隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，以Internet為基礎(chǔ)的新技術(shù)——網(wǎng)格(Grid)有了長足的進(jìn)步。在網(wǎng)格資源調(diào)用中，時(shí)間性能、安全性能和穩(wěn)定性能是衡量網(wǎng)格功能的重要指標(biāo)，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為網(wǎng)格研究的重要課題。本文分別從這三個(gè)方面出發(fā)，對(duì)動(dòng)態(tài)鏈接表技術(shù)、身份鑒別技術(shù)、散列化處理技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)做了較深入的研究并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。這些技術(shù)對(duì)網(wǎng)格資源調(diào)用起到很好的支撐作用。
1 網(wǎng)格資源調(diào)用中必須考慮的問題
　　從需求角度看，網(wǎng)格資源調(diào)用具有以下特點(diǎn)：
　　(1)資源搜索速度快。網(wǎng)格資源中，有很大一部分駐留于大型資源庫，而在大型資源庫中，對(duì)共享資源進(jìn)行搜索的時(shí)間開銷直接影響時(shí)間性能。所以，提高搜索速度對(duì)于提高網(wǎng)格資源調(diào)用的時(shí)間性能至關(guān)重要。
　　(2)信息傳輸" title="信息傳輸">信息傳輸安全性高。網(wǎng)格資源調(diào)用時(shí)，信息通過Internet進(jìn)行傳輸，傳輸?shù)陌踩允侵陵P(guān)重要的。這里的安全性包括數(shù)據(jù)的完整性，以及數(shù)據(jù)接收者的合法性。為此，需要有效的安全協(xié)議予以保證。
　　(3)資源傳輸過程的持續(xù)性和穩(wěn)定性。因?yàn)槲锢砭W(wǎng)絡(luò)存在帶寬有限、延遲大、傳輸狀態(tài)可變以及穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，所以需要在信息傳輸過程中，面對(duì)網(wǎng)格傳輸狀態(tài)的變化自動(dòng)做出相應(yīng)調(diào)整，即具有很好的自適應(yīng)性。
2 網(wǎng)格資源調(diào)用中支撐技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)
2.1 動(dòng)態(tài)鏈接表
　　隨著網(wǎng)格規(guī)模的發(fā)展，不斷地有更多的客戶機(jī)加入網(wǎng)格，并提供更加豐富的資源，從而，在數(shù)據(jù)網(wǎng)格和信息網(wǎng)格中，也會(huì)有更大量的文件被共享。這樣，當(dāng)網(wǎng)格在線客戶機(jī)通過資源管理器搜索網(wǎng)格資源時(shí)，其搜索范圍將會(huì)隨著共享文件的增多而變得越來越大。實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)資源中的文件搜索范圍在104或者更高的數(shù)量級(jí)時(shí)，其搜索速度明顯變慢。
　　在網(wǎng)格發(fā)展初期，這種搜索可能不會(huì)造成明顯的負(fù)擔(dān)，可是，隨著網(wǎng)格規(guī)模的不斷擴(kuò)大，勢必使網(wǎng)格的負(fù)擔(dān)日益加重。具體表現(xiàn)在網(wǎng)格資源調(diào)用的時(shí)間開銷大大增加，甚至不堪承受。
　　動(dòng)態(tài)鏈接表技術(shù)的設(shè)計(jì)思想是：根據(jù)文件資源的調(diào)用情況以鏈接表方式建立一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，鏈接表本身根據(jù)資源使用情況實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地交互更新。鏈接表中統(tǒng)計(jì)的資源是近期某個(gè)時(shí)間到當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)，共享資源中被搜索或被共享次數(shù)較多的文件。資源使用者在對(duì)網(wǎng)格資源進(jìn)行調(diào)用時(shí)，先在動(dòng)態(tài)鏈接表中進(jìn)行搜索。如果搜索命中，則資源使用者可以直接調(diào)用資源；如果沒有命中，則退出動(dòng)態(tài)鏈接表，再對(duì)資源直接進(jìn)行搜索。
　　圖1是動(dòng)態(tài)鏈接表技術(shù)相應(yīng)的工作流程圖。
　　因?yàn)閯?dòng)態(tài)鏈接表中的搜索范圍相對(duì)于資源的直接搜索范圍要小得多，所以，在資源很龐大的情況下，即使鏈接表不能命中，對(duì)鏈接表檢索的時(shí)間開銷也幾乎可忽略不計(jì)。圖2是動(dòng)態(tài)鏈接表在搜索命中的情況下，其搜索時(shí)間開銷與對(duì)資源直接搜索的時(shí)間開銷的對(duì)比圖。

　　圖2中，實(shí)線表示直接對(duì)資源搜索并命中的時(shí)間與文件數(shù)目的關(guān)系，虛線表示用動(dòng)態(tài)鏈接表搜索資源并命中的時(shí)間與文件數(shù)目的關(guān)系?？梢钥闯?，隨著文件數(shù)目的增多，直接對(duì)資源搜索并命中的搜索時(shí)間開銷近似為一個(gè)線性遞增函數(shù)，而采用動(dòng)態(tài)鏈接表搜索的時(shí)間開銷很小，而且?guī)缀醭仕街本€，與資源中的文件數(shù)目無關(guān)。
　　實(shí)驗(yàn)表明：客戶機(jī)對(duì)資源的搜索情況呈正態(tài)分布，利用動(dòng)態(tài)鏈接表中搜索命中的概率約為30%。表1列出了網(wǎng)格資源調(diào)用中加入動(dòng)態(tài)鏈接表技術(shù)以后關(guān)于時(shí)間性能的測試結(jié)果。
　　表1第2列表示直接對(duì)資源搜索并命中目標(biāo)所用的時(shí)間開銷的平均值，第3列表示客戶機(jī)在動(dòng)態(tài)鏈接表中搜索所用的時(shí)間開銷的平均值。

　　從表1可看出：當(dāng)資源中的文件在2000～11000范圍時(shí)，由于通過動(dòng)態(tài)鏈接表而造成系統(tǒng)時(shí)間性能少量下降；但是，在文件達(dá)到15000個(gè)時(shí)，由于動(dòng)態(tài)鏈接表而造成的負(fù)面作用消失；隨著資源中文件的不斷增加，動(dòng)態(tài)鏈接表對(duì)網(wǎng)格資源搜索的時(shí)間性能提高越來越顯著。
　　由此可見，如果資源中的文件數(shù)少，則不宜用動(dòng)態(tài)鏈接表，而當(dāng)資源中的文件達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，使用動(dòng)態(tài)鏈接表可有效地提高網(wǎng)格資源調(diào)用的時(shí)間性能。在實(shí)際編程中，安排了程序段先判斷資源中的文件數(shù)量，然后據(jù)此決定是否啟動(dòng)動(dòng)態(tài)鏈接表機(jī)制。
　　由于龐大的網(wǎng)格系統(tǒng)" title="網(wǎng)格系統(tǒng)">網(wǎng)格系統(tǒng)中存在無數(shù)的大型資源，因此，動(dòng)態(tài)鏈接表技術(shù)將從總體上有效提高網(wǎng)格資源調(diào)用的時(shí)間性能。
2.2 身份鑒別和散列化處理技術(shù)
　　在數(shù)據(jù)網(wǎng)格和信息網(wǎng)格中，資源的調(diào)用體現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)資源和信息資源的在線瀏覽或下載等操作上，其中涉及信息在網(wǎng)格中的傳輸問題。
　　盡管網(wǎng)格資源具有不必探求其來源的特點(diǎn)，不必對(duì)資源的來源進(jìn)行判斷，但是在網(wǎng)格中傳輸信息時(shí)，仍然特別需要保證通信安全。這體現(xiàn)在：在傳輸過程中，要防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)被他人截獲后篡改；此外，對(duì)于調(diào)用網(wǎng)格資源的客戶機(jī)，需要對(duì)其調(diào)用資格進(jìn)行審定，再?zèng)Q定是否授權(quán)其進(jìn)行資源調(diào)用。
　　身份鑒別和散列化處理技術(shù)可以有效地解決上述問題。其設(shè)計(jì)思想分兩層實(shí)現(xiàn)。第一層是資源管理器在檢測到客戶機(jī)有資源調(diào)用請(qǐng)求后，對(duì)客戶機(jī)進(jìn)行身份鑒別，依照鑒別結(jié)果向客戶機(jī)發(fā)送資源調(diào)用證書，并接收反饋信息，據(jù)此判斷該客戶機(jī)是否有網(wǎng)格資源調(diào)用資格；第二層是通過散列化處理對(duì)所傳輸數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行安全校驗(yàn)。
　　客戶機(jī)一旦登錄并向資源管理器發(fā)送資源調(diào)用請(qǐng)求，資源管理器就會(huì)生成一個(gè)資源調(diào)用證書。生成資源調(diào)用證書的過程，實(shí)際上是一個(gè)對(duì)資源調(diào)用者身份鑒別和確認(rèn)的過程。如果是，則發(fā)出證書，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)對(duì)資源調(diào)用者的授權(quán)。證書中包括資源調(diào)用者的身份信息和資源本身的相關(guān)信息。
　　同時(shí)，資源管理器周期性地生成隨機(jī)數(shù)組，并在每一個(gè)周期起點(diǎn)時(shí)刻，向已被授權(quán)的資源調(diào)用者和被調(diào)用者發(fā)送隨機(jī)數(shù)組。例如，在周期n的起點(diǎn)時(shí)刻，發(fā)送隨機(jī)數(shù)組arrayA，在周期n+1的起點(diǎn)時(shí)刻，發(fā)送隨機(jī)數(shù)組arrayB……所有的隨機(jī)數(shù)組都是不相同的。
　　一個(gè)具體的身份鑒別工作流程如下：在線客戶機(jī)A通過網(wǎng)格系統(tǒng)準(zhǔn)備調(diào)用資源S，于是先向資源管理器發(fā)送資源調(diào)用請(qǐng)求。資源管理器內(nèi)部有關(guān)于S的路徑信息，并確定S位于在線客戶機(jī)B。資源管理者在得到A的申請(qǐng)后，對(duì)A進(jìn)行審核，向A發(fā)送資源調(diào)用證書和隨機(jī)數(shù)組。同時(shí)，資源管理器還向B發(fā)送資源要被調(diào)用的信息和隨機(jī)數(shù)組。
　　A和B同時(shí)反饋隨機(jī)數(shù)組到資源管理器，資源管理器通過對(duì)來自A和B的隨機(jī)數(shù)組對(duì)比作判斷，據(jù)此真正授權(quán)A可進(jìn)行網(wǎng)格資源的調(diào)用。這種方法通過較復(fù)雜的確認(rèn)資源調(diào)用者的身份，可以有效地保證網(wǎng)格資源的安全性。
　　當(dāng)網(wǎng)格系統(tǒng)對(duì)客戶機(jī)授予資源調(diào)用資格后，就開始資源調(diào)用過程。資源調(diào)用過程中要求保證傳輸數(shù)據(jù)的安全性。為此，資源所有者同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)資源和附加的散列。客戶機(jī)收到數(shù)據(jù)資源和附加的散列后，首先對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行散列化處理。散列化處理用SHA1算法實(shí)現(xiàn)，結(jié)果為160位的信息摘要。然后進(jìn)行散列比較，即將用SHA1算法獲得的散列與附加的散列作比較，如比較結(jié)果相同，則說明數(shù)據(jù)完整；否則，說明數(shù)據(jù)在傳輸過程中有部分丟失或者在被他人截獲后進(jìn)行了篡改。
　　由上可見，附加的散列和散列化處理過程確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。圖3是身份鑒別和散列化處理過程的流程圖。