基于本体的网格资源查找和选择算法研究摘要：对现有的计算网格资源选择算法作了总体性介绍，并在此基础上详细介绍了三种基于本体的资源查找和选择算法。最后对各种方法作了分析、比较和总结。关键词：计算网格；本体；资源选择；资源匹配：TP301.6文献标志码：A：1001-3695(2007)06-0030-040引言??网格是在异构、动态环境中实现资源共享和协作的技术［1］。网格中，用户和资源是跨组织的，资源可能属于不同的机构，有不同的使用约束，可以动态地加入或离开，而用户也会提出对资源的特定需求。计算网格中的资源选择问题是指在满足资源约束的条件下，将符合用户需求的资源分配给作业。资源选择的一般过程［2］（图1）如下：①资源管理器把资源的注册信息写到资源信息数据库中；②用户需要资源时，向资源管理器提出请求；③资源管理器从资源信息数据库中获得匹配资源的信息，返回给用户，用户即获得了资源信息。??图1网格资源选择过程现有的网格资源选择算法多是基于属性、对称的匹配，即资源提供方和请求方必须在属性名和值的表示上保持一致；只支持简单的查询方式（如关键字和分类查询）。这大大限制了资源选择的灵活性，且不易扩展。在网格这种异构环境中，作业请求和资源约束通常在不同的应用环境中定义，使用不同的形式和语法，要实现资源提供方和请求方在语法及语义上的一致是非常困难的。近年来随着语义Web的发展，一些研究人员提出在资源描述和请求中引入本体的概念，以解决网格中资源描述和请求的异构问题。??1网格中现有资源选择算法??1.1ClassAd资源匹配［3］??RajeshRaman等人提出了ClassAd资源匹配模型，用于解决在分布式环境下资源的选择和分配问题，已用在Condor［4］的资源管理中。该模型提供的是一种双向匹配，要求资源请求方指定对资源的要求，同时资源提供方指定对资源使用的相应约束条件。资源提供方和请求方能以任意方式描述各自的条件或需求，但是他们必须采用相同的语法(属性―值对的形式)。只有当资源的提供方与请求方对资源的约束及需求的描述中均使用相同的属性名以及相匹配的属性值时，资源匹配才能进行。当有多个资源满足作业需求时，用户可以定义一个函数给资源排序，然后根据排序结果选择最优的资源。下面是一个基于ClassAd资源匹配的例子。资源提供方与请求方使用相同的属性―值对的形式描述资源需求和使用约束。1.2Gang匹配［5］??为了解决ClassAd匹配模型中的二元匹配问题，Raman又提出了Gang匹配，允许资源请求方提出一个所需求资源的列表。例如，资源请求方可以同时请求多个计算资源，并分别说明对每个资源的需求。然而Gang匹配并不支持集合匹配模式［6］，如资源请求者可能会请求一个总内存容量大于10GB的资源集合。对于这样的请求，Gang匹配就显得无能为力了。??1.3基于约束满足的匹配［7］??ChuangLiu提出了一个应用于网格中的资源选择系统Red??line匹配系统。在该系统中，资源选择问题首先被转换为约束满足问题，然后检查这一系列的约束是否有冲突发生，最后匹配器用已经存在的约束解决机制来处理转换的约束满足问题。与ClassAd相同，Red??line匹配系统也是基于资源和需求的对称描述，即用相同的语法来描述资源和需求。但与ClassAd相比，Red??line匹配系统更富有表现力，而且可以支持Gang匹配和集合匹配。??1.4对比分析??表1是对现有的计算网格资源选择算法所作的对比。可以看出，以上所介绍的资源匹配系统，均要求对资源属性和需求的对称语法描述，因此在系统应用过程中很难向其加入新概念或知识。而且在网格环境下，资源和用户大多都是跨越多个不同的组织或机构，这就很难保证资源描述和用户请求使用相同的属性名，表达相同的语义。随着语义Web的发展，一些研究人员提出在资源描述和请求中引入本体，以解决网格中资源描述和请求的异构问题。??表1现有网格资源选择算法对比匹配方法需要资源和需求的对称描述支持同时请求多个计算资源支持集合匹配不足ClassAd资源匹配YNNGang匹配YYN基于约束满足的匹配YYY均要求对资源属性和需求的对称语法描述；在系统应用过程中很难向其加入新概念或知识；灵活性和可扩展性差2基于本体的网格资源选择方法??...