网构软件的协同化动态配置关键技术研究

网构软件（Internetware）是面向Internet计算环境的分布式软件系统的抽象范型，是软件工程领域的研究新热点，它在体系结构和实现技术上都面临新的挑战。动态配置性是网构软件构造和运行的关键问题，即网构软件需感知外部环境或应用需求的变化实施运行时调整和演化，体现了网构软件的自主性、反应性、演化性等本质特征。在开放复杂的Internet环境中，网构软件的动态配置呈现出多实体协作、多因素协调的协同化特征，即各种实体在不同层次上协作执行配置操作，基于内外环境感知进行多维配置要素的协调。本项目针对网构软件动态配置的难点问题，以协同化观点聚焦多因素协调和多实体协作的关键问题，在网络、资源和框架等多个层次开展工作，重点研究复合网络情境模型、虚拟化和群体化资源管理、协同配置框架等支撑技术，为网构软件自适应地实施动态配置提供支持，并进行原型验证，为网构软件的应用和发展提供相关的理论和技术基础。

在开放复杂的Internet环境中，网构软件需感知外部环境或应用需求的变化实施运行时调整和演化，呈现出多实体协作、多因素协调的协同化特征，即各种实体在不同层次上协作执行配置操作，基于内外环境感知进行多维配置要素的协调。本项目研究目标是：在网络环境、资源和软件框架等多个层次开展工作，重点研究扩展的网络情境模型、虚拟化和群体化资源管理、协同配置框架等支撑技术，为网构软件自适应地实施动态配置提供支持，并进行原型验证。课题的研究内容及取得主要成果包括：.1、网构软件网络情境的数据分析处理和建模技术。在网络层、应用层、用户层等多个层次收集得到网构软件运行时情境相关数据，对情境数据进行分析和抽取，特别处理其中数据的不确定性、模糊性和语义关联，抽取归纳情境数据特征，研究了相关的数据处理及优化技术。着重从整体上刻画软件情境整体状态，研究了情境特征、资源特征与软件配置之间的定性与定量映射方法，形成一种基于云模型的复合网络情境建模和评价方法。.2、研究虚拟化和群体化的资源管理模型和技术。设计一种面向分布式资源的高效元数据集群管理方案，提供具有良好扩展性、低数据迁移量、失效接管能力及均衡载等特点的去中心化集群元数据管理能力。研究基于动态反馈的负载均衡技术，提出一种基于双周期反馈的负载收集与评估机制，进而提出可区分服务的反馈式负载均衡策略。结合云计算环境的需求，研究若干虚拟化资源管理技术。提出一种基于改进BP神经网络算法的运行时负载指标预测方法以及基于预测的虚拟机加权部署优化策略。研究获益驱动的虚拟资源动态管理技术，提出客户满意度驱动的虚拟机资源分配策略、利润驱动与智能规划算法相结合的虚拟机资源调度策略。.3、网构软件动态配置的框架及机理研究。设计了云模型复合网络情境驱动的网构软件动态配置机制及其实现框架，实现在不同网络情境下软件和资源动态重配置能力。扩展了体系结构设计语言Darwin，定义了新的方面化体系结构描述方法ADarwin及其语义模型，研究面向方面的体系结构动态演化的行为一致性验证方法，进而设计一种方面化构件系统动态编织框架。.项目已经发表了16篇学术论文，申请专利和软件著作权各1项。本项目对网构软件动态配置的关键技术进行研究，目的在于提高软件配置的目标性、适应性和协同性，顺应了以云计算、服务计算为重点的软件技术发展趋势，可以扩展到更广阔的领域，具有一定的理论和应用价值。