第三章軟件體系結(jié)構(gòu)3.1集中式計算模式與分布式計算模式3.2C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)3.3分布式對象技術(shù)3.4WebService體系3.5SOA體系結(jié)構(gòu)3.6移動Agent技術(shù)3.7網(wǎng)格計算3.8云計算本章安排應用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要由系統(tǒng)采用的計算模式?jīng)Q定。模式：解決同一類問題的成功辦法。應用系統(tǒng)的計算模式：應用系統(tǒng)在某種計算問題的解決過程中，采用的對計算資源的組織、調(diào)度上的有效方法。應用系統(tǒng)的計算模式經(jīng)歷了從集中式計算到分布式計算的發(fā)展什么是應用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)20世紀60～70年代，是大型計算機時代，許多用戶通過終端同時共享CPU資源和數(shù)據(jù)存儲功能。集中式計算模式分布式計算就是在兩個或多個軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺計算機上運行，也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的多臺計算機上運行。分布式計算技術(shù)為支撐網(wǎng)絡(luò)應用的核心技術(shù)。分布式計算模式?2003BEASystems,Inc.|

6分布式辦公環(huán)境?2003BEASystems,Inc.|

7分布式對象理想的技術(shù)路線通過在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的計算機中部署理想的分布式操作系統(tǒng)，全面管理計算機系統(tǒng)資源，為用戶提供一個統(tǒng)一的系統(tǒng)視圖。（網(wǎng)格計算，云計算）實用的技術(shù)路線在網(wǎng)絡(luò)平臺上部署分布式計算環(huán)境，提供開發(fā)工具和公共服務(wù)，支持分布式應用，實現(xiàn)資源共享和協(xié)同工作。（C/S，B/S架構(gòu)）分布式計算技術(shù)的兩種技術(shù)路線客戶機/服務(wù)器模式服務(wù)端的特征：被動的角色（從）。等待來自用戶端的要求。處理要求并傳回結(jié)果。用戶端的特征：主動的角色（主）。發(fā)送要求。等待直到收到回應。客戶機/服務(wù)器模式服務(wù)器端的任務(wù)：數(shù)據(jù)庫安全性的要求數(shù)據(jù)庫訪問并發(fā)性的控制數(shù)據(jù)庫前端的客戶應用程序的全局數(shù)據(jù)完整性規(guī)則數(shù)據(jù)庫的備份與恢復客戶端應用程序的的主要任務(wù)是：提供用戶與數(shù)據(jù)庫交互的界面向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提交用戶請求并接收來自數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的信息利用客戶應用程序?qū)Υ嬖谟诳蛻舳说臄?shù)據(jù)執(zhí)行應用邏輯要求客戶機/服務(wù)器模式服務(wù)器：提供對數(shù)據(jù)庫的管理和提供對數(shù)據(jù)訪問的服務(wù)。客戶機：用戶界面的生成和業(yè)務(wù)邏輯的處理。特點：數(shù)據(jù)管理與應用處理邏輯分開數(shù)據(jù)資源集中管理系統(tǒng)配置復雜，升級困難?？蛻魴C/服務(wù)器模式是隨著Internet技術(shù)的興起，對C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（Server）實現(xiàn)，形成所謂三層3-tier結(jié)構(gòu)。瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)B/S模式的三層：客戶機：用戶頁面表示W(wǎng)eb服務(wù)器：業(yè)務(wù)邏輯及數(shù)據(jù)庫操作功能數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：對數(shù)據(jù)庫的管理和提供數(shù)據(jù)訪問功能瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)維護和升級方式簡單。成本降低，選擇更多。應用服務(wù)器運行數(shù)據(jù)負荷較重。B/S架構(gòu)軟件的優(yōu)勢與劣勢多層C/S結(jié)構(gòu)是將應用功能分成表示層、功能層和數(shù)據(jù)層三部分。其解決方案是：對這三層進行明確分割,并在邏輯上使其獨立。原來的數(shù)據(jù)層作為DBMS已經(jīng)獨立出來，所以關(guān)鍵是要將表示層和功能層分離成各自獨立的程序，并且還要使這兩層間的接口簡潔明了。表示層配置在客戶機中。多層C/S結(jié)構(gòu)多層C/S的工作模式中間件的角色在三層或N層C/S結(jié)構(gòu)中，中間件(Middleware)是最重要的部件。中間件是一個用API定義的軟件層,是具有強大通信能力和良好可擴展性的分布式軟件管理框架。中間件的功能是在客戶機和服務(wù)器或者服務(wù)器和服務(wù)器之間傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)客戶機群和服務(wù)器群之間的通信。中間件傳遞C/S鏈路，用以消除通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫查詢語言、應用邏輯與操作系統(tǒng)之間潛在的不兼容問題。中間件的作用利用單一的訪問點，可以在任何地方訪問站點的數(shù)據(jù)庫；對于各種信息源，不論是文本還是圖形都采用相同的界面；所有的信息，不論其基于的平臺，都可以用相同的界面訪問；可跨平臺操作；減少整個系統(tǒng)的成本；維護升級十分方便；具有良好的開放性；系統(tǒng)的可擴充性良好；進行嚴密的安全管理；系統(tǒng)管理簡單，可支持異種數(shù)據(jù)庫，有很高的可用性。三層C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢實施大規(guī)模分布式應用面臨許多困難：網(wǎng)絡(luò)間的異構(gòu)性，包括硬件異構(gòu)，操作系統(tǒng)的異構(gòu)，語言環(huán)境的異構(gòu)。分布式系統(tǒng)的復雜性使系統(tǒng)的可靠性降低。分布式軟件的開發(fā)和維護成本高昂。傳統(tǒng)的軟件技術(shù)無法滿足分布式軟件的可移植性、互操作性、可靠性和可重用性要求。3.3分布式對象技術(shù)從20世紀90年代起，出現(xiàn)了分布式對象技術(shù)，它能夠在分布式異構(gòu)環(huán)境下建立應用系統(tǒng)框架和對象構(gòu)件，在此框架的支撐下，開發(fā)者可以將軟件功能包裝為更易管理和使用的對象，這些對象可以跨越不同的軟、硬件平臺進行互操作。3.3分布式對象技術(shù)分布式對象技術(shù)將分布在網(wǎng)絡(luò)上的全部資源都按照對象的概念來組織，每個對象都有明晰的訪問接口，這些對象可存在于網(wǎng)絡(luò)的任何地方，通過方法調(diào)用的形式訪問。分布式對象技術(shù)的最大特點是具有分布的透明性，這種透明性體現(xiàn)在客戶訪問某個對象時，它不需要知道該對象在網(wǎng)絡(luò)中的具體位置，以及運行在何種操作系統(tǒng)上，更不需要知道該對象使用何種程序設(shè)計語言和編譯器所創(chuàng)建。分布式對象技術(shù)的特點分布式對象技術(shù)的實質(zhì)性進步在于使面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中得以全面、徹底和方便地實施，從而能夠有效地控制系統(tǒng)的開發(fā)、管理和維護的復雜性。2023/1/1526分布式計算的傳統(tǒng)范例2023/1/1527套接字編程RPC圖RPC應用中的數(shù)據(jù)流控制RPC實現(xiàn)和運行客戶機/服務(wù)器應用的步驟是：用RPCIDL編寫RPC接口程序；使用RPC編譯器編譯接口程序生成客戶機端占位程序和服務(wù)器端骨架程序；實現(xiàn)服務(wù)器；實現(xiàn)客戶機；調(diào)用RPC庫編譯所有代碼；啟動服務(wù)器；啟動帶有服務(wù)器IP地址的客戶機。2023/1/1528JavaRMI圖JavaRMI應用中的數(shù)據(jù)流控制實現(xiàn)和運行JavaRMI客戶機/服務(wù)器應用的步驟是：編寫RMI接口程序；編寫去實現(xiàn)接口的RMI對象；用RMI編譯器（rmic）編譯RMI對象，生成客戶機端占位程序和服務(wù)器端骨架程序；編寫RMI服務(wù)器，用于注冊RMI對象；編寫RMI客戶機；用Java編譯器（Javac）去編譯所有Java源代碼；啟動RMI名字服務(wù)器（rmiregistry）；啟動RMI服務(wù)器；啟動RMI客戶機。2023/1/1529DCOM實現(xiàn)和運行DCOM客戶/服務(wù)器應用的步驟是：編寫MIDL接口程序；用接口編譯器（Midl）編譯接口程序，生成客戶端占位程序和服務(wù)器端骨架程序；編寫COM組件去實現(xiàn)接口；編寫DCOM客戶端；編譯所有的代碼；向DCOM服務(wù)器注冊COM組件；啟動DCOM服務(wù)器；啟動DCOM客戶機。2023/1/1530CORBA運行CORBA客戶機/服務(wù)器應用的步驟是：編寫CORBAIDL接口程序；用IDL編譯器編譯接口程序，生成客戶端占位程序和服務(wù)器骨架程序；編寫CORBA對象去實現(xiàn)接口；編寫CORBA服務(wù)器去注冊CORBA對象；編寫CORBA客戶機；編譯所有的源代碼；啟動CORBA名字服務(wù)器；啟動CORBA服務(wù)器；啟動CORBA客戶機。2023/1/1531JavaRMI、DCOM和CORBA小結(jié)不同特點：在特定實現(xiàn)和特征方面有所不同公共特點：需要接口來喚醒遠程對象或組件。對用戶隱藏低級通信的復雜性，通過接口定義自動生成客戶機端占位程序和服務(wù)器端骨架程序。它們使用專有的通信協(xié)議，例如，JavaRMI使用JRMP、DCOM使用ORPC、CORBA使用IIOP，去喚醒遠程對象或組件。接口定義是二進制格式，這對在接口上產(chǎn)生詢問的客戶機應用是困難的，例如尋找定義過什么種類的方法、每一種方法的輸入/輸出、以及怎樣更好的使用方法?？蛻艉蛯ο笈c它們的接口緊緊捆綁在一起，例如客戶機部分的變化意味著其他部分也要變化，例如服務(wù)器也需要修改。2023/1/15323.4WebService體系Web服務(wù)的定義：

本質(zhì)上講，Web服務(wù)是松散耦合的（客戶機/服務(wù)器）、具有封裝性、與平臺和編程語言無關(guān)、提供能夠在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和Internet上被描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和喚醒的服務(wù)器端合成組件。松散耦合：Web服務(wù)的實現(xiàn)的改變是自由的，只要服務(wù)接口保持不變，不會過度影響該服務(wù)的客戶端。封裝性：Web服務(wù)的實現(xiàn)對該服務(wù)的客戶端是完全不可見的。與平臺和編程語言無關(guān)：Web服務(wù)可以用任何語言實現(xiàn)、可以在任一平臺開發(fā)。合成：Web服務(wù)可以由一定數(shù)量的已部署的服務(wù)合成而成。服務(wù)器端組件：Web服務(wù)的安排范圍可從一個完整的應用到運行在服務(wù)器上的子例程調(diào)用。描述：基于XML接口，用于描述一個Web服務(wù)能夠提供的功能和能力。發(fā)布：Web服務(wù)可以用服務(wù)注冊號注冊，通過服務(wù)注冊號可以在Intranet和Internet上存取訪問。發(fā)現(xiàn)：Web服務(wù)客戶可以通過檢索服務(wù)注冊和匹配它們的服務(wù)請求來發(fā)現(xiàn)服務(wù)。喚醒：客戶可通過標準傳輸協(xié)議綁定一個Web服務(wù)，例如HTTP和FTP協(xié)議。內(nèi)部網(wǎng)或Internet：一種Web服務(wù)可嚴格限制在一個單位組織內(nèi)部可用，或者它能夠提供穿過防火墻的訪問，用于訪問連接到Internet的任何用戶。2023/1/15332023/1/1534SOAP簡單對象訪問協(xié)議SimpleObjectAccessProtocolSOAP是簡單的、輕量級的通信協(xié)議，用于客戶機和服務(wù)器之間以XML格式在傳輸層協(xié)議之上交換報文，通常是采用HTTP協(xié)議。

圖3.7SOAP報文的結(jié)構(gòu)2023/1/1535WSDL數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型部分包括與報文交換有關(guān)的數(shù)據(jù)類型定義。<message><message>元素定義服務(wù)中可操作的數(shù)據(jù)元素。每一個報文可以包含一個和多個部分。這些部分類似于在傳統(tǒng)編程語言中調(diào)用函數(shù)或方法的參數(shù)。<porttype><porttype>是WSDL文檔的核心部分。類似于Java接口或C++類，它定義服務(wù)提供的抽象操作集合。每一個操作使用在<message>元素中定義的報文，去描述它的輸入和輸出。<binding><binding>標識由特定的<porttype>定義的報文和操作的具體協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。對給定的<porttype>可以有一個任意的綁定號數(shù)字，也就是一個綁定可以是基于文檔或使用RPC。在HTTP上的SOAP是最常用的在服務(wù)客戶和服務(wù)本身之間傳輸報文的機制。<port><port>通過指定一個單個地址的綁定，定義一個惟一的服務(wù)端點。<service><service>是一個相關(guān)端口的集合。圖3.8WSDL文檔結(jié)構(gòu)2023/1/1536UDDI，通用描述、發(fā)現(xiàn)與集成UniversalDescription,DiscoveryandIntegrationUDDI是服務(wù)注冊（發(fā)布）和發(fā)現(xiàn)的工業(yè)標準。

UDDI中的數(shù)據(jù)可以用下列方法組織：白頁：包括有關(guān)服務(wù)提供者的一般信息，例如名字、聯(lián)系信息和其他標識。黃頁：這個信息使用分類（分類法）描述Web服務(wù)，并允許其他人基于分類（例如卡車制造廠或卡車銷售商）去發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)。綠頁：綠頁包含有關(guān)Web服務(wù)的技術(shù)信息，通常具有對外的WSDL服務(wù)文檔說明書，使得客戶知道如何與該服務(wù)交互。

2023/1/1537圖3.10UDDI和WS-Inspection的服務(wù)發(fā)現(xiàn)WS-Inspection和UDDI2023/1/1538Web服務(wù)實現(xiàn)當使用Web服務(wù)時有三個方面需要考慮：編程模型規(guī)定如何編寫訪問Web服務(wù)的客戶代碼、如何編寫服務(wù)實現(xiàn)、如何去處理SOAP規(guī)范的其他部分，例如頭部和附加部分。開發(fā)模型是一個框架，用于部署一個服務(wù)并提供一個Web服務(wù)部署描述符（wsdd文件），來映射該服務(wù)的實現(xiàn)到SOAP報文。SOAP引擎接收SOAP報文并調(diào)用Web服務(wù)實現(xiàn)。實現(xiàn)Web服務(wù)應用的三個框架：J2EE、.Net和ApacheAxis。2023/1/1539J2EEJ2EE[21]是一個開發(fā)、建立和部署基于Java應用的標準。它能夠用于建立一個傳統(tǒng)的Web站點、軟件組件，或者數(shù)據(jù)包應用。

J2EE為Web服務(wù)提供下列應用編程接口API：支持XML處理的JavaAPI（JAXP），使用不同的分析算法處理XML文檔。支持XML綁定的Java體系結(jié)構(gòu)，使用方案驅(qū)動的JavaBean組件類去處理XML文檔。支持基于XMLRPC的JavaAPI（JAX-RPC），是RPC的標準。它提供XMLRPC調(diào)用API和使用基本級協(xié)議與SOAP/HTTP綁定，但是并不局限于HTTP。支持XML報文的JavaAPI（JAXM）和帶有Java附加API的SOAP（ASSJ），用標準的方法在Web上發(fā)送SOAP報文。支持XML注冊的JavaAPI，提供標準的方法與UDDI注冊交互。

圖2.11采用J2EEJAX-RPC調(diào)用Web服務(wù)的數(shù)據(jù)流控制2023/1/1540ApacheAxisApacheAxis[22]是SOAP引擎，能夠用于在客戶機和服務(wù)之間交換報文。采用Axis的Web服務(wù)應用可以按下列步驟實現(xiàn)和啟動：編寫Java接口；使用Java2WSDL去編譯該接口，生成WSDL接口；使用WSDL2Java編譯WSDL接口，生成客戶端占位程序和服務(wù)器端骨架程序；編寫一個實現(xiàn)WSDL接口的服務(wù)；編寫客戶機；用javac編譯器編譯所有代碼；編寫Web服務(wù)部署描述符（wsdd文件）在JakataTomcatWeb服務(wù)器中部署該服務(wù)；啟動Tomcat；啟動客戶機去調(diào)用該服務(wù)。圖2.12采用Axis調(diào)用Web服務(wù)的數(shù)據(jù)流控制2023/1/1541

Microsoft.Net

.Net是建立Web服務(wù)應用的Microsoft平臺。

考慮到Web服務(wù)的引用，.Net提供三種選擇：使用嵌入的.NetSOAP報文類；手工構(gòu)造一個Web服務(wù)偵聽者，例如使用MicrosoftXML分析器（MSXML），ASP或因特網(wǎng)服務(wù)器應用編程接口（ISAPI）；使用MicrosoftSOAP工具包2.0建立服務(wù)偵聽，與采用COM實現(xiàn)的服務(wù)器進行通信。該工具包能夠通過WSDL接口產(chǎn)生一個客戶端占位程序，用于客戶端與服務(wù)器進行通信。2023/1/1542Web服務(wù)框架具下列優(yōu)點，可以有助于網(wǎng)格建立：網(wǎng)格要求對在不同種類環(huán)境中的動態(tài)發(fā)現(xiàn)和網(wǎng)格服務(wù)的合成提供支持，這是對注冊和發(fā)現(xiàn)接口定義和端點實現(xiàn)描述很有必要的機制；用于基于特殊（潛在的多重的）接口綁定來動態(tài)產(chǎn)生代理。WSDL通過提供一個標準機制支持這個要求，根據(jù)它們特定綁定（傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)編碼格式）的具體情況來分別定義接口說明。Web服務(wù)技術(shù)基于國際公認標準。廣泛采用意味著基于Web服務(wù)的框架將能夠開發(fā)大量的工具和擴展服務(wù)，例如能夠為不同環(huán)境產(chǎn)生綁定的WSDL處理程序，舉例來說，Web服務(wù)引用框架WSIF（WebServicesInvocationFramework）[27]，使用WSDL工作流系統(tǒng)，用于Web服務(wù)的主機環(huán)境（例如Microsoft.Net和ApacheAxis）。圖2.13Web服務(wù)核心技術(shù)首先服務(wù)提供者采用SOAP發(fā)布它的服務(wù)到UDDI注冊中，然后服務(wù)請求者（客戶）檢索注冊信息以尋找感興趣的服務(wù)，最終客戶通過綁定該服務(wù)來請求一個服務(wù)。SOA(service-orientedarchitecture)是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，是一類分布式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。這類系統(tǒng)是將異構(gòu)平臺上應用程序的不同功能部件(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和規(guī)范按松耦合方式整合在一起，即將多個現(xiàn)有的應用軟件通過網(wǎng)絡(luò)將其整合成一個新系統(tǒng)。3.5SOA體系結(jié)構(gòu)服務(wù)使用者：服務(wù)使用者是一個應用程序、一個軟件模塊或需要一個服務(wù)的另一個服務(wù)。它發(fā)起對注冊中心中的服務(wù)的查詢，通過傳輸綁定服務(wù)，并且執(zhí)行服務(wù)功能。服務(wù)使用者根據(jù)接口契約來執(zhí)行服務(wù)。服務(wù)提供者：服務(wù)提供者是一個可通過網(wǎng)絡(luò)尋址的實體，它接受和執(zhí)行來自使用者的請求。它將自己的服務(wù)和接口契約發(fā)布到服務(wù)注冊中心，以便服務(wù)使用者可以發(fā)現(xiàn)和訪問該服務(wù)。服務(wù)注冊中心：服務(wù)注冊中心是服務(wù)發(fā)現(xiàn)的支持者。它包含一個可用服務(wù)的存儲庫，并允許感興趣的服務(wù)使用者查找服務(wù)提供者接口。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中的角色發(fā)布：為了使服務(wù)可訪問，需要發(fā)布服務(wù)描述以使服務(wù)使用者可以發(fā)現(xiàn)和調(diào)用它。發(fā)現(xiàn)：服務(wù)請求者定位服務(wù)，方法是查詢服務(wù)注冊中心來找到滿足其標準的服務(wù)。綁定和調(diào)用：在檢索完服務(wù)描述之后，服務(wù)使用者繼續(xù)根據(jù)服務(wù)描述中的信息來調(diào)用服務(wù)。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中的操作

SOA的目標是通過構(gòu)建可重用的服務(wù)來提高IT響應業(yè)務(wù)需求的能力。SOA的關(guān)鍵是基于標準的、松耦合的、可重用的服務(wù)。SOA的目標與關(guān)鍵點首先SOA提供可快速重用的服務(wù)，提高了IT和業(yè)務(wù)整合效率，可更快的交付產(chǎn)品；其次使IT能更好符合業(yè)務(wù)的需求；最后SOA能屏蔽IT環(huán)境的底層技術(shù)復雜性。SOA的優(yōu)點XML:XQuery用來查詢XML中的數(shù)據(jù)，XSD用來定義XML的格式，XSLT用來在不同各式的XML格式間進行轉(zhuǎn)換。Web服務(wù):SOAP用于Web服務(wù)的訪問，WSDL用來描述可被重用的服務(wù)，UDDI用來描述服務(wù)的發(fā)現(xiàn)方式；JMS消息:在SOA中進行異步消息處理時采用J2EE標準的JMS方式來連接符合此標準的消息服務(wù)器，如WebSphereMQ、WebLogicMQ等。SOA所涉及的主要標準化技術(shù)數(shù)據(jù)庫訪問:SQL，JDBC等業(yè)務(wù)流程管理:BPEL（BusinessProcessExecutionLanguage），SOA中會涉及業(yè)務(wù)的組合，因此采用標準的語言來對業(yè)務(wù)流程進行描述是必不可少的。SOA所涉及的主要標準化技術(shù)移動代理(MobileAgent)技術(shù)是一種新型分布式計算技術(shù)，是指在網(wǎng)絡(luò)上具有移動能力的、能夠自主運行的、按照用戶的要求完成指定任務(wù)的程序。移動代理技術(shù)是新一代分布式計算技術(shù)，移動代理與傳統(tǒng)分布式計算技術(shù)完全不同。在移動代理模式下，客戶機向服務(wù)器提交的不再是一些簡單的請求，而是包含代碼和數(shù)據(jù)的移動對象。移動對象代表用戶，按照“程序靠近數(shù)據(jù)”的原則，在服務(wù)器間自主的移動，完成數(shù)據(jù)處理的任務(wù)。3.6移動Agent技術(shù)51ServerKnow-howClientServerClientKnow-howKnowhowDownload(Applet)AgentAgentKnow-howKnow-howHostHostNetworkMobileAgentParadigm移動Agent技術(shù)與其他技術(shù)的比較Client-ServerParadigmCode-onDemandParadigm移動Agent的概念分析不同于遠程過程調(diào)用，它不要連續(xù)通信的支持，可以遷移到服務(wù)器上，與之進行本地高速通信，這種本地通信不再占用網(wǎng)絡(luò)資源，從而避免了大量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳送，降低了系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的依賴。不同于Applet，Applet只能從服務(wù)器向客戶方向移動，而移動Agent可以在客戶和服務(wù)器之間雙向移動。不同于進程和對象遷移，進程和對象的遷移是被動的，而移動Agent不需要統(tǒng)一的調(diào)度，是自主的。由用戶創(chuàng)建的Agent可以異步地在不同節(jié)點上運行，待完成任務(wù)后再將結(jié)果傳送給用戶。軟件Agent技術(shù)最早可以追溯到人工智能研究的初期階段，1977年Hewitt在研究ConcurrentActorModel時就首次提出了具有自組織性、反應機制和同步執(zhí)行能力的軟件模型，這就是最初的軟件Agent思想。此后從70年代末到90年代初，科學家都將精力集中于對軟件Agent理論的研究，并從系統(tǒng)的角度提出了一些基本概念。軟件Agent的具體實踐開始于90年代，期間人們進行了一些非常成功的嘗試（如Pleiades，ARCHON計劃等），并對軟件Agent有了進一步的認識。3.6移動Agent技術(shù)20世紀90年代初，GeneralMagic公司在推出其商業(yè)系統(tǒng)Telescript時第一次提出了移動Agent的概念，即一個能在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中自主地從一臺主機遷移到另一臺主機，并可與其它Agent或資源交互的軟件實體。移動Agent是一類特殊的軟件Agent，可以看成是軟件Agent技術(shù)與分布式計算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它除了具有軟件Agent的基本特性--自治性、響應性、主動性和推理性外，還具有移動性，即它可以在網(wǎng)絡(luò)上從一臺主機自主地移動到另一臺主機，代表用戶完成指定的任務(wù)。3.6移動Agent技術(shù)減少了網(wǎng)絡(luò)流量-傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器計算方式，需要在客戶端和服務(wù)器之間進行頻繁的請求和應答。而使用移動主體，則可變?yōu)榭梢苿拥臄?shù)據(jù)包，移動到服務(wù)器上進行計算，降低了網(wǎng)絡(luò)負載。移動Agent的優(yōu)點有利于并行處理-移動主體可以在不同的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)主機上的并行執(zhí)行。較強的應變能力-移動主體可以根據(jù)主機環(huán)境的狀態(tài)作出反應，例如可以根據(jù)主機的負載狀況，決定是否移動到另一個主機上。移動Agent的優(yōu)點網(wǎng)絡(luò)容錯性-在客戶端和服務(wù)器之間的連接斷開時可以進行計算。另外，在一臺主機關(guān)閉時，其上的移動主體可以接受到通知，并且在一定的時間內(nèi)移動到其他主機上。維護更靈活-要改變一個移動主體的動作，只有源計算機必須更新。移動Agent的優(yōu)點基于移動Agent的搜索引擎Hereanagenthasmigratedtointeractwithasearchengine,anagentwillmigrateagaintobringtheresultsbacktoitsowner.基于移動代理的模式之上的應用程序可以大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，有效克服網(wǎng)絡(luò)延時帶來的種種問題，可以智能化地自主異步執(zhí)行。它克服了搜索引擎?zhèn)鹘y(tǒng)的“數(shù)據(jù)靠近程序”的運行模式，大大降低了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源?；谝苿覣gent的搜索引擎移動Agent的平臺實例D’AgentGrasshoperAgletVoyager此外還有幾個移動Agent系統(tǒng):Concordia、Odyssey、MOA等也值得關(guān)注。

D’Agent

是美國Dartmouth大學研究的移動Agent系統(tǒng)。它從支持單一語言TCL發(fā)展到目前支持多種語言：TCL、JAVA和Scheme。D’Agent能自動捕獲和恢復移動Agent的完整狀態(tài)，即意味著Agent可以在任意點中斷執(zhí)行，然后移動到其它環(huán)境中繼續(xù)執(zhí)行。通信基礎(chǔ)：D’Agent是多語言系統(tǒng)。采用RPC、RMI等不同的通信方式：D’Agent服務(wù)程序是多線程，每個Agent在單獨的進程中執(zhí)行，這種方式簡化了實現(xiàn)，但增加了進程間的通信開銷。容錯服務(wù)：Agent可以存儲在物理介質(zhì)上，以防止意外。安全服務(wù)：D’Agent用公鑰系統(tǒng)來對Agent進行身份認證，用靜態(tài)資源管理器來管理Agent對資源的訪問，不但可以授權(quán)訪問某種資源，還可以限制使用(如:CPU使用超時)。通信服務(wù)：支持異步或同步通信模式。生命周期服務(wù)：支持復制、克隆和遠程創(chuàng)建等操作。

Grasshoper

是IKV++公司的產(chǎn)品，是目前第一個符合MASIF標準、也是目前唯一符合MASIF和FIPA標準的,Grasshoper具有如下特點:通信基礎(chǔ):

設(shè)計非常巧妙,不但可以通過CORBA來進行通信，而且還可以通過JAVARMI和Socket連接進行通信。整個通信結(jié)構(gòu)實現(xiàn)采用插件技術(shù)，具有很好的擴充性。容錯服務(wù):Agent在運行過程中，隱性地、周期性地自動存儲在物理介質(zhì)上，在系統(tǒng)崩潰之后，可以從介質(zhì)中恢復Agent的原來執(zhí)行狀態(tài)。安全服務(wù):

身份認證用X.509證書實現(xiàn)，傳輸中的安全性由SSL來保證，訪問控制通過用戶定制的安全管理器來完成，實現(xiàn)了數(shù)字簽名。通信服務(wù):

支持異步或同步的通信、動態(tài)消息機制和多點發(fā)送。生命周期服務(wù):

支持復制、遠程創(chuàng)建和克隆等操作。Aglet概述

是IBM日本研究中心開發(fā)的基于JAVA的移動Agent平臺，Aglet目前與MASIF尚不兼容，但作為MASIF的成員，Aglet的升級版本將符合MASIF標準。Aglet有豐富的API函數(shù),可以很方便地構(gòu)造應用程序。通信基礎(chǔ)：默認的通信協(xié)議是應用層協(xié)議——ATP(基于TCP的Agent傳輸協(xié)議)，但同時也支持JAVARMI。相信在不久的將來，CORBA也會被使用。容錯服務(wù)：只支持暫時地休息狀態(tài)。安全服務(wù)：用對稱算法進行域內(nèi)的身份認證和對移入的Agent通過一致性檢測，通過圖形結(jié)界面(Tahiti管理程序)設(shè)置安全訪問策略。通信服務(wù)：支持異步或同步的通信和多點發(fā)送。生命周期服務(wù)：支持遠程創(chuàng)建和克隆等操作。Java-based:Odyssey.GeneralMagicInc.Concordia.Mitsubishi’sAglets.IBMVoyager.ObjectSpaceOthers:Tacoma:Univ.ofTromsoandCornellUniv.AgentTCL:DartmouthCollege移動Agent系統(tǒng)GridComputing網(wǎng)格是利用互聯(lián)網(wǎng)把地理上廣泛分布的各種資源（包括計算資源、存儲資源、帶寬資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源等）連成一個邏輯整體，就像一臺超級計算機一樣，為用戶提供一體化信息和應用服務(wù)（計算、存儲、訪問等）

網(wǎng)格計算是分布式計算的一種，是分布式計算封裝3.7網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算的定義

在動態(tài)變化、由多個機構(gòu)組成的虛擬組織中協(xié)調(diào)資源共享和求解問題。網(wǎng)格思想的來源網(wǎng)格是借鑒電力網(wǎng)的概念提出的。提出網(wǎng)格的目的就是能夠使得人們在使用網(wǎng)格資源的時候，能夠像使用電力資源一樣，自由使用，而不用關(guān)心我現(xiàn)在使用的電力資源是水力發(fā)電的還是核電，是從哪個發(fā)電廠來的之類的事情。網(wǎng)格也希望給最終用戶提供的是與地理位置無關(guān)，與具體的計算設(shè)施無關(guān)的通用的計算能力。何為網(wǎng)格－網(wǎng)格問題的來源電力網(wǎng)和網(wǎng)格組成對比WhyGrid?網(wǎng)格計算將會把許多計算機（虛擬化的設(shè)備）聯(lián)合到一起工作。幾乎所有機構(gòu)都存在大量的閑置計算資源，廣泛分布在各個地方。UNIX服務(wù)器只有少于10%的時間在真正“執(zhí)行”任務(wù)，幾乎所有的PC每天有95%的時間什么都不做。虛擬化技術(shù)使用空閑的計算機資源來加速業(yè)務(wù)處理過程。加速應用程序的執(zhí)行，這樣就可以縮短處理時間，從而可以快速對市場作出響應。開發(fā)更新的、生產(chǎn)效率更高的應用程序。降低開發(fā)新應用程序的成本。提高協(xié)作能力和生產(chǎn)能力。最大化用戶可以使用的資源。提高IT環(huán)境的彈性和利用率。網(wǎng)格的應用意義對于系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員，網(wǎng)格可以：優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施來平衡任務(wù)負載，并為高需求的應用程序提供額外的處理能力。提高對數(shù)據(jù)的訪問，支持不同學科、組織和業(yè)務(wù)之間的協(xié)作。提供彈性更好的基礎(chǔ)架構(gòu)。網(wǎng)格的應用意義對于業(yè)務(wù)而言，網(wǎng)格可以：提高生產(chǎn)效率，這是通過為用戶提供需要的資源而實現(xiàn)的。更有效地使用現(xiàn)有的資源?？焖夙憫獦I(yè)務(wù)和市場需求的變化?？梢栽诓煌瑢嶓w之間進行協(xié)作。創(chuàng)建一些可以共享資源和數(shù)據(jù)的虛擬組織。73虛擬組織TeraGrid75WhatistheTeraGrid?Technology+Support=ScienceNSF已投資2.460億美元自2004年10月已處于生產(chǎn)運行階段，目前已用高性能網(wǎng)絡(luò)集成了每秒750萬億次計算能力、30PB存儲空間和100多個學科的數(shù)據(jù)庫資源。76TeraGridPI’sByInstitutionTeraGridPI’sBlue:10ormorePI’sRed:5-9PI’sYellow:2-4PI’sGreen:1PI77TeraGridUsed78TeraGrid’s3-prongedstrategytofurtherscienceDEEPScience:EnablingTerascaleScienceMakesciencemoreproductivethroughanintegratedsetofvery-highcapabilityresourcesASTAprojectsWIDEImpact:EmpoweringCommunitiesBringTeraGridcapabilitiestothebroadsciencecommunityScienceGatewaysOPENInfrastructure,OPENPartnershipProvideacoordinated,generalpurpose,reliablesetofservicesandresourcesGridinteroperabilityworkinggroup79ScienceGateways

AnewinitiativefortheTeraGridProvide“TeraGridInside”capabilitiesApplicationprogramsrunningonusers'machinesbutaccessingservicesinTeraGridWorkflowComposerEGEE

(EnablingGridsforE-sciencE)EuropeanGridInitiativeJune2,200882ArcheologyAstronomyAstrophysicsCivilProtectionComp.ChemistryEarthSciencesFinanceFusionGeophysicsHighEnergyPhysicsLifeSciencesMultimediaMaterialSciences…>250sites48countries>50,000CPUs>20PetaBytes>10,000users>150VOs>150,000jobs/dayEGEEEGEEworkloadin2007CPU:114MillionhoursData:25PBstored11PBtransferredLCG

(LHCComputingGrid)LHC-LargeHadronicColliderGRIDTutorial

-HowtouseLCG4experiments:ATLAS

Alice

CMS

LHCb27kmlongpipe7+7TeVLCG-LHCComputingGrid目前集成了33個國家的140個計算中心。2008年執(zhí)行1億個計算任務(wù)。3.8“云計算”

（CloudComputing）

“云計算”是指由幾十萬甚至上百萬臺廉價的服務(wù)器所組成的網(wǎng)絡(luò)，在遠程位置（云）為用戶提供所需要的計算機服務(wù)?！霸朴嬎恪倍x：云計算(CloudComputing)是一種以服務(wù)方式提供給用戶的計算機能力，允許用戶在不了解提供服務(wù)的技術(shù)、沒有相關(guān)知識以及設(shè)備管理能力的情況下，通過因特網(wǎng)獲取需要的服務(wù)。

——維基百科（英文版）云計算變革云計算是IT產(chǎn)業(yè)的第三次變革，前兩次是個人計算機變革和互聯(lián)網(wǎng)變革。個人計算機變革從80年代中期及整個90年代?；ヂ?lián)網(wǎng)變革發(fā)生在九十年代中期及最近十年。云計算變革，從現(xiàn)在開始。。。個人計算機變革互聯(lián)網(wǎng)變革云計算變革個人計算機變革個人計算機變革將昂貴的、只在特殊行業(yè)中使用的大型主機變成每個人都可以負擔得起都能使用的個人電腦，提高了個人的工作效率和企業(yè)的生產(chǎn)效率。個人計算機變革中誕生了一批偉大的公司：IBM、微軟、惠普、戴爾、甲骨文、SAP等。互聯(lián)網(wǎng)變革互聯(lián)網(wǎng)變革將數(shù)億計的單個信息孤島匯集成龐大的信息網(wǎng)絡(luò)，方便了信息的發(fā)布、收集、檢索、共享，極大提高了人類溝通和共享以及協(xié)作的效率，豐富了人類的社交和娛樂?；ヂ?lián)網(wǎng)變革中誕生了一批偉大的公司：思科、Yahoo、Google、Amazon、EBay等。門戶網(wǎng)站搜索引擎博客社交網(wǎng)絡(luò)視頻分享云計算變革云計算變革將信息產(chǎn)業(yè)變成綠色環(huán)保和資源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)，將IT基礎(chǔ)設(shè)施變成如水電一樣按需使用和付費的社會公用基礎(chǔ)設(shè)施，將軟件產(chǎn)業(yè)變成傳統(tǒng)工業(yè)流水線一樣的高效產(chǎn)業(yè)，極大地簡化企業(yè)的IT管理，有效降低企業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施成本，全面提高社會整體信息化水平，將所有電子產(chǎn)品變成具備無限性能和容量的設(shè)備，信息化將成為社會的組織的、個人的基本屬性。云計算核心特征狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施。廣義云計算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以使任意其他的服務(wù)。云計算相關(guān)概念云云是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源，通常為一些大型服務(wù)器集群，包括計算服務(wù)器、存儲服務(wù)器、寬帶資源等等。云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現(xiàn)自動管理，無需人為參與。這使得應用提供者無需為繁瑣的細節(jié)而煩惱，能夠更加專注于自己的業(yè)務(wù)，有利于創(chuàng)新和降低成本。計算資源的演進：從集中到分散再到集中全世界只需要5臺電腦就足夠了

——托馬斯·沃森個人用戶的內(nèi)存只需640K足矣

——比爾·蓋茨計算時代網(wǎng)絡(luò)時代云時代云計算特點超大規(guī)模：服務(wù)器群虛擬化：可以看作是一片用于計算的云高可靠性：冗余副本、負載均衡通用性：支撐千變?nèi)f化的實際應用高可擴展性：靈活、動態(tài)伸縮按需服務(wù)：按需購買極其廉價：不再需要一次性購買超級電腦安全：擺脫數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵方便：支持多終端、數(shù)據(jù)共享云計算的幾大形式云計算服務(wù)類型基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）軟件即服務(wù)（SaaS）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺即服務(wù)（PaaS）管理服務(wù)提供商（MSP）商業(yè)服務(wù)平臺云安全基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（實用計算、虛擬化）IaaS——InfrastructureasaService

是為IT行業(yè)創(chuàng)造虛擬的計算和數(shù)據(jù)中心，使得其能夠把計算單元、存儲器、I/O設(shè)備、帶寬等計算機基礎(chǔ)設(shè)施，集中起來成為一個虛擬的資源池來為整個網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。用多少算多少AmazonWebServices，簡作AWS彈性計算云EC2（ElasticComputeCloud）——計算簡單存儲服務(wù)S3（SimpleStorageService）——存儲GoogleAppEngine軟件即服務(wù)SaaS——SoftwareasaServiceSaaS是一種基于互聯(lián)網(wǎng)提供軟件服務(wù)的應用模式。軟件租賃：用戶按使用時間和使用規(guī)模付費綠色部署：用戶不需安裝，打開瀏覽器即可運行不需要額外的服務(wù)器硬件軟件（應用服務(wù)）按需定制軟件即服務(wù)SaaS產(chǎn)品SalesforceCRM阿里軟件GoogleappsAlexa排名：第一名Salesforce第二名阿里軟件第三名銘萬第四名金算盤第五名中企動力第六名神碼在線第七名商務(wù)領(lǐng)航第八名友商網(wǎng)第九名八百客第十名網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)WebService提供API讓開發(fā)者能夠開發(fā)更多基于互聯(lián)網(wǎng)的應用網(wǎng)絡(luò)中移動的FetionWebService平臺即服務(wù)PaaS——PlatformasaService把服務(wù)器平臺或開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)提供的商業(yè)模式從系統(tǒng)定制到PaaS

的800app不再需要任何編程即可開發(fā)包括CRM、OA、HR、SCM、進銷存管理等任何企業(yè)管理軟件云計算——中小企業(yè)的機遇創(chuàng)業(yè)前期成本大大降低IT硬件投入低按需租用是什么不是什么云計算是一場IT變革，是一場提高社會生產(chǎn)力的IT變革，是一場推動社會整體信息化的IT變革，是一系列具有相同核心特征的商業(yè)模式。云計算不是一種商業(yè)模式，不是一種付費模式，不是一種IT技術(shù)，不是一類IT產(chǎn)品，不是一種付費模式，不是SOA，不是虛擬化或虛擬化軟件，不是簡單地將購買變?yōu)樽赓U，不是分布式計算，不是高性能計算，不是網(wǎng)格計算，不是軟件即服務(wù)。為什么是現(xiàn)在

為什么會發(fā)生這場云計算變革？同所有的技術(shù)變革一樣，它是技術(shù)進步、需求推動、商業(yè)模式轉(zhuǎn)變共同推動的結(jié)果。主要推動因素如下：虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展CPU等硬件的快速發(fā)展寬帶網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展企業(yè)對IT基礎(chǔ)設(shè)施的需求快速增長互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對IT基礎(chǔ)設(shè)施的需求變化迅速市場對云計算商業(yè)模式逐漸認可少數(shù)云計算先行者已經(jīng)獲得一定成功經(jīng)濟危機迫使用戶降低總體擁有成本和減少一次性投入云計算對IT產(chǎn)業(yè)的影響

云計算將對IT產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域產(chǎn)生革命性的影響：對服務(wù)器和桌面電腦領(lǐng)域的影響對芯片制造商的影響對基礎(chǔ)設(shè)施外包服務(wù)的影響對互聯(lián)網(wǎng)應用的影響對傳統(tǒng)桌面應用的影響對中小企業(yè)的IT部門的影響對大型企業(yè)的IT部門的影響對平臺即服務(wù)產(chǎn)業(yè)的影響對軟件開發(fā)的影響對軟件銷售的影響對寬帶運營商的影響對嵌入式設(shè)備的影響對信息安全領(lǐng)域的影響 有些影響可以迅速可見，有些影響則需要若干年才能顯現(xiàn)出來。而云計算，作為IT產(chǎn)業(yè)的第三次變革，將會對IT產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠影響，有些影響在當前和短時間內(nèi)則不可預料，云計算可能會徹底改變IT產(chǎn)業(yè)格局。云計算對服務(wù)器和個人電腦領(lǐng)域的影響云計算變革將進一步加大服務(wù)器和個人電腦的差距。云計算變革將繼續(xù)保持不斷提高服務(wù)器性能的需求，將使服務(wù)器的性能按照摩爾定律發(fā)展，而同時云計算將是個人電腦的性能需求不再無限提高。服務(wù)器同時還會提供對硬件虛擬化的更好支持，提供更好的遠程管理、節(jié)能管理支持。服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)和存儲上的性能將會進一步提高。因為個人電腦在保持靈活性、便捷性、廉價的原則下，將追求性價比和適用，不再追去純粹性能提升，也不會出現(xiàn)頻繁的硬件升級。個人電腦的硬件和操作系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的支持將更加完善。云計算對芯片制造商的影響

云計算變革，以及其對IT產(chǎn)業(yè)的影響，將迫使芯片制造商發(fā)生如下改變：處理器芯片廠商更好支持處理器虛擬化和存儲管理服務(wù)器網(wǎng)卡芯片將需要更好支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化存儲芯片將更好支持存儲虛擬化和容量擴展個人電腦和其他移動設(shè)備將采用對移動寬帶網(wǎng)絡(luò)支持更好的無線接入芯片云計算對基礎(chǔ)設(shè)施外包服務(wù)的影響基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商需要做的改變：快速部署縮小主機規(guī)模提高資源利用率提高管理效率降低運維成本基礎(chǔ)設(shè)施可以放置在低土地和能源成本的地區(qū)提供商業(yè)連續(xù)性服務(wù)提高服務(wù)水平復雜的體系結(jié)構(gòu)商業(yè)模式和理念的轉(zhuǎn)變云計算對互聯(lián)網(wǎng)應用的影響

由于采用云計算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，服務(wù)器自動擴展、存儲資源無限擴展、數(shù)據(jù)庫無限擴展、負載均衡自動調(diào)整都將變?yōu)榭赡?，?gòu)建高負載的大型網(wǎng)絡(luò)應用將變得更為容易，甚至可能出現(xiàn)Paas服務(wù)商將大型網(wǎng)絡(luò)應用的部署和擴展變成若干個鼠標操作。隨著云計算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的不斷出現(xiàn)，整合基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)和應用開發(fā)平臺的Paas服務(wù)商必然會大量出現(xiàn)。云計算對傳統(tǒng)桌面應用的運營的影響隨著Paas和Saas的興起，互聯(lián)網(wǎng)應用將越來越豐富，有些互聯(lián)網(wǎng)應用將可以直接代替桌面應用。未來5年，基于瀏覽器的應用能代替90%的桌面應用，但不是必須的。通過遠程桌面、桌面虛擬化等技術(shù)，所有的桌面應用都可