ما می توانیم حسگر گرید را با توجه به چندین ویژگی  طبقه بندی کنیم.

اول ، ما یک حسگر گرید داده داریم که در آن مقدار زیادی از داده ها توسط حسگرها جمع آوری شده اند و آن ها می توانند با استفاده ازمنابع محاسباتی و داده های ذخیره سازی گرید پردازش ، تجزیه و تحلیل و ذخیره شوند .
دوم ، به اشتراک گذاری حسگرشبکه یعنی اشتراک آن میان کاربرانی که می توانند به زیر مجموعه ای از سنسورها در طول یک دوره زمانی خاص برای اجرای یک برنامه کاربردی خاص دسترسی داشته باشند،و اطلاعات مورد نظر از داده های حسگر جمع آوری شوند.

سوم ، حسگر محاسباتی شبکه توسط دستگاه های حسگر به منظور محاسباتی قوی تر برای برنامه های کاربردی معینی استفاده شده اند.

چهارم ، حسگرشبکه ی فراگیر دسترسی به طیف وسیعی از منابع مانند :همجوشی داده ها،داده کاوی و پردازش پایگاه داده توزیع شده را فراهم می کند که آنها می توانند برای ایجاد حس از گرید داده ها
اعمال شوند ودانش جدیدی از محیط زیست بوجود آورند.Top of Form

رویکرد نسل دوم به ارائه ی میان افزار در حال حاضر بر روی معماری سرویس گرا و فن آوری و خدمات استاندارد وب در حال ظهور است. با این حال ، برنامه های کاربردی گرید پیشرفته مطالب مهمی دارد که توسط سیستم عامل های وب سرویس های امروزی مورد خطاب قرار نگرفته است. به عنوان مثال نخست، سیستم عامل فعلی برقراری ارتباط با انواع تعاملی را که توسط برنامه های کاربردی پیشرفته خواسته می شوند را پشتیبانی نمی کند.در این مقاله ما به توصیف نرم افزار لایه شبکه ی Grid kit  می پردازیم که موجب افزایش معماری سرویس گرا برای رسیدگی به این کمبود خاص می شود.

 12.2معرفی Grid Kit [1]

پس از عرضه اولیه مانند [2]Legion،  نسل دوم ارائه ی میان افزار در حال ظهور است. این در حال شکل گیری میان افزار های شبکه به جلو از یک دوران موقت سیستم عامل به یک رویکرد معماری ساخته شده بر روی معماری سرویس گرا و استانداردهای خدمات وب و فن آوری است. آن وعده ی یک رویکرد متحد و اصولی تر به حمایت از برنامه های کاربردی گرید را داده است.با این حال ، با وجود این پیشرفت ها، دولت از برنامه های کاربردی پیشرفته با ویژگی هایی مانند: سطح بالایی از عدم ناهمگونی در دو سیستم پایانی و زیرساختهای شبکه ؛مقیاس بزرگ؛ پیچیدگی بالا؛ زمان واقعی همکاری تعاملی؛انواع متعدد رسانه ها؛ حساسیت های [3]QoS و نیاز به پیکر بندی دوباره پویا درپاسخ به تغییرات زیست محیطی حمایت نکرده است.

برای مثال سناریوی انفورماتیک زیست محیطی است در دانشگاه Lancaster مورد همکاری قرار گرفته است. در این کاربرد ، رودخانه ها، دریاها و خلیج ها با طیف وسیعی از انواع حسگرها (به عنوان مثال برای نظارت بر درجه حرارت سطح آب، سرعت جریان، آلودگی سطوح ، فرسایش ساحلی و غیره) پوشیده شده است.

فن آوری های سیمی مانند اترنت در حالی که دیگرفن آوری های مختلف بی سیم (به عنوان مثال IEEE 802.15.4 و یا 802.11 رادیو یا رادیوهای موج بلند برای استفاده در زیر آب). اتصال نقطه به نقطه مایکروویو است در شبکه های حسگر فردی در محلی که در آن داده های حسگر جمع آوری می شوند، استفاده می شود. علاوه بر این ، شبکه، از راه دور قابل کنترل است ، دوربین هایی برای نظارت
در سراسر منطقه به نظارت بر تغییرات می پردازند.و در نهایت، دسترسی به اینترنت باند پهن  از طریق تعدادی ازاستراتژیک قابل دسترس است. با توجه به این زیرساخت، دانشمندان دربعضی از نقاط ایستگاه های کاری ایجاد کردند و در این ایستگاهها می توانند داده ها را برای تجزیه و تحلیل آینده ذخیره دکنن همچنین ادغام و پردازش داده های حسگر روی ایستگاه های کاری انجام می شود، و در نهایت همکاری این داده ها در زمان های مورد نیاز. بسیاری ازپردازش ها و تجسم سازی ها علاوه بر نیاز به محیط های پویا و خدمات ذخیره سازی به پردازش در مقیاس بزرگ و شبکه های گسترده ترنیاز دارد.

1.12.2بررسی اجمالی از Grid Kit

همانطور که در شکل 6 نشان داده شده، Grid kit برای حمایت ازچهار ‘حوزه’ که ما به عنوان کلیدی در حمایت از برنامه های کاربردی گرید شناسایی می کنیم،آمده است.
این 4 حوزه به شرح زیر می باشد :

اتصال سرویس. این نوع میزبان قابلیت اتصال دهندگی انواع فعل و انفعالات را دارد و همچنین رابط های برنامه های کاربردی عمومی ای را فراهم می کند که به برنامه نویس ها اجازه می دهداز نمونه هایی از انواع فعل وانفعالات استفاده کنند .

کشف منابع. این قسمت کشف و دریافت منابع را فراهم می کند. همچنین این برنامه از  اتصال دهندگی چندگانه ی تکنولوژی های کشف منابع برای به حداکثر رساندن قابلیت در دسترسی برنامه های کاربردی
پشتیبانی می کند.نمونه هایی از فن آوری های جایگزین SLP یا UPnP برای کشف سرویس سنتی تر،
GRAM برای کشف CPU در زمینه شبکه و پروتکل های P2P برای کسب اطلاعات بیشتر برای کشف منابع استفاده می شوند.

مدیریت منابع. این قسمت شامل مدیریت منابع توزیع شده ای است که در حال حاضر خدماتی مانند GRAM را فراهم می کند، و هم چنین مدیریت منابع محلی بر عهده ی این بخش است. باز هم ، رویکرد ما در اینجا بر اساس مفهوم سیاست ها و مکانیسم های قابلیت های اتصال دهندگی است.

امنیت گرید. این میزبان از خدمات قابلیت اتصال دهندگی که از ارتباطات امن بین گره ها حاکی می شود پشتیبانی می کند.

این چهار حوزه عملکرد در Grid kit هرکدام به صورت جزء مستقل عمل می کنند. و همچنین به طور مستقیم در دسترس توسعه دهندگان نرم افزار قرار می گیرند، آنها به راحتی می توانند ترکیب شوند و به ارائه قابلیت های میان افزارهای پیچیده بپردازند. به عنوان مثال، خدمات اتصالات می توانند با ادغام شبکه های امنیتی به تعاملات امن دست پیدا کنند.

معماری عمومی CF  Grid Kit / Open COM در شکل 7 نشان داده شده است.CF[4] از بیرون درست مثل جزء طبیعی می مانند : از این رو، هر  Grid Kit CF یک رابط ICF[5] فراهم می کند که عملیات بازرسی و  پیکربندی مجدد ساختار داخلی CF را بررسی کند. علاوه بر این ، اطمینان حاصل شود که تغییرات پویا درچارچوب  ‘معتبر’ است،هر یک از خروجی های CF (مورد نیاز  رابط کاربری)  IAccept[6] نامیده میشود؛ با استراتژی های اعتبار سنجی مختلف می توان اتصال را برقرار کرد به طوری که زمانی که یک بار تغییر اتفاق افتاد ساختار CF، استراتژی را بررسی کند ،اگر معتبر بود به کار خود ادامه دهد،در صورت نامعتبر بودن، CFبه حالت قبلی خود برمی گردد. به طور پیش فرض، توپولوژی زیر _جزء داخلی مطابق با شرح معماری مبتنی بر XML[7] بررسی می شود.

شکل 8 سه لایه معماری را به تصویر می کشد که تشکیل شده از : 1) میان لایه انتزاعی ، 2)میان
لایه ی انتزاعی و غیرواقعی، و 3) میان لایه غیر انتزاعی. هر یک ازاین لایه به نوبه خود متشکل از چند CF هستند. این کدهای معماری ذاتا توسعه پذیر و قابل تنظیم هستند به طوری که اجزا عملکردهای خاصی را پیاده سازی می کنند که در زمان و مکان مورد نیاز قابلیت اتصال دارند. علاوه بر این، برنامه های کاربردی نیاز به کمترین میان افزار ها دارند(به عنوان مثال فقط در سمت سرویس گیرنده) .

2.12.2ساختار پوشش CF

هدف از تحقیقات ما توسعه ی روش های ساخت پوشش های قابل تنظیم و توسعه پذیر توسط تکنیک های عمومی و بعضی از پروتکل ها می باشد.

نقش پوششCF که در شکل 9 نشان داده شده است، به ارائه خدمات پوشش شبکه به CFهای سطح بالاتر می پردازد : بسته ها از طریق شبکه های مجازی حرکت می کنند و به پشتیبانی از انواع خدمات مختلف تعاملات می پردازند.خدمات ارتباطات سطح بالا،به عنوان مثال توزیع محتوا ،کشف منابع و قابل اعتماد بودن، می تواند توسط تنظیمات پوششی مناسب پشتیبانی شود. گره های شبکه از ماشین آلات میزبان مناسب Gridkit  CFS تشکیل شده است، که به شما این امکان را می دهد که به طور خودمختار به حمایت از برنامه های درخواستی بپردازید. به عبارت دیگر،الگوریتمی برای حفظ ساختار شبکه ی مورد نیاز لازم است که به صورت پویا و بوسیله ی ارتباط بین مولفه سطح پایین در هر یک ازگره ها مدیریت شود.

از ویژگی های کلیدی معماری پوشش CF این است که آن به طور ثابت معماری لایه لایه را اجرا نمی کند.
با این حال، ما باید از تنظیمات مطمين شویم. پوشش CF این اطمینان را با حفظ مجموعه ای از قواعد معماری تعریف شده در XML، که تنظیمات را شرح می دهد،پیروی می کند. علاوه بر این ، CF رابط های معمول که می توان توسط پلاگین های متعدد در اجزاء مورد استفاده قرار گیرند را قبول می کند. به عنوان مثال، رابط IGroupCF[8] می تواند توسط طیف وسیعی از پیاده سازی های جایگزین ارائه شود.

 3.12.2ارزیابی

1.3.12.2انتشار و اشتراک آزمایش

برای ارزیابی چارچوب پوشش،ما آزمایش های اولیه را برای تعیین چگونگی انتشار مشترک اتصال سرویس ها ی لازم الاجرا که می تواند توسط تنظیمات پوششی متفاوت پشتیبانی شود،را انجام دادیم. الزام تصویب منتشر کردن محتوایی مبتنی بر رویداد اطلاع رسانی،را توسط پلت فرم STEAM [9]تحت تاثیر خود قرار داده، و از گروههای ارتباطات برای توزیع رویدادها استفاده می کند و تضمین می نمایدکه اتصال را می توان در انواع شبکه های پوششی بوجود آورد.رویدادها براساس پیام های XML هستند که در پاکت هایSOAP[10] قرار گرفته اند، از این رو،مؤلفه هایی جهت انتشار، اشتراک و فیلتر کردن رویدادها وجود دارند. ما سه مدل به شرح زیر را کشف کرده ایم.

پیکربندی 1 (پیاده سازی پایگاه). Grid kit یک ابتکار بر روی تلفن همراه برای اتصال به شبکه های حسگر بی سیم است. این پیکربندی قبلا در میان فن آوری های میان افزار مانند ReMMoC[11] استفاده می شده است. در این مجموعه، هیچ خدمات شبکه ی اضافی مورد نیاز نیست و اتصالات به سادگی در توابع استاندارد IP[12] وجود دارد ، همانطور که در شکل 10 دیده می شود.

پیکربندی 2 (شبکه ad-hoc ). در این سناریو ، یک دستگاه تلفن همراه درحالت ad-hoc فعال است. از این رو،در این زمان ما به پوشش شبکه ای برای حمایت از گروهی بر اساسانتشار پیام داریم. شکل 11 پیاده سازی این پوشش را نشان می دهد ؛رابط های معمول کنترل و ارسال که برای ایجاد رابط IGroup باهم ترکیب می شوند.

‘چندپخشی احتمالاتی’ یک پوشش بدون ساختار است که پیام ها هوشمندانه در شبکه ad – hoc برای حمایت از گروه ارتباطات بالا می آیند. یک گره همه ی پیامها را دریافت می کند و افرادی که عضو گروه نیستند را حذف می کند، و سپس تصمیم می گیرد چه پیام هایی فرستاده شود. این تصمیم گیری بر اساس پیام های قبلی ای است که گره دریافت کرده است؛ و اگر در پیام های رسیده موارد تکراری زیاد باشد، احتمال این که  پیام فرستاده خواهد شد را کاهش می دهد.مولفه ی حالت دو نوع حالت را شامل می شود، یکی شناسه گروه، و دیگری تاریخ پیام . جزء کنترل دو رفتاردارد اول اینکه آن ،گروهی را که با گره ها مشرکت دارد را کنترل می کند، و دوم آن تصمیم می گیرد که آیا پیام های دریافتی از طریق IDeliver[13] به سطح های بالاتر فرستاده شود یا خیر. در نهایت ، جزء حمل و نقل پیام را در سراسر شبکه ی Ad – hoc با استفاده از مکانیزم مبتنی بر UDP[14] انقال می دهد و دریافت می کند.

پیکربندی 3 (توزیع جداول Hash[15]). در نهایت ، سناریو سوم ما نیاز به مقیاس بزرگ رفتار انتشار – اشتراک بین عناصر در سراسر اینترنت دارد. به این منظور ما یک DHT[16] مبتنی بر تنظیمات پوششی ایجاد می کنیم. و به طور خاص پیاده سازی این معماری را نشان می دهیم.شکل 12 خدمات چوششی برای اتصال پوشش های چندگانه را نشان می دهد.

شکل 12 – چگونگی اتصالات پوشش های چندگانه

این پوشش در قالب CFS پیاده سازی شده است، و رابط های خود را با رابط IGroup ترکیب می کند، و این امکان را فراهم می کند که توسط ناشران مشترک مورد استفاده قرار بگیرد.مولفه ی حالت گروه های فردی که گره در آنها شرکت داشته است را همراه با گره های همسایه نگهداری می کند. سپس مولفه های حمل و نقل اجازه می دهند تا پیام ها به گروه های دیگر فرستاده شوند.جزء کنترل ایجاد گروه ها را مدیریت می کند وعلاوه بر این ، جزء کنترل از جزءحمل و نقل برای انتقال پیام استفاده می کند.

 4.12.2آزمایش

مجموعه دوم از آزمایش ما بررسی این است که ما چگونه به طور مشابه می توانیم از مکانیزم پوشش برای پشتیبانی خدمات کشف با استفاده از SLP[17] استفاده می کنیم .

پروتکل SLP توانایی انجام کشف سرویس های سنتی را دارد،مثلا خدمات نقاط انتهایی برای کشف یک نوع خدمات خاص استفاده می شود. SLP مبتنی بر ارتباط چندپخشی است: نمایندگان خدمات آدرس چندپخشی SLP را دریافت می کند و به درخواست خدمات و تبلیغات پاسخ می دهد. بنابراین، ما با استفاده از تکنیک های مشابه آزمایش انتشار- اشتراک برای اجرای  SLP در بیش از یک طیف وسیعی از تنظیمات پوششی استفاده می کنیم.پیکربندی اجزا برای SLP در شکل 13 نشان داده شده است که آن شامل اجزاء برای ساخت هدر پیام SLP برای خدمات ، و الگوریتم های ارسال و دریافت پیام های SLP است.

[1] component-based Grid middleware

[2] An Operating System for Wide-Area Computing

[3] Quality Of Service

[4] Component Framework

[5] Interface Component Framework

[6] Interface Accept

[7] Extensible Markup Language

[8] Interface Group Component Framework

[9]Event-Based Middleware for Wireless Ad Hoc Networks

[10] Simple Object Access Protocol

[11] A Reflective Middleware to Support Mobile Client Interoperability

[12] Internet Protocol

[13] Interface Deliver

[14] User Datagram Protocol

[15] data structure that uses a hash function

[16] distributed hash table

[17] Service Location Protocol