计算机软件与理论专业优秀论文计算机软件与理论专业优秀论文 面向服务的分布式操作系统及其面向服务的分布式操作系统及其上的服务组合关键技术研究上的服务组合关键技术研究关键词：面向服务关键词：面向服务 操作系统操作系统 服务路径服务路径摘要：随着编程范型、分布式计算以及业务计算这三个领域的技术发展，面向 服务的体系结构 SOA 和面向服务的计算 SOC 得到了学界和业界广泛的关注和发 展。SOA 提出了一种松耦合的、基于服务来组织计算资源的软件系统架构风格。本文首先针对现有 SOA 应用的体系结构进行了分析。分析表明，目前“服 务”抽象是在 SOA 应用体系结构中较为中间的层次实现的，其底层却仍然依赖 于传统的进程/线程抽象，不能直接有效地支持基于 SOA 的应用。针对这一现 象，本论文提出如下问题：能否使操作系统或者分布式操作系统直接以“面向 服务”这个统一的概念来实现它们之间或者与已有的分布式计算系统之间的互 操作?针对这个问题，本文对建立一种面向服务的分布式操作系统进行了系统、 深入的研究与实践。 建立面向服务的操作系统最关键也是最基本的问题是要 给出服务在操作系统级上的抽象。本文将服务的概念引入操作系统的基本抽象 中，对本实验室提出的服务体/执行流模型进行了概念上的扩展，并依此提出了 面向服务的操作系统的基本结构。在扩展后的服务体/执行流模型中，服务体是 服务的载体，端口是服务通信和访问的接口，而小端口则是服务的实例。 对 于面向服务的分布式操作系统 SODOS，本文对如下几个方面的关键技术进行了 深入的研究与探讨，主要包括 SODOS 的体系结构、具有单一系统映像的服务界 面、服务的发布、远程服务请求的代理、命名和名字服务、多执行流调度、服 务副本和服务实例迁移以及一致性维护等。 从面向服务应用的需求看，除了 要有一个面向服务的分布式操作系统来提供服务的发布与发现以及服务通信之 外，还必须为 SOA 应用提供基础服务的部署方案，并为它提供服务组合路径优 化方法。然而在这两个方面现有的研究大多是针对大规模网络的，如 Internet、服务网格以及服务覆盖网络等，而不是针对局部密集服务环境的。 在局部密集服务环境中，无论是服务部署还是服务通信，其系统特征都有别于 上述大规模网络。据此，本文对服务的部署和服务组合的路径优化问题分别进 行了深入研究，提出了相应的算法并进行了模拟实验。研究中所做出的新贡献 如下： 1) 首次将“服务”这一概念引入到操作系统的基本抽象中，并对服 务体/执行流模型 SEFM 进行了概念上的扩展，使其能够有效支持面向服务的计 算； 2) 首次提出面向服务的分布式操作系统的概念，并对此进行了总体设 计，深入研究了其中的透明的远程服务请求技术、位置无关的服务命名方法、 名字空间的组织与管理等关键技术，并给出了解决方案； 3) 针对局部密集 服务环境下所特有的服务局部分布特性和密集分布特性，本论文提出了一种静 态的服务部署方法，该方法依次考虑了网络流量最小化、负载平衡以及服务最 小分布这三个约束条件。 4) 针对局域分布式系统中节点间通信距离近似相 等的特征，本文提出了一种服务组合路径优化算法。与大规模网络环境下不同， 在局部密集环境中，服务组合路径的长度不再大于成员服务的个数，为此引入 了两个新的参数来调整服务节点的选择，从而减少了服务路径的长度，进一步 降低了系统的网络流量。正文内容正文内容随着编程范型、分布式计算以及业务计算这三个领域的技术发展，面向服 务的体系结构 SOA 和面向服务的计算 SOC 得到了学界和业界广泛的关注和发展。 SOA 提出了一种松耦合的、基于服务来组织计算资源的软件系统架构风格。 本文首先针对现有 SOA 应用的体系结构进行了分析。分析表明，目前“服务” 抽象是在 SOA 应用体系结构中较为中间的层次实现的，其底层却仍然依赖于传 统的进程/线程抽象，不能直接有效地支持基于 SOA 的应用。针对这一现象， 本论文提出如下问题：能否使操作系统或者分布式操作系统直接以“面向服务” 这个统一的概念来实现它们之间或者与已有的分布式计算系统之间的互操作?针 对这个问题，本文对建立一种面向服务的分布式操作系统进行了系统、深入的 研究与实践。 建立面向服务的操作系统最关键也是最基本的问题是要给出服 务在操作系统级上的抽象。本文将服务的概念引入操作系统的基本抽象中，对 本实验室提出的服务体/执行流模型进行了概念上的扩展，并依此提出了面向服 务的操作系统的基本结构。在扩展后的服务体/执行流模型中，服务体是服务的 载体，端口是服务通信和访问的接口，而小端口则是服务的实例。 对于面向 服务的分布式操作系统 SODOS，本文对如下几个方面的关键技术进行了深入的 研究与探讨，主要包括 SODOS 的体系结构、具有单一系统映像的服务界面、服 务的发布、远程服务请求的代理、命名和名字服务、多执行流调度、服务副本 和服务实例迁移以及一致性维护等。 从面向服务应用的需求看，除了要有一 个面向服务的分布式操作系统来提供服务的发布与发现以及服务通信之外，还 必须为 SOA 应用提供基础服务的部署方案，并为它提供服务组合路径优化方法。 然而在这两个方面现有的研究大多是针对大规模网络的，如 Internet、服务网 格以及服务覆盖网络等，而不是针对局部密集服务环境的。在局部密集服务环 境中，无论是服务部署还是服务通信，其系统特征都有别于上述大规模网络。 据此，本文对服务的部署和服务组合的路径优化问题分别进行了深入研究，提 出了相应的算法并进行了模拟实验。研究中所做出的新贡献如下： 1) 首次 将“服务”这一概念引入到操作系统的基本抽象中，并对服务体/执行流模型 SEFM 进行了概念上的扩展，使其能够有效支持面向服务的计算； 2) 首次提 出面向服务的分布式操作系统的概念，并对此进行了总体设计，深入研究了其 中的透明的远程服务请求技术、位置无关的服务命名方法、名字空间的组织与 管理等关键技术，并给出了解决方案； 3) 针对局部密集服务环境下所特有 的服务局部分布特性和密集分布特性，本论文提出了一种静态的服务部署方法， 该方法依次考虑了网络流量最小化、负载平衡以及服务最小分布这三个约束条 件。 4) 针对局域分布式系统中节点间通信距离近似相等的特征，本文提出 了一种服务组合路径优化算法。与大规模网络环境下不同，在局部密集环境中， 服务组合路径的长度不再大于成员服务的个数，为此引入了两个新的参数来调 整服务节点的选择，从而减少了服务路径的长度，进一步降低了系统的网络流 量。 随着编程范型、分布式计算以及业务计算这三个领域的技术发展，面向服务的 体系结构 SOA 和面向服务的计算 SOC 得到了学界和业界广泛的关注和发展。SOA 提出了一种松耦合的、基于服务来组织计算资源的软件系统架构风格。 本文 首先针对现有 SOA 应用的体系结构进行了分析。分析表明，目前“服务”抽象 是在 SOA 应用体系结构中较为中间的层次实现的，其底层却仍然依赖于传统的进程/线程抽象，不能直接有效地支持基于 SOA 的应用。针对这一现象，本论 文提出如下问题：能否使操作系统或者分布式操作系统直接以“面向服务”这 个统一的概念来实现它们之间或者与已有的分布式计算系统之间的互操作?针对 这个问题，本文对建立一种面向服务的分布式操作系统进行了系统、深入的研 究与实践。 建立面向服务的操作系统最关键也是最基本的问题是要给出服务 在操作系统级上的抽象。本文将服务的概念引入操作系统的基本抽象中，对本 实验室提出的服务体/执行流模型进行了概念上的扩展，并依此提出了面向服务 的操作系统的基本结构。在扩展后的服务体/执行流模型中，服务体是服务的载 体，端口是服务通信和访问的接口，而小端口则是服务的实例。 对于面向服 务的分布式操作系统 SODOS，本文对如下几个方面的关键技术进行了深入的研 究与探讨，主要包括 SODOS 的体系结构、具有单一系统映像的服务界面、服务 的发布、远程服务请求的代理、命名和名字服务、多执行流调度、服务副本和 服务实例迁移以及一致性维护等。 从面向服务应用的需求看，除了要有一个 面向服务的分布式操作系统来提供服务的发布与发现以及服务通信之外，还必 须为 SOA 应用提供基础服务的部署方案，并为它提供服务组合路径优化方法。 然而在这两个方面现有的研究大多是针对大规模网络的，如 Internet、服务网 格以及服务覆盖网络等，而不是针对局部密集服务环境的。在局部密集服务环 境中，无论是服务部署还是服务通信，其系统特征都有别于上述大规模网络。 据此，本文对服务的部署和服务组合的路径优化问题分别进行了深入研究，提 出了相应的算法并进行了模拟实验。研究中所做出的新贡献如下： 1) 首次 将“服务”这一概念引入到操作系统的基本抽象中，并对服务体/执行流模型 SEFM 进行了概念上的扩展，使其能够有效支持面向服务的计算； 2) 首次提 出面向服务的分布式操作系统的概念，并对此进行了总体设计，深入研究了其 中的透明的远程服务请求技术、位置无关的服务命名方法、名字空间的组织与 管理等关键技术，并给出了解决方案； 3) 针对局部密集服务环境下所特有 的服务局部分布特性和密集分布特性，本论文提出了一种静态的服务部署方法， 该方法依次考虑了网络流量最小化、负载平衡以及服务最小分布这三个约束条 件。 4) 针对局域分布式系统中节点间通信距离近似相等的特征，本文提出 了一种服务组合路径优化算法。与大规模网络环境下不同，在局部密集环境中， 服务组合路径的长度不再大于成员服务的个数，为此引入了两个新的参数来调 整服务节点的选择，从而减少了服务路径的长度，进一步降低了系统的网络流 量。 随着编程范型、分布式计算以及业务计算这三个领域的技术发展，面向服务的 体系结构 SOA 和面向服务的计算 SOC 得到了学界和业界广泛的关注和发展。SOA 提出了一种松耦合的、基于服务来组织计算资源的软件系统架构风格。 本文 首先针对现有 SOA 应用的体系结构进行了分析。分析表明，目前“服务”抽象 是在 SOA 应用体系结构中较为中间的层次实现的，其底层却仍然依赖于传统的 进程/线程抽象，不能直接有效地支持基于 SOA 的应用。针对这一现象，本论 文提出如下问题：能否使操作系统或者分布式操作系统直接以“面向服务”这 个统一的概念来实现它们之间或者与已有的分布式计算系统之间的互操作?针对 这个问题，本文对建立一种面向服务的分布式操作系统进行了系统、深入的研 究与实践。 建立面向服务的操作系统最关键也是最基本的问题是要给出服务 在操作系统级上的抽象。本文将服务的概念引入操作系统的基本抽象中，对本 实验室提出的服务体/执行流模型进行了概念上的扩展，并依此提出了面向服务的操作系统的基本结构。在扩展后的服务体/执行流模型中，服务体是服务的载 体，端口是服务通信和访问的接口，而小端口则是服务的实例。 对于面向服 务的分布式操作系统 SODOS，本文对如下几个方面的关键技术进行了深入的研 究与探讨，主要包括 SODOS 的体系结构、具有单一系统映像的服务界面、服务 的发布、远程服务请求的代理、命名和名字服务、多执行流调度、服务副本和 服务实例迁移以及一致性维护等。 从面向服务应用的需求看，除了要有一个 面向服务的分布式操作系统来提供服务的发布与发现以及服务通信之外，还必 须为 SOA 应用提供基础服务的部署方案，并为它提供服务组合路径优化方法。 然而在这两个方面现有的研究大多是针对大规模网络的，如 Internet、服务网 格以及服务覆盖网络等，而不是针对局部密集服务环境的。在局部密集服务环 境中，无论是服务部署还是服务通信，其系统特征都有别于上述大规模网络。 据此，本文对服务的部署和服务组合的路径优化问题分别进行了深入研究，提 出了相应的算法并进行了模拟实验。研究中