远程分布式数据库

远程分布式数据库（精选3篇）

远程分布式数据库 篇1

1 引言

网格技术旨在使互连网上所有资源,包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等,实现全面共享与协同工作,使整个Internet整合成一台巨大的超级计算机,为用户提供即连即用式的服务[1]。目前,网格的发展更多还在实验研究阶段,离最初设想还有很大距离,但它是未来网络的发展方向,已成共识。并且正在逐渐地由一个新兴名词转变成为运用于商业、科研、医药等各行业的技术产物。

1.1 网格的定义

网格一词译自英文单词“Grid”,简称为虚拟计算环境,就是把地理上分布的各种计算资源连接成一个单一的统一资源即虚拟高级计算机的环境,实现全球范围的计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、设备资源等的全面共享。其根本特征是资源共享。它是继Internet、Web后的第三次互联网浪潮。网格的核心概念是协作资源共享和在动态多制度虚拟组织中解决问题。简而言之,网格可以从以下描述为以下三点[2]。

(1)协调不服从集中式控制的资源。即网格能集成和协调资源与用户在不同控制域内的活动。

(2)使用标准的、开放的、通用的协议和接口。即一个网格是由多用途协议和接口来构建的,该协议将能解决诸如鉴别、授权、资源发现和资源访问等一些基本问题。

(3)提供非常的服务质量(QoS)。即允许按协作方式来使用其成分资源以提供各式服务质量。

1.2 目前网格技术的开发环境和工具

对于目前网格技术的发展和应用中其运行环境已和其他计算环境有很大的不同,已不能够满足网格计算所面临的开发难度、排错、调试、修改、部署等问题需要构建新的开发环境[3]。

(1)GT3开发环境。

GT3是用java语言开发服务,客户端则可以使用java语言和C语言开发。开发过程首先需要定义服务接口。然后根据服务接口生成该服务的WSDL描述文档,以实现该服务接口,通过代码编写完成,编译生成可执行的java类,其中客户端也需要用java语言开发生成可执行类。最终部署到服务运行容器中由客户端调用服务。

(2)NET框架。

使用.NET框架平台,通常不需要其他工具或软件开发工具包便可完成万维网服务的开发。

因为.NET框架可以提供专门的文件类型.a smx,每一个.asmx都包含一个WebService指令。

因此在.NET框架中,可以通过以下流程完成一个万维网服务:(1)创建服务文件.asmx。(2)添加服务逻辑代码。(3)保存并运行.asmx文件。(4)根据提示输入参数,提交给服务器。(5)得出服务运行结果

(3)UNICORE。

UNICORE(UNIform Interface to Com-puting Resources)是把超级计算中心资源结合起来,用户可以通过互联网访问这些资源。UNICORE服务器在调度作业之前把抽象的作业和资源翻译成特定平台的命令和选项,在执行命令时,输入文件和输出文件自动从用户的文件空间读取和向用户的文件空间写回,从而完成不同节点间的高速数据传输。另外UNICORE网格平台通过用户认证X.509证书授权,把对应资源分配给用户,而保留自己的自主权利。

(4)其他应用开发工具。

由于目的和应用的不同,还有很多网格开发环境和工具,如:WebSubmit应用程序,CoG工具集,GPDK结构模型,GDMP客户等等,这些技术均是在网格应用和网格技术开发中所有着不同的功能和作用。

2 网格技术在远程教育中资源共享中的应用

2.1 远程教育主要特点和网格技术应用的优势

远程教育是由过去的函授、电视广播、网络教育等伴随着科学技术手段不断发展,又非独立产生的一种教学方式,它是实现终身教育而获取教学资源的一种有效渠道。

学习资源丰富的最大化是远程教育学习的最大一个特点。而网格技术应用中最为核心的是为各种网络上的资源提供一种安全、高效的共享机制,使得各种异构和孤立的资源,能够以一个整体的形式为用户提供各种计算和信息服务。因此,网格技术的应用能促进教学资源的优化整合、全面共享和作业交互。网格技术应用在远程教育中的优势概括为以下两点。

(1)网格技术的应用在物理上将互连的众多资源汇聚起来,联合提供服务,最大化实现资源的全面共享。即将分布在教育教学中将各高等院校多媒体课件、数字教学视频、无纸化习题库、网络化考试系统以及各类论文文献等海量信息资源集成起来,建立起一个集教育教学为一体的信息网格,覆盖到各个地区,提供统一的、高效的信息服务,同时提供主动学习方法和交互式的教学方式,使教师和学生之间的学习和交流成为现实。

(2)通过分布式资源的协作与共享,把大量的教育资源汇聚在网络上,这样使学习资源得到充分的利用,并且极大的提高学习者的学习效率和质量,为远程教育教学的信息化发展提供了更广阔的空间。同时网格技术应用在远程教育资源中,也能够大大缩减教师个体的备课时间,将这些时间用做扩充知识领域,丰富授课的内容容量,突出授课内容的重难点方面。而且还会加强了教师与教师之间,教师与学生之间的互动性,扩展了教师思维的广度与深度,提高学习者学习的兴趣与效率,从根本上进一步提升整体教学质量。

2.2 网格技术下教学资源分布式应用分析

2.2.1 分布式网格教学资源服务系统

远程教学系统的网格系统面向用户使用的入口,远程教学平台通常具有是一个开放的Web入口界面,通过这个界面用户可以使用网格系统提供各种功能,如安装新的网格程序、提交网格作业、使用网格程序提供的功能。

首先,可以根据利用GT3开发平台技术构建一个分布式网格教学资源服务系统ERSDG(Education Resource Service Data Grid)[4],为不同分支机构(教育受体)通过教育资源访问口,访问现有资源管理系统中的教育资源数据库服务,从资源库获取所需要的教育资源数据,并同步到本地环境中的资源库中。

其次,为了实现教育资源的共享,必须要针对高带宽广域网环境进行优化以便解决网格环境下数据的统一传输,于是就需要一种基于FTP协议基础上的文件传输协议即GridFTP协议。

目前,该协议是由Globus工作组开发的一种安全可靠的高性能网格文件传输协议。为了实际使用的需要,GridFTP协议的安全性方面采用了RFC 2228(FTP Security Extensions)中提出的机制,对GSI(Grid Security Infrastructure,网格安全基础设施)和Kerberos提供支持,在实现高效传输上它支持第三方控制的数据传输、并行数据传输、条状数据传输、部分文件传输、缓冲区大小自动协商、出错重传等机制。各资源分支机构通过设计开发统一接口,在上传数字资源的同时,自动调用GridFTP协议,从而将相关教学资源文件同步上传到网格的各个节点之上,再由网格教学资源服务系统实现自动分布和同步传输功能。

因此,具备了这一资源共享的能力,就可以构建教学资源访问和集成的虚拟化界面,最终网格服务简化了用户或客户端程序对分布式教学资源的访问过程,实现了教学资源的的发现、组织、管理、发布、分发和交换等方面的整合和集成(如图1)。

2.2.2 分布式视频发布和点播平台

通过网格技术,可以实现将原来的分散管理和维护方式,转变为自动集中和调度方式,实现无障碍资源共享。它不仅能够提供内容最为丰富的大学课程视频点播服务,而且提供了能同时支持成千上万路视频流的服务能力。大学课程在线网格系统(Realcourse)应该建立在ChinaGrid公共支撑平台(CGSP)之上,通过Realcourse为用户提供“一站式”服务,将每个学校各自维护自己的资源,自动纳入到系统管理中,这种分布式管理方式可以在较短的时间内聚集大量课程资源。分布式视频发布和点播平台的最终目标为了实现在系统上支持全国各所重点院校的服务器,可以提供并发不同专业的不同课程的可靠视频流服务。对于用户可以获取所有的视频教案资源,只是根据自己的需求和喜好通过点播平台点播不同学校不同专业的不同课程进行学习。

因此,网格技术在远程教育应用中,可以将不同的教育资源连接地理上分布的各类计算机(包括机群)、数据库、各类设备和存储设备等,形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境,应用包括了分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等诸多功能[5]。

总之,由网格技术构建下的教学资源服务系统和分布式视频发布和点播平台,更好的解决了目前远程教育中存在的资源共享不对称导致的资源建设重复,利用率低下等不足。根本上解决了计算机体系结构、操作系统、网络布局中的差异最终实现了异构机器或机群之间的协作和转换,达到教学资源最大化利用这一目标。

3 结语

网格技术在远程教育系统中的应用将是其中非常重要的一个方向,到目前为止网格的实际应用系统还比较少,建立一个以网格为核心技术的远程教育教学系统是非常复杂的,需要更进一步的研究[6]。随着网格技术的不断发展完善,必然会极大地影响现代远程教育的发展。未来的远程教育将更加突出学习过程中的协作学习和知识管理,虚拟学习社区将成为网格环境下远程教育的非常重要的教育形态。在这方面,网格技术具有强大的支持力,不同的网格应用类型将满足远程教育的需求,特别是知识网格的实现,将对远程教育产生巨大的影响。

摘要：网格是21世纪发展起来的构筑在互联网上以实现资源可控化共享为目的的基础设施。网格计算是一个新出现的名词,也是近年来兴起的一个研究热点,本文对网格的概念、特点、进行简要介绍,并对计算机网格技术在远程教育中的应用进行分析。

关键词：远程教育,网格技术,GridFTP协议,共享,探讨

参考文献

[1]史文翀.网格体系结构与资源管理框架的研究[D].硕士论文:厦门大学,2008.

[2]刘立群.网格计算与网格体系结构综述[J].农业网络信息,2011(2).

[3]郁志辉,陈渝,刘鹏.网格计算[M].北京:清华大学出版社,2002:9-12.

[4]吴永和,马晓玲,肖君,等.基于数据网格的教育资源服务系统的实现[J].华东师范大学学报:自然科学版,2006(3).

[5]张慧鹏,卢晴,顾文乐,等.分布式点播平台本地内容注入方法初探[J].广播电视信息,2011(9).

[6]应宏.网格系统基础及其应用展望[J].微机发展,2003,13(11):99-103.

远程分布式数据库 篇2

Terrastore是一个基于Terracotta(一个业界公认的、快速的分布式集群组件)实现的高性能分布式文档数据库，可以动态从运行中的集群添 加/删除节点，而且不需要停机和修改任何配置，

支持通过http协议访问Terrastore。Terrastore提供了一个基于集合的键/值接口来管 理JSON文档并且不需要预先定义JSON文档的架构。易于操作，安装一个完整能够运行的集群只需几行命令。

项目主页：www.open-open.com/lib/view/home/1322728423093

远程分布式数据库 篇3

1 现有的桥梁监测技术

现有的桥梁监测系统采用的监测方法除最传统的人工进行数据的测量、记录和处理外,主要包括以下两种方式:利用移动GSM网络建立连接的桥梁监测方式和利用光缆建立连接的桥梁监测方式。采用GSM连接的桥梁监测方式是利用GSM的话音信道建立点对点的数据传输通道,通过监测中心计算机分别控制桥上各采集仪采集数据。此种方法,数据中心同一套设备在同一时间只能采集一座桥梁或一个采集仪连接的传感器数据。而且对总线上的设备控制也是点对点的控制方式,故数据采集的速度慢,操作繁琐。数据传输的方法基于移动网络的专用信道,费用高,使用不方便。利用光缆建立连接的桥梁监测方式,实际上是采用专用光缆或租用电信公用光缆代替了第1种方式中的移动GSM网络,使中间的传输网络更可靠、传输速率更高。但其仍是点对点的采集和控制方式,另外采用光网络设备成本高,维护难度大,监测中心相对固定,组建大型监控网络比较困难。

由此可知,按照上述两种监测方式建立的桥梁监测系统都是单一的专用系统,即某监测系统只对某一特定桥梁进行监测,无法组建大型的监控网络。

近年来,在工程理论上又提出了一种新的桥梁监测方法,这种方法的核心思想是:每个监测点的智能控制单元通过数据传输单元和通信基站接入GPRS或者CD-MA网络,连接到因特网,再通过路由器连接监测中心计算机[4]。通过这种网络连接方式,监测中心计算机可异步地同时与多个监测点建立数据传输连接,实现多点监测和控制。同时监测中心计算机的数据处理单元采用多线程的方式,实现多任务数据采集和数据处理。在桥梁零散分布情况下,采用这种新的监测方法,若多座桥梁采用相同的组网设备和技术可组建新的大型监控网,实现多座桥梁的监测,否则只能在理论上是可行的,原因是:采用这种新的监测方法组建零散分布下多座桥梁的大型监测系统,若采用的多种采集仪的上行物理接口或通信协议不同,则要求采用多种智能控制单元与不同的采集仪进行物理接口适配和通信协议适配;同样,智能控制单元的上行物理接口和通信协议不同,则要求数据传输单元下行具备不同的物理接口和通信协议,而数据传输单元的上行都是统一的接入GPRS或CDMA网络的接口和通信协议。实际应用中,需要各种数据传输单元是非常困难的,因此这种情况下这种方式是无法实施的。

2 软层面的设计思路

从软层面实现多个不同桥梁监测现场子系统之间的数据转换、传输和通信,典型的方法是在公用通信网络上架设软通信平台,由软通信平台提供各种子系统的适配接口、协议转换和远程数据传输功能。这种软通信平台又称软总线平台,图1显示了桥梁监测中软总线平台的一种可行系统架构。

软总线平台包括硬件接口单元、软总线内核和应用接口单元。硬件接口单元包括各种硬件接口驱动程序,将从外部硬件接收的数据发送到所述软总线内核单元,并将从所述软总线内核单元接收的操作命令发送到外部硬件。软总线内核包括多线程任务调度、消息队列处理等功能单元,将从硬件接口单元接收的数据发送到应用接口单元,并将从上层接口单元接收的操作命令发送到硬件接口单元。应用接口单元提供了外部桥梁监测人机操作界面对所述软总线单元的访问接口,将从软总线内核接收的数据发送到外部桥梁监测人机操作界面,并将从外部桥梁监测人机操作界面接收的操作命令发送到软总线内核。

为了实现分布式远程控制,软总线平台应具有标准的TCP/IP协议网络功能模块,该模块提供标准的网络应用API接口和网络接口硬件驱动,用于本地控制计算机和远程控制计算机之间的通信。为了实现多个不同技术的桥梁监测现场系统的接入,软总线平台具有支持各种桥梁监测现场系统接入的硬件驱动和适配接口;另外,为了使新的桥梁监测技术能简便地集成到本系统,软总线平台具有支持各种外部硬件系统无缝集成和外部桥梁监测软件二次开发的标准API接口。进一步地,可在软总线平台设计分布式数据存储接口,实现大型桥梁监测系统监测数据的本地存储和分布式处理。

3 多点分布式远程桥梁监测系统

基于软总线平台的多点分布式远程桥梁监测系统,包括多个桥梁监测现场系统、软总线平台和具有数据处理单元的监测中心计算机,如图2所示。桥梁监测现场系统包括安装在桥梁上的传感器、采集仪、智能控制单元以及与智能控制单元相连的本地控制计算机。软总线平台包括安装和运行在本地控制计算机和监测中心计算机上的软总线单元。采集仪采集传感器的数据,智能控制单元接收采集仪采集的数据并转发到本地控制计算机,本地控制计算机安装并运行软总线单元,将接收到的数据通过软总线单元转发到监测中心计算机,数据处理单元根据接收到的数据执行具体的数据处理操作。监测中心计算机是通过软总线平台与智能控制单元通信的,软总线平台上本地控制计算机和监测中心计算机的各个软总线单元是通过互联网络(Internet、移动网络等)相通信的,所以监测中心计算机不必固定,多个桥梁监测现场系统也可以分布在互联网络遍及的地方,只要桥梁监测现场系统的本地控制计算机与监测中心计算机能够相互通信,即可在本地控制计算机和监测中心计算机上布设软总线平台,整个监测系统就能在软总线平台上实现通信。

系统的主要特点如下:

(1)基于软总线平台的分布式远程网络控制技术,采用软总线提供的开放式软件架构,通过总线核分离上层监测软件和底层现场监测系统通信协议,支持新的硬件系统和软件系统的无缝集成,支持多种现场总线技术。基于软总线的标准网络接口(如Ethernet),将高层桥梁监测软件和底层各种类型的桥梁监测现场系统通过网络互联起来,通信基于TCP/IP协议栈,从而实现多座桥梁设施的松耦合分布式远程监测。

(2)已建的、在建的各种类型桥梁监测系统都可以通过软总线平台纳入到整个监测系统,组建大型监测网络,实现一个城市或区域桥梁设施的松耦合分布式远程监测。

(3)在桥梁监测系统中引入软通信平台,突破了传统的单一专用桥梁监测系统和目前基于标准网络接口的远程桥梁监测系统,可节约监控成本,提高监控效率和性能,实现一个城市或区域多座路桥设施的分布式一体化集中监控。

4 建立实验测试系统

采用Lab Map软总线[5]建立具有两个桥梁监测子系统的实验测试模型,如图3所示。

Lab Map是一种工业控制软总线,具有两个层次的抽象接口:应用软件接口和硬件驱动接口。Lab Map软总线支持网络功能,它将整个网络功能抽象成一个高度优化的网络接口[6]。

实验测试系统中两个桥梁监测现场系统的设备,主要有数据采集系统、现场总线系统和各类振弦式传感器,数据采集系统采用Data Taker DT80g智能采集系统,现场总线采用Wago现场采集总线系统,传感器主要采用北京基康的振弦式桥梁监测传感器。

实验系统的硬件设备还包括联网设备和控制PC(运行软总线Lab Map及HMI),各硬件系统设备互联方式如图3所示。

(1)交换机、本地控制PC1、Wago现场总线采集系统和各种桥梁监测传感器联网组成桥梁监测现场子系统1。该子系统采用10.10.10.0/24网段。本地控制PC和Wago现场总线采集系统之间基于标准的Modbus/TCP通信,通信接口为标准的以太网口。

(2)DT80g智能型数据采集器、本地控制PC2和各种桥梁监测传感器组成桥梁监测现场子系统2。该子系统采用20.20.20.0/24网段。DT80g通过RS485串行口连接控制PC,通信方式为串行通信。

(3)两个桥梁监测子系统和远端控制PC通过路由器实现互联,各端口配置不同网段,组成分布式网络,以模拟实际的网络应用环境。

本实验系统不仅可对各个桥梁监测现场子系统的应变、应力、温度、位移、倾斜等物理特性进行本地实时监测,也可从远程监控终端实现对两个桥梁监测现场子系统的分布式监测及基于Internet的数据共享和对比分析。

如在远端PC对子系统1的应变进行监测,采用GK-4200型应变计。其采集值和工程应变量的转换的理论和修正公式如式(1)和式(2),修正考虑了弦初始状态和温度的影响。

其中,R0为初始测量值,R1为当前测量值,Gf为理论系数3.304,CF1为用于振弦仪器的钢材温度膨胀系数12.2 uε/℃。测试结果略。

桥梁在运行期间由于会受到气候、氧化、腐蚀或老化等因素,及长期在恒载或活载的作用下遭受损坏,其强度和刚度会随时间的增加而降低,这不仅影响了安全行车,更会使该桥的使用寿命缩短。因此对桥梁的健康状况进行实时监测和长期统计分析具有重要的意义。

为了减少城市或区域内多座桥梁设施的监控维护成本,提高监控能力,对多座桥梁实施松耦合分布式远程监控是一个可行的途径。但目前已建立的单一桥梁健康监测系统采用了不同的监控技术和网络结构,直接通过某种硬件设备适配实现互联,难度高,代价大。在桥梁监测系统中引入软通信平台,利用软通信平台提供现有各种桥梁监测现场系统的不同技术接口和统一的通信平台,可实现各种不同桥梁监测现场子系统的分布式接入和集中监控。通过实验网络测试证明,基于软总线Lab Map的多点分布式远程桥梁监测系统是一种可行的实现方案。

摘要：近年来提出的一些桥梁监测系统,如基于无线传感网络的桥梁监测系统,基于多点轮询的零散状态桥梁监测系统等,适用于采用同种技术构建零散状态下的大型监测系统,但对于不同的桥梁监测技术或与现有桥梁监测系统的兼容性仍有很大问题,可操作性较弱。在桥梁监测系统中引入软通信平台,利用软通信平台提供现有各种桥梁监测现场系统的不同技术接口和统一的通信平台,可实现各种不同桥梁监测现场子系统的分布式接入和远程集中监控,是一种可行的技术途径。

关键词：桥梁监测,远程控制,分布式

参考文献

[1]刘军,姜德生.基于光纤光栅传感的桥梁监测采集系统[J].微计算机信息,2009(16):156-158.

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[3]CHUNG H C,ENOTOMO T,LOH K,et al.Real-time visualization of bridge structural response through wireless MEMS sensors.Proceedings of SPIE-Testing,Reliability,and Application of Micro-and Nano-Material Systems II,Vol.(2004).

[4]重庆交通大学.一种桥梁监测系统:中国,200710106918.4[P].2007-09-19.

[5]LabMap软总线用户手册[DB/OL].http://www.cbb-software.com/docs/labmab_userguide.pdf.