基于网格技术的校园VOD系统的研究

网格管理服务器主要承担网格检索信息服务GIIS(Grid Index Informafion Service)，具体讲就是对VOD网格中的一些用户信息(髟视材料)的整理和安全保密等综合信息的索引。而视频服务器主要对媒体数据实现压缩和存储、根据用户的请求读取存储器上的节目、实时地向用户端进行软件传输。此外，每台视频服务器还要启动若干信息提供者负责将播放的一些信息及各硬件资源的负载状况等提交给本地的VOD服务器中的网格资源信息服务GRIS(Grid Resource Information Service)，以便于动态选择负载较轻、响应较快的视频服务器来提供资源。网格路由器的运行机制类似于IP路由器，不同之处在于网格路由器既可以接收或转发资源定位请求，同时也可以存储物理服务到虚拟服务的映射关系。为防止信息泛洪和路由回路，可对资源请求的传播距离——转发跳数规定上限。此外还可以限定资源匹配的数量来减少网格路由器间的通信量，提高资源定位的性能。

3．2 系统软件体系结构

网格VOD系统的软件体系结构主要由三个层次构成，如图2所示。
 
　　(1)网格资源层

这些资源包括VOD系统中的所有数据库、数据仓库及文件目录，各种存储设备，各种计算资源(包括超级计算机、PC)，它们通过校园宽带网络实现物理连接。

(2)网格VOD服务层

提供网格VOD系统的一体化管理与处理平台，主要功能是协调多种资源的共享，为综合使用各类资源提供数据存储、组织管理、分发、检索和处理认证等服务。

(3)网格VOD应用层

在VOD网格服务层的基础上，提供一个面向应用领域的VOD集成应用环境。面向各个具体应用领域，提供Web服务、用户管理、资源调配、统一调度和流量监视等功能。根据资源信息的使用模式和使用特点提供使用政策和协议、应用软件工具和应用开发平台等，以建立资源信息处理与服务集成环境。

整个系统的信息可分为静态信息(如网络拓扑、网络节点的IP地址和软件版本等)和动态实时信息(如系统的负载状况)两类，信息共享，尤其是资源、负载等动态信息的共享和管理是网格系统的主要特征之一，也是一个网格系统顺利调度与运转的基础。

3.3 调度程序

在整个网格VOD系统中，应用层的调度程序是最复杂的部分，几乎牵涉到系统中的所有组件系统中所维护管理的信息大都为调度程序的决策暇务。不论是采用面向系统的调度策略(如Condoz-G)，还是采用面向应用的调度策略(如Apples，Nimrod／G，Netsolve)，它们的主要调度对象都是面向科学计算任务的处理器、存储器和网络等"裸"的硬件资源，向用户提供的接口也是主要针对批处理作业设计的接口，调度目标比较单一，主要是宴现结点的负载平衡。当经过安全认证的用户请求提交给调度程序时，调度程序首先根据用户IP、任务的资酥需求、网络配置等静态信息进行初步的过滤，然后收集细节的动态信息。按照一定的策略选定一个视频服务器，进行资源的预留、任务提交并监督任务的执行。其间可能会触发视频服务器文件资源的配置的改变，任务完成后还要清除任务。其调度策略遵循以下两个原则：
 
　　(1)本地优先原则。当本地网格VOD子系统负载较轻且存储有所要求的节目时，直接在本地进行调度，不必考虑全局情况。该原则出于两个考虑：①跨子网传输的延迟一般较大；②在主干网络上的带宽一般是有限的，而且费用也较高。
 
　　(2)VOD子系统问负载相对均衡原则。当本地的负载量已达到某个给定的平衡点但还没有达到允许的上限时，就开始考虑在整个网络内使用目标规划的方法选择合适的子系统，这样既避免了负载很轻时做无谓的全局协调，又避免了本地满载时才进行系统间调度有可能造成的被动局面。当本地系统负载达到平衡点时，调度管理模块开始查看是否有必要对该节目增加备份。

基于对网格概念、相关技术的研究和网格应用的探索以及对校园VOD系统的研究和建设经验，本文提出的一种基于网格技术的校园VOD系统的实现方案，主要特点在于它可以构建在各种异构平台之上，具有广泛的适用性和自适应性，支持前所未有的规模和扩张能力。