利用網(wǎng)格技術實現(xiàn)校園ＦＴＰ系統(tǒng)

摘要：分析了FTP服務的原理和缺點，給出了一個基于網(wǎng)格的校園FTP系統(tǒng)的設計模型。采用Globus Toolkit的MDS和Grid FTP這兩個組件實現(xiàn)了網(wǎng)絡資源監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)以及網(wǎng)格數(shù)據(jù)傳輸機制。

關鍵詞：FTP 網(wǎng)格 文件傳輸協(xié)議

中圖分類號：TP393.093 文獻標識碼：A 文章編號：1002－2422(2008)04－0002－02

1 傳統(tǒng)FTP系統(tǒng)的原理

傳統(tǒng)被動式FTP數(shù)據(jù)傳輸過程是：客戶端使用PASV元命令向服務器端發(fā)出傳輸請求q1；服務器端作出載有傳輸進程地址及端口的應答a1，客戶端根據(jù)a1應答內(nèi)容，建立數(shù)據(jù)傳輸鏈L1；數(shù)據(jù)傳輸完成后，傳輸進程斷開連接，服務器端向客戶端返回傳輸結束應答，一個傳輸過程結束。

集中式的系統(tǒng)存在以下一些缺點：

(1)受限于服務器性能。包括服務器存儲空間的限制和服務器性能的限制。

(2)負載不均衡。某些FrP Server的負擔過重，而大量的FTP服務器很多時候處于閑置狀態(tài)。

分布式的FTP系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了服務器負載過重的問題，但還存在以下兩個方面的缺點：

(1)服務器的結構不易擴展，增加或減少服務器，都會給管理員和用戶帶來很大的不便。

(2)數(shù)據(jù)共享的不夠充分。校園網(wǎng)主要的瓶頸是校園網(wǎng)與外網(wǎng)的接口，如果能充分利用校園網(wǎng)內(nèi)的資源，將大大提升網(wǎng)絡的質(zhì)量。

2 基于網(wǎng)格的FTP系統(tǒng)的結構與原理

基于網(wǎng)格的FTP服務體系結構是任何數(shù)據(jù)的提供者可以方便地進入或退出網(wǎng)格FTP這樣一個虛擬的系統(tǒng)，同時又充分地兼容現(xiàn)有的FTP服務器程序及數(shù)據(jù)，所要做的只是在傳統(tǒng)的FTP系統(tǒng)外層封裝上一個能提供網(wǎng)格服務接口的中間件，形成具有網(wǎng)格功能的虛擬的FTP服務器。

網(wǎng)格技術可以說是分布式技術的延伸和擴展，基于網(wǎng)格的，F(xiàn)TP服務器體系結構包括一般的FTP服務器、在FTP服務器上的網(wǎng)格中間件和一些對由FTP服務器構成的網(wǎng)格進行管理的FTP網(wǎng)格資源管理服務器。網(wǎng)格FTP服務器體系結構的模型如圖1所示。

在網(wǎng)格FTP服務體系型模中，客戶端使用的是遵循標準FTP客戶端協(xié)議的下載工具，網(wǎng)格管理服務器管理FTP服務器資源并提供給FTP客戶端用戶標準接口。同時，當用戶選擇要下載的文件和要上傳的目錄時，先連接至網(wǎng)格管理服務器提供的虛擬目錄和需要下載的文件上傳的目錄，網(wǎng)格服務器需要根據(jù)一定算法選擇出訪問效率最好的FTP服務器，將下載上傳請求定向到服務器上，由FTP服務器完成用戶的下載上傳操作。

從資源信息管理的角度，F(xiàn)TP網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)實現(xiàn)了以下的功能：

(1)全網(wǎng)格統(tǒng)一的資源管理。作為FTP服務器網(wǎng)格的實現(xiàn)基礎，保證了資源的完整性，并對資源的信息進行集中統(tǒng)一的管理。

(2)全網(wǎng)格統(tǒng)一的用戶管理。用戶管理模塊體現(xiàn)了FTP服務器網(wǎng)格中資源的共享與獨占、資源統(tǒng)一管理和網(wǎng)格節(jié)點自治相結合的特點。

(3)全網(wǎng)格統(tǒng)一授權認證管理。通過FTP網(wǎng)格訪問FTP服務器的授權認證管理都轉(zhuǎn)給網(wǎng)格管理系統(tǒng)來實現(xiàn)。

3 關鍵技術與分析

3.1 網(wǎng)格資源監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)

在網(wǎng)格環(huán)境下，通過虛擬組織可獲得的資源集合是經(jīng)常變化的，即新的資源和服務可能添加，舊的資源可能移出，能力可能增強或減弱，并且基本的資源和服務的屬性也可能改變。由于系統(tǒng)本身處于動態(tài)變化中，因此找出執(zhí)行任務的合適資源是一件有意義的事情。

Globus Toolkits提供了一個信息服務組件－MDS(Mo-nitoring and Discovery System)，MDS主要組件包括索引服務、觸發(fā)服務和聚集服務。

MDS是一組用于監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格中資源和服務的WEB服務，可以對關于資源和計算狀態(tài)的查詢進行搜集、管理、編索引和響應。MDS的核心組件是索引服務，用于搜集網(wǎng)格中各種資源的信息，并為這些信息提供一個查詢和預定接口，可以通過這個接口對想要進入或退出網(wǎng)格系統(tǒng)的資源進行有效地管理。

輕量目錄訪問協(xié)議－LDAP(Light Directory Access P-rotoeal)是一個獨立于廠家和平臺的開放網(wǎng)絡協(xié)議標準。在LDAP目錄中信息存儲在一個樹形結構中，一般稱為DIT(Directory Information Tree)，由很多主體組成。

3.2 網(wǎng)格數(shù)據(jù)傳輸機制

Globus項目組在對現(xiàn)有的協(xié)議和技術進行擴展的基礎上，提出了網(wǎng)格數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議GridFTP。GridFTP提供了一套在網(wǎng)格環(huán)境中通用的、安全有效的傳輸和數(shù)據(jù)訪問的協(xié)議。Globus中為進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕贕ri-dFTP的上層引入了RFT服務和后臺數(shù)據(jù)庫的支持。RFT服務是一個網(wǎng)格服務，負責接收客戶端的傳輸請求，將請求存入數(shù)據(jù)庫，控制GridFTP服務器之間進行數(shù)據(jù)傳輸，保存?zhèn)鬏敔顟B(tài)信息，向用戶返回傳輸狀態(tài)，這就是第三方控制傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ健ridFTP中還采用了并行傳輸，允許同時建立幾對數(shù)據(jù)通道，并采用并行流的方式來傳輸單個文件。為在網(wǎng)格環(huán)境中更快地傳輸文件提供了基礎。

4 結束語

針對傳統(tǒng)FTP系統(tǒng)的缺陷結合網(wǎng)格技術，提出了一種能夠充分利用現(xiàn)有FTP，服務資源的網(wǎng)格模型。分析了實現(xiàn)該模型所涉及到的關鍵技術，可以預見網(wǎng)格技術與FTP系統(tǒng)結合能夠帶來巨大的實用價值。