P2P-Grid环境下的一种新的资源组织方法
摘 要：根据资源在网络上的分布特性，在混合式P2P结构的基础上设计了P2P-Grid物理结构模型。实验证明，基于这种资源组织模式的资源查找所消耗的时间相对单一资源目录树而言，查找时间明显缩短。
关键词：P2P-Grid模型 Grid-Peer 资源组织 资源发现 资源组
目前，对网格和P2P环境下资源发现进行研究的论文很多，也提出了一些有效的解决办法。而对真正决定资源查找效率的资源组织方法的研究则很少，结合P2P与Grid两种新型网络结构的P2P-Grid方面的研究更少。P2P-Grid结构是作者在考虑到现阶段不同地区网络之间的通信速度远远低于集群或局域网内部的通信速度以及网络环境下资源分布不均匀而在混合式P2P结构的基础上提出来的。虽然两者都涉及到对虚拟社区内共享资源的组织，且都采用较为先进的技术，但二者有明显不同。网格强调结构健壮性，而P2P则恰好相反；网格系统整合的资源功能更加强大，而P2P更能够有效地提高互联网边缘普通PC的利用率，这也恰恰是网格的最终目标；网格动态性的本质需要容错机制，在执行高度分布的程序时，需要一种可靠性和容错机制保证程序的正确运行，而P2P系统具有广泛分布性，可能会避免一些关键性的失败。在局部范围内把地理位置彼此相近的资源构造成规模适当的网格系统。全局上把这些网格系统看作是P2P-Grid的Grid-Peer（相当于混合式P2P结构中的Super-Peer），并使用P2P技术组织这些Grid-Peer资源，从而充分体现两者的优点。在局部网格系统集中的高效率搜索和Grid-Peer之间健壮的分布式搜索之间达成一种平衡机制，且可有效地避免单一网格系统的瓶颈产生。
1 相关工作
Gondor的匹配器[1]使用集中式组织方式组织资源，负责资源提供者和资源请求者之间需求的匹配。Adriana Iamnitchi等人使用P2P模式分布式组织资源[2]，并使用请求向前搜索的策略发现资源。中科院的织女星网格项目研究了基于路由转发模型的资源发现方法[3]和面向资源发现的VEGA体系结构[4]。
2 P2P-Grid模型研究与设计
2.1 P2P-Grid模型研究
根据网络环境下资源的广泛分布性及其最终面向普通计算机用户提供计算机能力的目标，为避免单一网格系统上产生瓶颈，基于P2P和Grid的互补性，采用P2P-Grid模型[7]来组织网络环境下的资源。根据银行系统的运作模式，采用“分而治之”的思想，把“单一网格系统”分割成若干个处于对等地位的“小规模网格”系统，本文称为Grid-Peer。这些Grid-Peer可以采用不同的网格技术来组织本系统内部的资源，其交互方式采用分布式P2P技术。整个Grid-Peer具备较强的处理能力，可以完成本系统中绝大部分任务的资源需求。若任务在某个Grid-Peer中不能完成，则可以通过P2P技术转移到可完成该任务的Grid-Peer中。
2.2 Grid-Peer系统地理位置的选择
网络环境下的资源种类众多，数量庞大。相对于要调度的任务而言，需要对这些资源进行有序的组织，并采取合理的措施进行管理，根据任务需求对它们进行调度。为提高资源的利用率，可采用类似于银行系统建立或新增分行的模式，在资源密集的地方优先建立Grid-Peer。本文的Grid-Peer实际上是一个网格系统。但是相对于P2P系统而言，只是其中的一个Peer。在P2P-Grid系统中，最具有超级处理能力的Super-Peer管理一定数目的资源。例如，银行系统优先在人流量比较集中的地方建立分行，既能有效聚集闲散资金，提高其业务处理能力，又可方便附近的居民。这种思想同样可应用于P2P-Grid系统。P2P-Grid系统中的Grid-Peer优先建立在网络资源密集的地方，可以在本地范围内合理地整合资源，减少共同处理一个任务的资源之间通信所消耗的时间。同时本地用户也可用更短的时间完成任务提交。当系统返回结果时，其平均通信时间也比较短。
2.3 Grid-Peer系统层次功能模型研究
Grid-Peer相对于单独的网格系统而言，需要一个和其他Grid-Peer进行交互的接口，代理被用来充当这个角色。实际上，代理可以作为本地Grid-Peer的代理，其功能是接受用户提交的任务，与其他Grid-Peer系统中的代理交互，实现不同Grid-Peer之间的资源共享，负责任务在Grid-Peer系统之间的迁移，从而达到多个Grid-Peer系统之间的负载均衡。图1为Grid-Peer系统功能模型（PC：个人计算
