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SOA技术在高性能计算领域的应用

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付强

摘要：面向服务的体系结构已经在IT行业得到了广泛认可，人们对如何利用这项技术仍然不知所以。事实上，SOA是一种思想，一种架构策略，它的核心是将企业应用中分散的功能组织起来，形成一种企业内部的标准服务，来满足业务发展的需求，并不是只有当你有了很多的应用的时候，SOA的需求才爆发出来的。作为高性能计算应用领域，如何利用SOA理念来实现资源共享和计算协作是一个与实际应用领域息息相关的事。本文将从下面几个方面来说明这个问题：是从大而全的方面来考虑SOA技术的应用，还是从一个领域，甚至是一个项目的开发来着手SOA理念的实现；SOA理念与中间件技术是否是同样的内涵；如何在高性能计算领域使用SOA技术。最后，通过一个具体的项目架构设计来阐述如何利用SOA理念。

关键词：SOA；高性能计算；架构

中图分类：TP311：A：1009-3044（2016）21-0200-03

至今为止，SOA已经成为众多公司架构师口中频繁出现的专业词汇，无论是SUN、HP、IBM还是软件提供商BEA都宣称SOA将是公司今后发展的主要指导思想，在国内，甚至有人声称出现了“软件SOA年”。

高性能计算（HPC）是一个历史悠久的领域，目前它已经从一种单纯的关心并行架构中代码的执行效率的方法，发展成为密切关注整个分布式系统的效率方法。现代HPC与进行复杂、大量计算的计算机相似，非常关心如何快速的访问网络中的计算资源和计算服务。HPC的理想前景就是使用大范围的计算能力能够像电网中无缝传输的电流一样，在网络中得到更加透明、更加高效的利用和传输。

当SOA成为一种流行术语时，希望实现HPC理想的重担就落在它的身上。但是SOA究竟是什么？SOA能为我们做些什么？SOA与中间件技术有什么关系？高性能计算领域如何利用SOA理念？这些都成为困扰应用人员的问题。

1SOA与高性能计算

SOA是什么？SOA（Service-OrientedArchitecture）是一个架构设计理念，是一种策略，它不是软件产品，因此任何人都不可能通过购买来得到SOA。它的主要作用是将企业应用中的分散功能组织成可共享的标准服务，而且机构可以快捷地组合和重用这些服务，来满足业务要求。为达到这个目的，SOA主张开发业务应用时应遵循粗粒度、松耦合、统一标准的基本原则。

从定义来看，SOA是面向服务管理的基础设施，强调软件项目的整体设计与规划，这是不是说使用SOA理念来建设一个项目，只能从顶层设计开始，只能从上而下呢？事实上，SOA的理念就是要人们从架构设计开始关注一个项目的建设，但作为规划者不可能了解具体每一个业务的技术细节，更何况业务部门的需求还是在不停变化的。特别是高性能计算领域，如何针对不同业务局对应用的需求进行数据交换，制定数据传输、存储标准，并和其他应用系统融合，才能最大化效用，提高领域的生产效率。这些问题都是每个业务局必须要考虑的。因此在这个过程中，高性能计算应用领域的推动力至关重要，他必须了解业务流程，又有全局观，从而形成自下而上的推动力，而架构师可以从一个项目或者一个应用来实现SOA理念。

高性能计算领域最主要的资源是高性能计算机系统，随着集群系统的普及，如何共享这些计算资源和计算服务是高性能计算领域必须解决的问题，于是计算网格应运而生，它主要是利用网格中间件为用户提供透明使用各种计算资源与计算服务的途径，解决应用之间互联互通，应用模块化的问题。从网格中间件的功能以及虚拟化各种计算资源和计算软件的过程来看，网格中间件采用的策略与SOA是一致的。那么，中间件策略与SOA是什么关系呢？中间件主要是在应用级这个层面上整合、构建企业的架构，它是一种基础设施，而SOA的范畴更广，它主要强调对服务的管理，也就是说SOA技术可以在一个容器中一次性取代基本流程、消息传递、多线程、执行环境，使应用开发人员可以把注意力放在编写应用逻辑上。同时SOA技术将使网格计算变得更容易，而网格中间件是成功的SOA技术的一个重要的实现。这有点像BEA的产品Weblogic和AquaLogic之间的关系。不过在具体的应用领域使用SOA技术还得依据领域的实际需求。一个非常有意思的例子就是：高性能计算领域面临的计算任务往往需要运算很长时间，所以计算软件总会设置断点接续的功能，这就需要用户能控制断点信息文件，而SOA技术（网格中间件）强调的是如何整合分散能力并为用户提供资源的透明使用手段，这就需要有个折中，即断点文件不能对用户是透明的。下面将通过一个实际应用领域的架构设计来说明具体的实施方案。

2领域需求

从本领域的调研发现，目前大多数前期的研究工作都是在个人桌面上完成的，并且每个业务局都希望按照自己的业务流程与特点来开发对应的辅助工具，从已有系统的分析看