一种Web应用服务器集群管理系统的设计与实现

随着计算机的普及和网络技术的发展，Internet上的Web用户爆炸性增长。作为Web应用主要支撑平台的Web应用服务器经常面临过载的问题。Web应用服务器集群技术是解决这一问题的有效手段。然而，集群规模变大导致的集群拓扑结构复杂、计算环境的高度异构以及应用对性能等非功能需求的多样化使得Web应用服务器集群的安装、配置和维护等管理过程难度大大增加。Web应用服务器集群迫切需要改变目前静态、被动的管理方式，而通过自管理方式来降低其管理成本、适应计算环境变化以及应用的个性化非功能需求。 Web应用服务器集群管理主要包括拓扑结构、资源以及负载等方面的管理。本文设计了一个Web应用服务器集群管理系统。针对集群拓扑结构管理，设计了基于广播的集群节点自配置设施，并通过基于Cookie Insertion的请求会话粘滞设计实现了多个负载均衡器的协同工作；针对集群资源管理，设计了基于Java规则引擎的动态资源管理框架，并在此基础上实现了集群规模的动态调整；针对集群负载管理，设计了基于反馈-控制机制的动态负载均衡算法，可根据节点负载动态调整权值，使集群能够适应负载变化。 基于上述设计，本论文在Web应用服务器系统OnceAS中实现了该集群管理系统，包括支持多种通信模式的集群通信组件，拓扑结构管理器，资源管理器，负载均衡器，以及节点管理器，同时提供了相应的管理工具。系统测试结果表明，该系统支持集群拓扑结构、资源和负载的管理，能够更好地适应负载变化，提高Web应用服务器的整体性能表现。

Web应用服务器的可扩展管理模型及其实现

Web应用服务器是为事务性web应用提供一系列运行时服务的分布式系统。它既要管理多种不同类型的资源，又要集成以往成熟的网络管理协议和系统，因此，如何统一有效地管理Web应用服务器的资源、应用和服务成为实现web应用服务的一个难点。为此，本文基于JMX(Java~(TM) Management Extensions)技术，提出了一种可扩展管理模型，该模型具有较好的灵活性和开放性，可扩展能力强。同时，本文还给出了实现该模型的若干关键技术包括可扩展管理内核的实现技术、资源远程管理技术、服务可扩展管理技术。目前该模型已在我们研制的Web应用服务器 WebFrame2．O中成功实现。

EWAF:一种Web应用程序框架

随着Web应用开发变得越来越复杂,如何快速开发出稳定健壮的Web应用程序成为开发者面临的巨大挑战,Web应用程序框架(WAF)就是为了适应这种挑战而出现的.提出了一种基于J2EE的Web应用程序框架EWAF,框架通过其特有的服务层、层次性的控制方式、组合式的视图结构及应用程序级的安全支持,使得Web开发者能够快速高效地构建安全的Web应用程序.目前,EWAF已应用到企业信息门户OncePortal的实现中.

Web应用服务器研究综述

Web应用服务器是Web计算环境下产生的新型中间件，为创建、部署、运行、集成和管理事务性Web应用提供一个跨平台的运行环境，被认为是自关系型数据库以来最令人激动的企业应用技术。诸多IT企业纷纷推出其各自的Web应用服务器产品和系统，学术界也对这种热门领域产生了浓厚的兴趣。在分析Web计算环境下传统中间件发展所遇到的问题的基础上，介绍Web应用服务器的起源和发展、运行模式以及评测基准，然后对Web应用服务器研究现状进行综述，主要包括Web应用服务器的定义、体系结构、组件容器、分布事务处理、负载平衡、高速缓存、Web Service等研究热点和关键技术。根据评测基准，对若干主流Web应用服务器从功能和性能两个文献进行分析和比较。此外，还指出了Web应用服务器目前存在的不足以及未来的发展趋势。

OnceAS/Q:一个面向QoS的Web应用服务器

网络分布计算环境下应用系统的需求多样化和复杂性的增长,要求位于中间件层次的Web应用服务器(web application server,简称WAS)从原来的尽力而为服务模型转变为服务质量(quality of service,简称QoS)保障模型,为具有不同需求的应用分别提供适宜的服务质量保障.目前的WAS系统在此方面仍然比较薄弱.OnceAS/Q是一个面向QoS的WAS系统,它以QoS规约为基础,为不同应用提供不同的QoS保障能力.OnceAS/Q实现了一个应用QoS保障框架,提供了一组QoS服务组件支持具有QoS需求的应用开发和运行.介绍了OnceAS/Q的体系结构和主要组件,详细阐述了两个关键问题,一是QoS规约的定义及其映射,另一个是面向QoS的服务组件和资源的动态重配.OnceAS/Q原型在Ecperf测试基准下,对其QoS保障能力进行了实验.实验数据表明,在较大规模的应用环境下,OnceAS/Q能够提供更好的服务质量,并且开销是可接受的.

Web应用服务器的适应性失效检测

失效检测是分布式系统的基本可靠性保障技术，它对运行时系统的存活状态进行及时检测．作为网络分布计算环境中的主流中间件，Web应用服务器（Web application server简称WAS）需要提供良好的检测机制，并且要能满足适应性的需求．适应性失效检测要求失效检测器能够根据应用需求和系统环境的变化而动态地改变检测的质量．首先给出了WAS的多层失效检测模型，然后基于失效检测器的服务质量规约，提出了适应性失效检测算法，并设计了一个WAS的适应性失效检测框架．它能够满足动态调整失效检测质量和灵活集成失效检测器的要求．该工作在OnceAS应用服务器中进行了实现，并给出了OnceAS平台上的实验及数据．

一种应用敏感的Web服务请求调度策略

在当前企业级Web服务应用中，性能问题一直是人们关注的重点．然而作为支撑Web服务应用的主流平台，Web应用服务器对请求的调度仍然是传统的先来先服务策略（FCFS）．这种策略无法区分请求的重要性，降低了关键请求的性能．以往的研究较少从应用的性能需求出发考虑服务器的请求调度机制，影响了服务器性能保障的效果．对此，提出了应用敏感的Web服务请求调度策略（AWSRS），使用应用获益来评估服务器为应用提供的性能保障效果．服务器将请求按照应用的需求进行分类，并按照应用获益最大化的目标为不同类型的请求分配资源．实验表明AWSRS策略能够有效提高关键请求的性能．

Web应用服务器:新一代中间件

Web应用服务器是Web计算环境下产生的新一代中间件,为创建、部署、运行、集成和管理事务性Web应用提供一个跨平台运行环境,是我国企业信息化的基础软件设施.诸多国际知名IT企业纷纷推出其各自的Web应用服务器产品和系统.本文全面系统地对Web应用服务器进行综述,主要包括传统中间件的发展及其挑战,Web应用服务器的定义、主要功能、分类、研究内容和评测标准.根据评测标准,对若干主流Web应用服务器从功能和性能两个方面进行分析和比较.此外,指出了Web应用服务器目前存在的不足以及未来发展趋势.

OnceCluster：一种易扩展WEB应用服务器集群框架的设计与实现

随着Internet的迅速发展，大型的企业信息化系统以及以B2C和C2C等模式为代表的电子商务领域的应用逐渐成为当今软件技术的主流趋势和竞争焦点。在该领域，作为信息系统基础平台的应用服务器面临极大的负载压力，通过应用服务器集群系统来扩展平台的计算能力是目前业界重要的研究课题。 然而，目前广泛适用的应用服务器集群系统尚存在一些不足，一方面，集群架构缺乏静态可扩展性。用户无法根据当前的网络状态和软硬件环境，灵活的配置集群系统所需的底层通讯框架以及负载平衡算法。另一方面，集群系统缺乏动态可扩展性。目前的集群框架无法根据当前负载的大小动态地伸缩规模，在高负载时无法提供足够的计算能力，而在负载低时，会产生空闲节点造成资源浪费。 针对集群系统的动态扩展需求，本文提出了一种易扩展的集群框架：OnceCluster，并针对该框架的设计以及实现过程当中遇到的相关技术问题展开研究和讨论。 首先，本文对当今主流的J2EE应用服务器集群的现状进行了分析，总结几种主要集群架构的特点，并在此基础上提出了一种易扩展的集群架构：OnceCluster。该架构研究主要包括三部分：高效易扩展的负载平衡器，易扩展的集群基础设施，以及集群成员动态扩展机制。 其次，本文分别针对OnceCluster的三个主要组成部分的设计与实现进行阐述。在负载平衡器部分，本文研究了负载平衡器的实现方式和负载平衡算法的设计，分析了影响负载平衡器性能的关键问题，并在此基础之上设计并实现了灵活易插拔的负载平衡器框架，该框架利用XML结构化对象模型和Java虚拟机的运行时动态绑定机制，实现了一个基于的IoC的对象生成机制，并基于该机制实现了组通讯管理模块，负载平衡算法模块和线程池模块。在集群基础设施部分，本文研究了集群系统和应用服务器之间交互关系，集群信息状态同步和失效恢复机制，并设计与实现了一种可灵活替换的集群基础设施通讯框架。在集群成员动态扩展机制部分，本文通过研究了一种分布式的集群成员管理机制，及时侦测集群成员的存活信息及负载状态，自动的启动或关闭集群成员，对集群规模进行动态地伸缩。 论文的研究成果已经应用于中国科学院软件研究所自主研发的基于J2EE规范的应用服务器OnceAS当中，目前，OnceAS已成功用于电子政务，电子商务和ERP系统等领域。

一种资源敏感的Web应用性能诊断方法

提出一种资源敏感的性能诊断方法.对于Web应用事务,该方法利用资源服务时间对于不同负载特征相对稳定的特点建立性能特征链,并依据运行时资源服务时间异常实现性能异常的有效检测、定位和诊断.实验结果表明,该方法可适应系统负载特征变化,诊断各种资源使用相关的性能异常.

hyo-xtm: a set of hyper-graph operations on xml topic map toward knowledge management

Knowledge management is a critical issue for the next-generation web application, because the next-generation web is becoming a semantic web, a knowledge-intensive network. XML Topic Map (XTM), a new standard, is appearing in this field as one of the structures for the semantic web. It organizes information in a way that can be optimized for navigation. In this paper, a new set of hyper-graph operations on XTM (HyO-XTM) is proposed to manage the distributed knowledge resources.HyO-XTM is based on the XTM hyper-graph model. It is well applied upon XTM to simplify the workload of knowledge management.The application of the XTM hyper-graph operations is demonstrated by the knowledge management system of a consulting firm. HyO-XTM shows the potential to lead the knowledge management to the next-generation web.

Web Services Workflows—Composition, Co-Ordination, and Transactions in Service-Oriented Computing

Web services can be seen as a newly emerging research area for Service-oriented Computing and their implementation in Service-oriented Architectures. Web services are self-contained, self-describing modular applications or components providing services. Web services may be dynamically aggregated, composed, and enacted as Web services Workflows. This requires frameworks and interaction protocols for their co-ordination and transaction support. In a Service-oriented Computing setting, transactions are more complex, involve multiple parties (roles), span many organizations, and may be long-running, consisting of a highly decentralized service partner and performed by autonomous entities. A Service-oriented Transaction Model has to provide comprehensive support for long-running propositions including negotiations, conversations, commitments, contracts, tracking, payments, and exception handling. Current transaction models and mechanisms including their protocols and primitives do not sufficiently cater for quality-aware and long running transactions comprising loosely-coupled (federated) service partners and resources. Web services transactions require co-ordination behavior provided by a traditional transaction mechanism to control the operations and outcome of an application. Furthermore, Web services transactions require the capability to handle the co-ordination of processing outcomes or results from multiple services in a more flexible manner. This requires more relaxed forms of transactions—those that do not strictly have to abide by the ACID properties—such as loosely-coupled collaboration and workflows. Furthermore, there is a need to group Web services into applications that require some form of correlation, but do not necessarily require transactional behavior. The purpose of this paper is to provide a state-of-the-art review and overview of some proposed standards surrounding Web services composition, co-ordination, and transaction. In particular the Business Process Execution Language for Web services (BPEL4WS), its co-ordination, and transaction frameworks (WS-Co-ordination and WS-Transaction) are discussed.