第三章 網格運算服務分布的最佳化模型
3.1 網格服務的資源配置
用來估算網格服務可靠度的模型和演算法，現在能夠被用來研究和解決：一 機構整合可靠的服務在網格裡的最佳化問題，為了使網格服務可靠度在預算範圍 內最大化。
3.1 網格服務的資源配置
OGSA 能夠使各種機構提供他們的服務和在網格上配置資源[1]。分析上面章 節所述，RMS 使用一些遠端的資源來完成使用者所需求的服務。在網格上，從服 務提供者提供新的服務，可以看出完成網格服務而所需的資源配置在節點上。例 如，整合硬體設備，安裝軟體程式和分享資料庫等等。accessible nodes 代表 這些節點可以被用來整合在新的網格服務上一個或數個資源。
在廣域網格中的資源管理系統(RMS)，能夠整合處理器、資料庫、應用伺服 器與應用軟體等網格元件。讓它們彼此互相合作來完成使用者所要求的服務。這 些元件就是我們所謂的資源。資源的供應就是將資源配置到有需要的地方(節點) 上，為了完成使用者所要求的服務而將資源動態地配置。
舉個例子來幫助說明:某島國位於大陸板塊交疊的地帶，導致島上經常發生 大小規模的地震。因為地震所帶來的傷害與損失是非常巨大的，也因此預測地震 的發生，做好防震措施，將傷害降至最低，紀錄地質活動是非常重要的。
在國家地震工程研究中心，研究人員欲分析今年與過去幾年的地質活動，來 預測近期是否會有發生大地震的可能。因此研究中心必需記錄今年全國各個主要 斷層帶的地質活動，如圖 5.所示。研究中心有數顆硬碟(R1，R2，R3 動態配置) 來紀錄各大斷層帶的地質活動的情形，這樣的配置是為了避免硬碟毀損或者因為 其他因素造成記錄停擺，而導致紀錄失真，將收集完的資料存放到資料庫(R4 固 定配置)，這就是所謂的硬體資源配置。
接下來，研究人員要分析這幾年的地質活動，這是數筆龐大的資料(R5，R6 動 態配置)，所以必須藉由許多台電腦來幫助分析與運算，如圖 6.所示，經由網際 網路，找尋到願意提供閒置資源的處理器，將資料(R5，R6)配置上去來完成分析。
最後將分析結果送回研究中心的資料庫(R4)，同樣地，這樣的資源配置是為了確 保分析計算成功，這就是所謂的軟體資源配置。
資料庫R4 研究中心 硬碟R1
硬碟R2 硬碟R3
R1,R2
R1,R3 R2,R3
資料庫R4 研究中心 資料R5 資料R6 CPU-1
CPU-2
CPU-n
R5 R6 R5,R6
圖 5. 記錄地質活動 圖 6. 分析資料
看完上面的例子，接下來我們所探討的是資源管理系統該如何動態配置資 源，在有限的預算下，讓網格服務可靠度最大化。因此在機構中，誰要提供新的 資 源 是 常 見 的 問 題 。 意 思 是 爲 了 使 網 格 運 算 服 務 可 靠 度 最 大 化 ， 如 何 在 accessible nodes 上使資源的配置最佳化。實際上，服務提供者也許想知道他 們該使用多少閒置的資源和如何配置資源在各個 accessible nodes。
假設一機構能在網格上提供服務，此網格服務被設計配置k筆資源，以R i (i=1, 2,L, )k 來表示。這些資源可以是軟體程式，硬體元件或韌體設備。機構能 使用每種型態的數筆閒置資源，但是使用閒置的資源會導致額外的花費，總支出 的預算上限為B。此外，在網格上每種型態的閒置資源應該至少要有一筆。假設 機構能在網格裡的N個accessible nodes(G G1, 2,L,GN)上配置資源和同時有
1, 2, , M
G G L G ，也就是RN (i.e. RM站)來管理服務。每一節點上所分配到的資s 源數量應有所限制，所以我們使用βi (i=1, 2,L,N)來代表每一節點上所配置的資 源最大上限數。同樣地，有些資源也許已經固定配置在某些節點上，有些資源也 許可以被允許選擇某些節點來配置或不允許配置在某些節點上。舉個例子來幫助 說明，下面圖7.是網格運算技術在生態研究上的應用。
實驗室
研究中心 資料庫
使用者
湖泊1 湖泊2 湖泊n
CPU-1
CPU-2
CPU-n
無線傳輸 網際網路
網際網路 浮筒
圖7. 網格運算應用於追蹤湖泊代謝過程
各國科學家為追蹤湖泊代謝過程，在湖泊架設浮筒（buoy），浮筒上再架設 氣溫、相對濕度、風速、風向以及溶氧量儀器，資料可設定每小時/分鐘蒐集一 次。
而這些現地蒐集到的資料，可利用無線傳輸方式即時傳送到實驗室，研究人 員透過電腦的監控而得知資料是否能正確無誤的傳送進來，若訊號中斷或資料異 常發生時，便可在發現問題的第一時間內儘快予以解決，以減少資料損失的風 險；許多複雜的生態系動態模式，可以連結數以萬計的個人電腦共同運算。
資料最後再傳送到研究中心的資料庫。如此各地的研究人員便可在網際網路
上擷取資料以及進行分析。這個計畫將網格技術中強調的分散、遠端、分享等概