面向BIRIS—Cloud的资源管理框架

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摘要：BIRIS-Cloud服务平台是一个第四方的服务平台，上面有着大量的第三方，将这些第三方称之为服务中心。每个服务中心下都有来自不同提供者的大量的异构资源，对不同种类的资源以一种统一的方式进行管理，能够提高资源的利用率，有助于资源的优化调度。先是对资源管理的问题进行描述，建立起资源型的概念，在资源型和资源的通型表示的基础之上提出资源模型，即资源管理框架，该框架能够把不同种类的资源以一种统一的方式进行浏览、查询和管理，最后对资源管理框架进行形式化定义，提出了基于XML的资源管理框架解析引擎。

关键词：资源管理； 资源型； 资源模型； 资源管理框架

中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：2095-2163（2013）06-0025-05

0引言

随着服务业发展的日趋成熟，已有更多的资源提供者和客户参与到服务中来。云计算描述了一种基于互联网的IT服务增加、使用和交付的崭新模式[1]。BIRIS-Cloud服务平台是建立在面向双边资源整合的服务模式（biris）[2]基础之上的云服务平台，是一个第四方的服务平台，在其上集聚着大量的服务中心，每个服务中心拥有大量的客户和资源提供者，资源提供者能够提供大量的不同种类的资源接入到服务中心，这里的资源并不仅仅只是具有物理实体的资源，还包括提供诸如Web Service等类似的软构件资源。资源管理问题并非新设问题，无论在任何领域，若要发挥资源作用的最大化，资源管理即必不可少。云计算在近年来发展迅速，很多传统项目都在结合云计算的优点进行转型，因此云环境下的资源管理也相应地成为近来研究的热点和焦点。立体化教学资源模型构建[3]主要是针对教学资源的管理；文献[4]提出了一种基于RDF[5]的资源形式化方法；OWL（Web Ontology Language）是W3C开发的一种网络本体语言，用于对本体进行语义描述[6]，文献[7]在OWL语言的基础之上，构建了面向制造功能描述的资源信息模型[7]。文献[8]则提出了一种资源的元模型，然后形成了对制造资源管理的统一框架[8]。

在资源管理的相关研究中，一方面，每个服务中心都会拥有大量不同类型的资源，另一方面还需要针对异构资源能够以一种统一的方式来进行描述。基于如上两个方面，本文提出了一套资源管理框架，该资源管理框架能够针对不同服务中心下的不同类型的资源在资源管理框架中以一种统一的形式来对资源进行浏览和查询。另外，研究可知，XML语言具有跨平台性、自描述性、灵活性等特征，因此本文采用XML Schema来对资源管理框架进行了形式化定义，并提出了基于XML的资源管理框架解析引擎。

1资源管理问题描述

本文主要研究的是资源管理，图1是对资源管理问题的一个描述。图中的服务中心代表BIRIS-cloud服务平台上大量的服务中心，每个服务中心都拥有大量的不同种类的资源，而由于不同种类的资源特征是不同的，所以对其的描述属性也是不同的，反映在系统中就是不同种类的资源将使用不同的数据表来进行存储，如何能够将这些不同种类的资源使用一种统一的方式进行管理，即是本文即将着重解决的主要问题。

由图1可以看出，要想实现资源以统一方式进行浏览和管理，主要存在以下几个问题：

（1）每个服务中心下的不同的种类的资源使用不同数据表来进行存储；

（2）不同服务中心下的相同种类的资源的描述属性可能也是不同的；

（3）要想使用一种统一的方式进行表示，如何确定资源统一表示方式的属性组；

（4）如何在资源统一表示方法中区分主键相同而类别不同的资源；

（5）如何检测到资源的数据表中的变化，完成资源统一表示的数据表的同步。

2资源管理问题建模

2.1资源型的定义

一方面，不同类型的资源，所能提供的服务是不同的，其描述的属性也是不同的，因此相应的数据表也分别是不同的；另一方面，同一种类型的资源的所有的信息可能是由多个数据表联合得到的，因此一种类型的资源的集合可以使用以下形式来表示：

Resource：=

其中，Resource表示某种类型的资源集合，T1、T2、Tn分别表示与该资源类别相关的数据表，表示数据表T1，T2，……，Tn通过一定的关联关系得到的数据的集合。在这里，引入了“资源型”的概念来区分这种具有不同描述属性的资源。

资源型是对某一类别资源的描述属性的定义，可用来描述和刻画某一种类型的资源的描述属性特点，说明某种类型的资源所具有的描述属性和特征，且主要强调的是该类型的资源在系统中所需要描述的特征。在此使用以下关系式来对资源型ResourceType进行定义：

ResourceType：=，其中：

ResTypeID：资源型的唯一标识，用来区分不同的资源型；

TableCount：用来说明与此资源型相关的数据表的个数；

Status：用来说明资源型的使用状态，标识资源型是否可用；

TableName：用来说明资源型对应的数据表的名称；

TableCate：用来说明资源型对应的数据表的类别；

AttrCount：说明一个数据表中的描述属性的个数；

AttrName：说明一个数据表中的某一个描述属性的名称；

AttrType：说明一个数据表中的某一个描述属性的值的类别。

因为资源型的定义中，资源型对应的数据表是采用集合的形式进行定义的，对于每个数据表的属性定义也是采用集合的形式进行和完成的，这样可知资源型是可扩展的。所以，当有新的不同类型的资源需要注册到系统中时，可以通过资源型对该类别的资源进行刻画和描述，由此可将不同类别的资源接入到BIRIS-Cloud服务平台，使得BIRIS-Cloud服务平台能够识别该资源。

2.2资源的专型表示和通型表示

文中将这种使用资源型定义的属性组来描述资源的方式称为资源的专型表示。该种表示方法与资源型直接相关，若资源型不同，则资源的专型表示也就不同。

资源的通型表示则是对所有资源的一种统一的表示方式，即与资源型无关的一种表示方法，也就是对于任意的一种资源都可使用相同的属性组进行描述和刻画。资源的通型表示与资源的专型表示是相对的，也是一一对应的。在这里，使用以下关系式来对资源的通型表示的属性组ResourceGeneral来进行描述：

ResourceGeneral：=，其中：

ResID：资源的通型表示中对资源的编号，能够唯一地标识一个资源；

ProID：资源提供者的编号，能够唯一地标识一个资源的提供者；

ResTypeID：资源型ID，即上一小节定义的能够唯一标识资源型的编号；

ResTypePKValue：资源专型表示方式中的资源的物理主键的值，通过该值与资源型ID就可以对不同类型的资源，但是资源主键一样的情况加以明确区分；

ResCate：资源的类别标识，因为同一种类型的资源也会有很多，同一种类型的资源所能提供的服务也是有区别的，因此这个标识说明对资源型的一个分类；

{GeneralAtt}：资源的通型表示的属性的集合，可扩展的，能够适应服务系统的发展和变化情况。

2.3资源模型

因为资源型的描述属性是未知的，尤其是当有新的资源类别注册到系统中时，为了能够完成资源数据由资源专型数据表到资源通型信息表的实时同步，就需要记录每种资源型的描述属性与资源通型表中的属性映射关系。根据这种映射关系，可以形成该资源型对应的视图，如图2中的DishTypeView，该视图中的属性都是资源的通型信息表中的属性之一，视图中的值则来源于资源型信息表。因此，一个资源型与资源通型表示方法中的属性的映射关系可以使用如下关系表达式进行描述：

Mapping：={}，其中：

RestypeID：资源型的唯一标识，能够唯一地区分不同的资源型；

TableName：资源型对应的数据表名称；

SubAttr：资源型的属性名称；

GeneralAttr：资源通型表示中的属性名称。

因为一个服务中心下会含有大量的不同种类的资源，因此一个服务中心下就会存在着多个资源型与之相对应，而每种资源型的专型表示与资源的通型表示也都会存在着大量的上述映射关系Mapping。为了能够更好地管理这种映射关系，此处又提出了 “资源模型”的概念来进行管理。

如图3所示，资源模型是一套资源描述框架。一个资源模型则包含且仅包含一个资源的通型表示的数据表。一个资源模型可以包含若干个资源型的资源，一个资源型有多个数据表与之相关，因此也就包含每个资源型相关的所有的数据表。这里资源的分类，指的是对资源型内部进行一个组织分类，由于资源的分类问题不是本文关注的重点，不需在这里进行赘述。同时，同一资源型对于不同的客户可能展现的信息也是不同的，所以存在资源型与浏览方式绑定。

3资源管理框架解析引擎

3.1资源模型的形式化定义

在图3中，可以看出一个资源模型应该包括以下几个部分：

（1）资源模型自身的一些基本信息以及资源模型的通型表示的数据表的定义；

（2）资源模型所包含的资源型；

（3）每个资源型的详细定义，包括资源型对应的数据表，每个数据表的属性构成以及该属性与资源通型表示的数据表中的那个属性构成映射关系；

（4）资源型的分类体系，针对该资源型进行了何种的组织和分类；

（5）资源型的浏览方式绑定，因为不同的资源型可以使用不同的浏览方式去进行展示，也可以根据需要，针对不同的客户展现方式的不同酌情展示，因此有必要绑定资源型与浏览方式。

资源模型是建立在资源型的基础之上，资源模型管理的是多个资源型的专型表示与资源的通型表示的映射关系，因此这里将给出资源模型定义的部分规则。ResourceModel是整个文件的根元素，说明了定义一个资源模型应该包含的各个组成部分，其下有五个子元素分别与上面的五大部分相对应，依次为资源模型的基本信息、资源模型包含的资源型的详细定义、资源模型包含的资源型的定义，资源类别的定义、资源型与浏览方式的绑定的定义。此处，以DOM树的形式给出资源模型Schema的定义，详情见图4。其中，椭圆形代表的是复杂类型标签，长方形代表的是简单类型标签，虚线的标签代表可能存在也可能不存在。只是中间有些复杂类型标签并未给出定义，因为该类标签下是一些简单标签。

3.2资源管理框架解析引擎

资源管理框架解析引擎主要包括XML解析器、资源管理框架控制器、资源型管理器、资源类别管理器、资源模型管理器、资源型与浏览方式管理器等部分，如图5所示。

由图5可知，对其中各部分的功能解析如下所示。

XML解析器。读取资源模型定义文件，根据资源模型的Schema文件来对资源模型定义文件的语法进行检查，并对其内容进行解析，以确保资源模型定义文件的合法性。XML解析器会将资源模型定义文件中的信息以一个对象的形式传递给资源管理框架控制器。

资源管理框架控制器。完成对资源型管理器、资源类别管理器、资源模型管理器和资源型与浏览方式管理器的调度，使得这些管理器之间协调工作，共同完成资源模型的配置工作。

资源型管理器。主要负责资源型定义部分的逻辑错误验证，包括资源型ID是否被占用，资源型对应的数据表的个数与数据表定义的个数是否一致等问题。

资源类别管理器。主要负责资源类别定义部分的逻辑错误的验证，包括资源类别ID是否冲突，资源类别的父项资源类别是否已经存在，每一个资源型是否都有与之相对应的资源类别等问题。

资源模型管理器。主要负责资源模型定义部分的逻辑错误的验证，包括资源通型信息表名称是否被占用，资源模型包含的所有的资源型是否都已经进行了定义等问题。

资源型与浏览方式管理器。主要负责资源型与不同浏览方式的绑定问题。

4结束语

论文提出了一套新的资源管理框架，使用这套资源管理框架能够将不同种类的资源以一种统一的方式进行浏览、查询和管理。该套资源管理框架对不同种类的资源进行总结，根据资源的不同，寻求其独有的特征，称这种表示方法为资源的专型表示法，找出不同类别的资源之间的共性，形成对资源的一种通型表示方法，并建立起二者之间的映射关系，从而完成对资源的统一形式描述，为其后进行服务资源的组合、服务资源服务质量评价提供了切实有效的基础。

参考文献：

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