CN1180968A - 用于网络计算机的虚拟环境管理器 - Google Patents

Abstract

一种称为VEM的,用于可下载及时媒体的系统和方法,向网络计算机上运行的应用程序提供对网络服务的访问,包括系统服务,如打印和本地存储。VEM配置了缺省的客户机服务并储存了关于这些服务的信息。当一个在网络计算机上执行的应用希望使用一个服务时,它与其本地VEM通信。VEM返回一个相应服务的句柄来实现服务请求。

Description

用于网络计算机的虚拟环境管理器

本发明涉及网络计算。更具体地讲，本发明涉及为运行于联网计算机上的应用程序提供对网络服务(例如，打印和本地存储等系统服务)的访问的方法和装置。

由于网络计算范例的普遍存在，作为网络计算机，简化、价廉而且没有独立存在意义的台式计算机也将很普遍。这样的设备可以运行一套低功能的操作系统而依靠服务器来提供包括本地存储、打印、和监控的基本系统服务。传统客户机，如PC，自己提供基本系统服务的同时，它们也倾向于从网络中寻求附加的服务。

现有用于为应用程序提供这些基本系统服务的方法包括现有网络计算机中的全功能操作环境与/或每个应用程序提供给自己需要的服务。前一种方法不适用于网络客户机因为这些计算机没有必要配备足够的物理资源如物理存储器和连接的外围设备(如磁盘驱动器)来支持全功能操作环境(如在网络计算机情况下)。后者的缺点是，每个应用程序必须了解其运行的平台和环境来提供对所需基本系统服务的支持。而且，前一种方法增加了网络客户机的开销，后者增加了应用程序设计的复杂性。

本发明的目的是为客户机实现基于网络的服务提供一种灵活、强大、和便携的设备。

在优选实施方案中，提供了一个称为虚拟环境管理器(VEM)的可下载媒件(middleware)。VEM允许应用程序的开发完全独立于客户计算机及所连服务器的体系结构和环境。为了客户机(即，网络计算机)访问一项服务，VEM查询位于一个或多个所连服务器上的可用的服务目录表。对服务目录表的访问返回一个句柄，用来连接指示的服务提供者。

本发明可以通过参考附图来理解，其中：

图1表现了一个适用于本发明的松散耦合系统；

图2展示了网络计算机启动过程的流程图；

图3显示了每个服务提供者进行的初始化步骤的流程图；

图4显示了配置了VEM的系统状态示例；

图5显示了当一个应用希望使用一个网络服务时，它的流控制过程；以及

图6显示了一个桌面系统的例子。

图1描绘了一个适用于本发明的松散耦合系统。系统包括几个通过通信网络112相互连接的计算机102-106。这些计算机中的一些被作为网络计算机106(1)，106(2)，因为它们依靠网络服务提供许多基本功能。另一些被作为服务提供者104(1)，104(2)，104(3)，因为它们向网络计算机提供网络服务，例如基本系统服务。一些计算机也被作为服务目录处理器(SDM)102，因为它们包含一个服务提供者提供给网络计算机的服务的列表。

网络计算机106可以在如JAVA终端、个人数字助理(PDA)、或互联网终端上实施。通信协议为HTTP和TCP/IP。网络112可以是，例如，令牌环网。服务系统102，104(1)，104(2)，104(3)可以在例如使用AIX4.2的IBM RISC系统/6000上实施。

在上述物理系统上可以安置一个逻辑组织。这个组织可以用三层结构的客户机/服务器策略来描述。在该策略中，层1代表客户机功能，层2代表服务提供者，层3代表数据对象服务器(即信息存储)。本实施方案所描述的系统涉及层1和层2以及它们之间的接口。层2和3之间的接口未作限制，所以用户可以依靠传统的，验证过的真实数据信息访问系统。注意服务提供者可以被设计成完全驻留于层2服务器中或通过提供一种特殊服务存根(stub)在层1和层2间分配其功能。

每个网络计算机包括一个虚拟环境管理器(VEM)108(1)，108(2)，此管理器是通过通信网络112从服务提供者下载的。VEM实现为在网络计算机的随机访问存储器RAM(未示出)中的程序代码。具体讲，VEM提供了一个称作VEMCLASS(在附录A有定义)的基本类，用以定义一组对象(按照“面向对象的程序设计”)。包含于每个VEM中的每个对象都是一个称作虚拟环境管理者(VES)109(1)，109(2)的主动的实体，负责维护VEM的状态。在优选实施方案中，VES是一主动的JAVA对象也是直接由VEMCLASS具体化而来的。VEM状态包括一个配置服务表110(1)，110(2)和一个活动应用表112(2)，112(2)。配置服务表和活动应用表都具体实现于每台网络计算机的RAM中。应用程序为了与VES交互信息而从VEMCLASS继承类。此对象类与应用程序一起编译并连接到应用程序的命名空间。

按照本发明优选实施方案，当一网络计算机开机，它将运行一个启动过程来做好使用的准备。在启动过程的结尾，网络计算机提示用户来验证(identification)。此验证过程可以是，例如，输入用户名和密码。在用户身份确认后，网络计算机呈现给用户一桌面环境。

此桌面环境倾向于是一个JAVA外壳。此JAVA外壳运行在一个JAVA虚拟机顶端。外壳与JAVA虚拟机都由一个运行于此网络计算机上的程序如万维网浏览器114(1)，114(2)(如，网景导航器Netscape Navigator)提供。此浏览器可以在网络计算机的启动过程中下载或作为网络计算机内的一部分提供。

作为初始化过程的一部分，浏览器从服务提供者下载VES和此用户的配置文件。VES用此用户的配置文件设置桌面环境。图6表现了一个桌面系统例子(其可以是主页形式)。配置文件包括一个用户经常访问的系统和应用服务的列表。这些系统和应用服务可以表现为图标602或按钮604和/或文本清单606显示在桌面系统上。这些系统和应用服务可以作为超链接或直接控制按钮(相应的JAVA代码已经下载)而被访问。VEM的剩余部分与用户应用一起下载。

图2描述了初始登录和主页下载。在步骤202网络计算机被用户加电或复位。相应的，在步骤204网络计算机开始此机特别的和常规的启动程序。此启动程序可以扩展包括下载万维网浏览器。在步骤206，网络计算机提示用户输入用户名和密码。在步骤208网络计算机用常规的方法检验用户名和密码是否有效。本领域技术人员会认识到步骤206和208可以作为步骤204的一部分代替进行。如果步骤208判断用户名或密码无效，则返回步骤206。如果用户名和密码有效，在步骤210网络计算机下载VES和配置文件。

当VES下载给一个用户，它初始化配置文件中所有服务的配置。配置文件可以是常规的平面文件格式。例如，配置文件可以是Netscape Navigator 3.0中使用的书签文件(Bookmark)。此配置过程是通过同相应服务提供者联系和按照服务器信息初始化客户机服务表110来进行的。用于那些驻留于层1和层2的服务的存根也被下载。

在当前配置的服务以外，VES还可以访问网络上所有可用的服务。这样就使用户可以将任意可用的服务增加到桌面系统上并最终反映到用户的配置文件中。

服务访问由服务目录管理器提供，其维护着一个服务表，称作服务目录表(SDT)114(如图1所示)。服务目录表包含与系统和由网络上服务提供者提供的应用服务有关的信息。应该认识到，网络中会有多个SDM，每个都维护着一个SDT或访问着一个独立的SDT示例。

当一个服务提供者连接到网络上，它就宣布向SDM提供的一组服务。图3示出了每个服务提供者宣布自己提供的一组服务所采取的过程。在步骤302，服务提供者生成一个自己所提供的服务的清单。在步骤304，服务提供者识别负责维护网络中服务清单的SDM。在步骤306，服务提供者搜索服务清单并确定下一个被注册的服务。如果有另一个需要注册的服务，在步骤308服务提供者向SDM(目录M)发出一个注册消息，然后返回步骤306。如果清单中没有更多的服务，初始化在步骤310完成。应当认识到，步骤306和308可以用一个步骤代替，在此步骤中全部清单只被读取一次，然后作为一个消息或消息序列的一部分发送给适当的SDM。

图4显示了一个系统状态的例子，其中多个客户机存根被置于网络计算机中。图中所示的三个服务提供者：一个打印服务器402、一个传真服务器404和一个邮件服务器406。SDT408包括关于三个服务提供者的信息。具体地，信息描述了服务的类型(属性)和提供特定服务的服务提供者的位置。网络计算机410的具体示例包括多个应用412(AP1-APn)、一个包含配置服务表的主动VES对象414和提供与服务的连接的被动存根对象416(打印客户机存根、传真客户机存根、邮件客户机存根)。VEM包括VES、模块和每个应用的VEMCLASS部分。

现在，将更详细地对VEM进行讨论。作为参考，对VEM的代码定义包括VEMCLASS和客户机与服务器接口。这些分别在附录A和B中显示。图5显示了当一个应用希望使用一个网络服务时的流程控制。如前所述，把VES装入一个客户机与在一个浏览器中看到一个HTML页相似。VES被下载且其init()方法被调用。init()方法自我同步，以确保类变量VE_supervisor只被初始化一次。任何后续的开始VES的企图都无效。VES通过设置VEM_id示例变量分配其自身id＝0。类变量num_AFE被增加。生成一个注册项(包含配置服务表110和应用表112)和一个共享服务表。最后，用传入html文件中的DS_server参数实现目录服务远程对象。

一旦VEM被下载并初始化后，就能够下载应用(AP)。(注意，在本讨论中，假设AP是applet的。VEM支持应用，虽然applets因为有改进的管理能力而更优越。)在其init()方法中，一个AP应当调用registerAFE()方法。这个调用将AP的示例变量VEM_id设为类变量num_AFE，并增加uum_AFE。由于num_AFE从未被减小，AP现在就有一个唯一的id(标识)。VES接着被调用为在注册项(应用表112)中的AP生成一个条目。这时，该条目只包含applet对象参照、标识和名字，但以后可以根据需要对其进行扩充。registerAFE()方法向AP返回一个唯一的关键词，叫作“cookie”，以保证对注册项中AP信息的访问是受控制的。现在AP被完全集中到VEM环境中并具备VEM功能。

当AP需要一个服务时，它首先要求VEM用registerService()方法之一注册一个服务。在服务注册中，VES用LookupService()方法检查目录服务(SDM)，得到服务的句柄并看该服务是否有一个存根。如果有的话，存根就被下载。VEM随后向包括服务句柄的注册项(配置服务表112)中加入一个服务条目，并且，如果合适的话，向存根加一个参照。一个cookie被送回AP。一旦服务在注册项中，AP和VES都能够根据需要对其进行访问。

选择调用哪一个registerService()方法要根据：

(1)是需要一个常用服务(即仅用一个名字来标识服务)，还是一个自定义的服务(即用一个属性列表以及名字标识的服务)；

(2)服务是否可共享。

如果服务是不共享的，则注册该服务的AP是可以访问cookie的唯一一个。否则，如果服务出现，就返回一个与给其它AP的相同的cookie。如果一个共享的服务在VEM中还不能进行，共享服务变量被更新，来反映一个新共享服务的有效性，并且向AP返回一个新的cookie。

可以用一个访问控制表来控制对共享服务的访问。或者，共享服务可以是全局有效的，即任何AP只要要求服务就能接收到服务的cookie。共享服务对使驻留在客户机上的服务器存根数目最小化很有用处。如果一个AP造成的服务行为变化被另一个AP交互使用时，它们(共享服务)也是有用的。

共享服务能够以各种方法从VEM中移去。依据第一实施方案，为每个服务保留一个基准计数器。该基准量表示目前有多少AP可以访问服务。当基准计数器达到0时，服务被VES去掉。根据一个替换实施方案，只允许服务中原来所带的AP把服务去掉。

一旦VEM状态被更新为包含该服务，AP能够通过getServiceHandle()方法得到句柄或用getServiceInstance()方法得到存根。AP可以自由地进行任何种类的连接并使用服务。VEM可以实现限制一个AP如何与服务进行通信。当不再需要一个服务时，AP调用RevokeService()方法，按如下更新VEM状态：如果服务对应唯一的AP，则去掉服务；如果服务是一个共享服务，则根据上述的规则去掉服务。

现在，已经用优选实施方案描述了本发明，那些本领域技术人员可以由此得出各种修改和改进方案。因此，应当理解到，优选实施方案只是提供的一个示例，而并不是一种限制。本发明的范围是由所附的权利要求来定义的。

Claims (20)

1.一种对网络客户机上的应用程序提供对网络服务的访问的方法，包括下列步骤：

判断应用程序何时需要访问远程网络服务；

响应应用程序需要访问远程网络服务的判断：找到应用程序要求的远程网络服务；并将至少一个对象下载到使应用程序能够访问要求的远程网络服务的网络节点的存储器中。

2.权利要求1的方法，其特点为下载包括联系一个合适的服务提供者并下载一个远程网络服务的客户机存根的步骤。

3.权利要求1的方法，其特点为下载包括联系一个合适的服务提供者并下载一个远程网络服务的客户机句柄的步骤。

4.权利要求1的方法，其特点为还包括向网络客户机的用户提供一个以前被允许访问的有效网络服务的可视化显示的步骤。

5.权利要求1的方法，其特点为网络客户机是一个网络计算机。

6.权利要求1的方法，其特点为网络节点是一个JAVA终端。

7.权利要求1的方法，其特点为网络节点为一个个人数字助理。

8.权利要求1的方法，其特点为网络服务是一种系统服务。

9.权利要求8的方法，其特点为系统服务是打印服务。

10.权利要求8的方法，其特点为系统服务是永久存储。

11.权利要求8的方法，其特点为系统服务是系统监控。

12.权利要求8的方法，其特点为系统服务是系统管理。

13.权利要求1的方法，其特点为一个虚拟环境管理器提供对网络服务的访问。

14.权利要求13的方法，其特点为在网络节点上安装的虚拟机器上运行一个虚拟环境管理器。

15.权利要求1的方法，其特点为还包含判断何时不再需要访问网络服务；并初始化从网络节点的存储器中移去对象的步骤。

16.权利要求1的方法，其特点为还包括远程服务提供者用第三方目录注册一组对网络客户机有效的服务的步骤，其中对象包含参照目录对服务的访问。

17.权利要求1的方法，其特点为还包括网络节点上执行的多个应用共享对服务的访问的步骤。

18.权利要求1的方法，其特点为还包括仅通过只有应用知道的唯一关键字来提供服务访问，将一个应用所需的服务从其它应用中分离出来的步骤。

19.一种用来向网络计算机所执行的应用程序提供所要求的系统服务访问的方法，包括下列步骤：

a)响应用户的要求，下载一个提供远程网络服务访问的虚拟环境管理器；

b)识别一组系统服务；

c)通过联系适当的远程服务提供者并为每个服务下载客户机存根或句柄来配置一组系统服务；

d)维护一个配置服务列表；并

e)提供对配置服务的访问。

20.权利要求19的方法，其特点为还包括多个应用共享对系统服务的访问的步骤。

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