策部门首脑、ASP、SSP、计算周期提供商等）；不同的行为类型（提供、交互、协作、管理等）；互操作的持续时间和规模不同（从数秒到数天，一次性的或周期性的）；访问的资源不同（金融预测应用资源、数据库存储资源、部门首脑等专家资源、CPU周期等计算资源）但是各个虚拟组织的相同点可以抽象成两点：拥有不同优先级的彼此不信任的参与者为了共同完成任务都需要共享资源。被共享的资源不仅是简单的文件资源,还包括软件资源,计算资源,数据资源,传感器资源,网络资源,通信资源等异彩纷呈的资源。显然，要建立类似的旅游服务中心是靠简单的采用传统IT技术所不能完成的任务。因此，我们需要使用面向服务的Hybrid系统实现资源共享。内容面向服务的Hybrid系统的框架（Framework）概述旅游服务中心系统概述面向服务的Hybrid系统模型利用资源虚拟化封装低层物理资源利用任务虚拟化封装高层业务应用利用虚拟组织封装网格社区从面向服务开发的角度分析，面向服务的Hybrid系统的模型主要在于其服务虚拟化过程，具体如图所示的任务虚拟化和资源虚拟化。从控制系统角度分析其整个业务过程，面向服务的Hybrid系统的模型主要在于信息的预处理、处理、利用的过程。其中，服务虚拟化过程对应信息预处理的过程，是业务和技术需求向作业和服务的转换过程，该过程的内反馈信息是软件开发中的测试信息；服务指派过程对应信息处理的过程，是作业和服务形成静态匹配的过程，该过程的内反馈信息是服务指派中的最小化信息；以服务控制为基础的服务调度过程对应信息利用的过程，是作业在所匹配的服务上运行的动态过程，该过程的内反馈信息是稳定性条件。另外，整个系统构成包含信息的预处理、处理、利用的工作流过程，采用针对服务组合模型的信息熵分析方法构成两重外部反馈，分别为针对服务虚拟化和服务指派等静态过程的静态熵分析，以及针对包含服务调度在内的整个信息的预处理、处理、利用的工作流过程的动态运行熵分析。面向服务的Hybrid系统模型全图内容面向服务的Hybrid系统的框架（Framework）概述旅游服务中心系统概述面向服务的Hybrid系统模型利用资源虚拟化封装低层物理资源利用任务虚拟化封装高层业务应用利用虚拟组织封装网格社区资源虚拟化资源虚拟化需要用相关的存储服务、数据传输服务和监控服务来模拟对底层数据资源的存储、调度和监控，如图。其中基于存储资源的存储服务，它提供操作来存储数据、检索数据、预留存储空间；数据传输服务，它提供操作以将数据从一个存储服务（存储资源）迁移到另一个存储服务（存储资源）；监控服务，它对数据传输服务的传输状况进行管理和监控。存储服务存储服务提供给用户一个定义有“存储文件”操作的接口，用户（如企业任务）能够在一个特定的存储服务实例上调用该操作，而不用关心这个实例是如何实现该存储服务接口的。存储服务具体实现该存储服务时，除了集中存放在SSP那里之外，可能有多种情况，比如被存储的文件或数据库可以集中存放在旅游中心计算机池的空闲RAID空间里，或者存放在具备高速网络连接的合作单位的本地计算机上；被存储的文件或数据库可以分散以网络形式存放，如存放在分布式文件系统里，或者存放在远程SAN存储网络里，或者存放在基于TCP/IP的NAS设备里；还可以存放在不固定的地点，如根据上下文(Context)、工作负载(Workload)、存储服务购买数量等因素来灵活选择地点保存。通过服务虚拟化、接口定义语言（如WSDL）等技术封装和描述服务，可以实现服务发现、服务融合、服务专用化以及接口扩展。数据传输服务图中的“数据传输服务”考虑采用组合多个相对简单的“存储服务”来实现，而基于OGSA的服务网格由于提供了服务组的功能而使服务组合更容易。服务组（ServiceGroup）是一种网格服务，它维护与一组网格服务实例相关的信息。任何服务实例集都可以用这种方式组合，它们不需要有相同的接口、创建者、生命期、服务功能等，惟一的需求是有人要组合它们。数据传输服务在图中采用两个存储服务构成服务组实现数据传输服务，ServiceGroup接口定义了成员关系约束，用于定义规则以便限制哪些服务实例可以作为成员。ServiceGroupEntry接口为单独的成员提供了独立的生命期管理，并为每个成员提供一个与存储服务相关联的惟一的EPR（WS-AddressingEndpointReference）。监控服务图中还展示了监控服务的封装。旅游服务中心信息系统的监控服务采用OGSA标准的通知机制实现。监控数据的基本单位是一个经过命名的、有时间戳的有结构的消息。消息源必须支持NotificationSource接口，以便对消息的订阅进行管理；消息接收者必须支持NotificationSink接口，以便接收通知消息。监控服务一个监控服务发往存储服务的订阅请求包括如下内容：一个描述了消息内容、类型和发送时间的订阅表达式，一个接收通知消息的网格服务实例，订阅的初始生命期等。通知消息通常是XML格式的，可以与SOAP/HTTP协议绑定进行消息传输。监控服务监控服务利用网格服务的自主性、动态性和状态信息可以实现故障处理、错误检测、性能分析、历史数据趋势分析、审计和入侵检测等功能。例如，当一个存储服务失败时，监控服务将通告错误的原因，高层的任务需求将被重定向到其它存储服务上运行。内容面向服务的Hybrid系统的框架（Framework）概述旅游服务中心系统概述面向服务的Hybrid系统模型利用资源虚拟化封装低层物理资源利用任务虚拟化封装高层业务应用利用虚拟组织封装网格社区任务虚拟化在旅游服务中心信息系统中可能用到的高层业务应用很多，利用服务虚拟化的方法可以把它们封装成相应的高层服务，这通常被称为任务虚拟化。服务网格技术为高层业务应用封装所需的任务单元、数据分析业务、数据采集、数据分发、结果收集和反馈、异常处理、审计日志等提供了适当的抽象方法。任务虚拟化旅游服务图中展示了一个旅游服务的封装。该服务要访问“旅途定票服务”、“旅游住宿服务”、“景点门票服务”三个服务，这三个服务构成服务组（ServiceGroup），旅游服务中包含组成员关系约束，以及相应的三个成员服务的EPR标识，以及一个应用特定接口，“旅游预算”接口。旅途定票服务旅途定票服务中包含一个应用特定接口，“旅途费用”接口，以及相关的服务数据信息，比如航班信息（航班的编号、所属的航空公司编号、起落时间、起落地点、机票费用等）、预定信息（游客的编号、姓名、出行时间、预定的航班编号等）。旅游住宿服务旅游住宿服务中包含一个应用特定接口，“宾馆费”接口，以及相关的服务数据信息，比如宾馆信息（宾馆的编号、名称、所属城市、星级、房间标准、住宿费用等）、预定信息（游客的编号、姓名、住宿时间、预定的宾馆编号和房间编号等）。景点门票服务景点门票服务中包含一个应用特定接口，“门票费”接口，以及相关的服务数据信息，比如景点信息（景点的编号、名称、所属地点、门票费用等）、预定信息（游客的编号、姓名、出行时间、预定的旅游线路等）。监控服务监控服务