??? 綜合網絡管理概述

??? 網絡管理現狀及需求

??? 隨著網絡規模的不斷擴大以及網絡技術的不斷出新，不同廠商提供的網絡設備和網絡服務類型日益增多，出于保護投資的目的，網絡中各種新舊設備長期共存，使當 今的網絡呈現出大規模的軟硬件異構性。目前，電信運營商擁有的電信網絡是由許多獨立管理的業務網(如PSTN、IP)和支撐網(如同步網、七號信令網)互 連而成的。在這個規模龐大的網絡中，資源和業務緊密結合，特定的資源提供特定的業務，導致目前存在的網管系統大多是由相對獨立、分離的多個專業網網管系統 (SNMS:SpecialNetworkManagementSystem)組成。這些網管系統按專業設置，由開發商采用不同的技術和管理協議自行研制 建成，因此不可避免地帶來網絡協議互不兼容、管理信息不能互通、整個網絡缺乏綜合管理、操作界面多樣等問題。這給網絡管理系統的設計開發提出了更高的要 求。

??? 目前的網絡管理標準主要有OSI發布的公共管理信息協議(CMIP:CommonManagenmentInformationProtocol)和 IETF發布的簡單網絡管理協議(SNMP:Simple Network Managenment Protocol), CMIP是理論上比較完善的標準，主要在電信網管領域中應用，但它過于復雜，難以完全實現。SNMP因其簡單易實現，成為Internet網絡管理中實際 采用的標準，但也因為過于簡單，在功能和安全性上得不到保證。在面對綜合網絡管理的特點和管理需求時，上述兩種傳統網絡管理技術的優勢不復存在，因為它們 都無法單獨完成綜合網絡管理的功能。

??? 因此，構筑新的管理體系結構，應用新的管理技術，設計構建運行在異構網絡環境上的開放式的綜合網管系統，屏蔽網絡軟硬件的異構性，提供異構系統之間的互操 作，從而實現不同設備、軟件系統、網絡管理標準之間的無縫集成，是當前網絡管理的必然趨勢。

??? 現有技術方案的對比分析

??? 目前，綜合網絡管理主要有以下三種解決方案。方案1是在需要進行綜合管理網絡的SNMS之上設置一個圖形用戶界面 (GUI:GraphicUserInterface)，以人工方式在此界面上完成綜合管理的應用。

??? 方案2是在各個網絡的SNMS之間設置綜合管理接口，SNMS之間通過該接口交換數據，實現綜合管理。

??? 方案3即是在各個網絡的SNMS之上設置一個高層的網管系統-綜合網管系統 (INMS:IntegratedNetworkManagementSystem),SNMS通過特定的接口向INMS提供管理信息，由INMS完成全 網配置、故障和性能的綜合管理。各專業網間被設計為關聯關系，因而SNMS之間不需要接口。

??? 比較以上三種不同的解決方案，可以得到如下結論。

??? 1.方案1實質上只是基于用戶界面層的綜合。通過將各網管的GUI綜合在一起，使綜合網絡管理者可以用同一圖形界面操作不同的網管系統。由于它沒有建立自 己的數據模型和數據庫，所以基于此方案的綜合網管系統不能實現各被管理網絡之間關系的管理。從長遠來看，這種方案不能滿足電信網絡不斷發展的需要。

??? 2.方案2和方案3以不同的方式實現了被管理網絡間管理信息的互通和網間關系的管理，并且都有效地兼容了已有的網管系統。但是，還應進一步從以下幾個方面 進行分析比較:①網管接口的數量:當被管理的專業網數量為n個時，方案2中需要有n(n-1)/2個網管接口，方案3中需要n個網管接口。當n≥4時，方 案2的網管接口數量大于方案3中網管接口的數量。實際情況中，專業網的數量通常是遠大于4的。②伸縮性:當增加或刪除一個SNMS時，對于方案2而言，所 有其相關網絡的網管系統都必須增加或刪除一個網管接口，并修改相關的管理信息等;而對于方案3來講，只需要網管系統增加或刪除一個網管接口和相應的網管功 能，與該網絡相關的其他專業網只需做較小的改動即可。③適應性:當專業網之間的關系發生變化時，方案2就要在相關SNMS上增刪或修改網管接口;方案3則 是通過調整INMS，修改其中相關的信息來適應這種變化。④全局性:方案3中，INMS可以通過管理接口與SNMS進行信息交互。與方案2相比，它更容易 得到整個混合網絡的管理信息，建立全網資源的信息模型，進行全網資源的調配和優化，掌握全網的運行情況和性能，從而有效地實現全網管理。此外，方案3還能 更有效地實現SNMS間的信息傳遞，協調專業網間的互操作。

??? 通過比較不難看出，方案3是一種務實的并可以滿足電信網發展需要的選擇。它可以很好地兼容現有的SNMS，實現平滑過渡。而且由于其良好的伸縮性、適應性 和全局性，在整體網絡的規模、關系等發生變化或產生新的網管需求時，它可以以更低的代價和更快的速度適應變化并滿足新的需求。

??? 系統的設計思想

??? 總體結構

??? 根據以上對現有的多專業網綜合網管方案的討論，采取方案3建立高層綜合網管系統是一種較好的選擇，它所對應的體系結構如圖1所示。

??? 按照電信管理網(TMN)的分層結構，在方案3的體系結構中，各SNMS行使了網元管理層(EML:ElementManagementLevel)的功 能，綜合網管系統行使了網絡管理層(NML:NetworkManagement Level)的功能，上層的業務管理系統以及商務管理系統分別行使業務管理層(SML:Service Management Level)和商務管理層(BML:Business Managenment Level)的功能。

??? 在該體系中，各SNMS并無直接關系，而是通過上一級的INMS實現彼此之間的信息傳遞和互操作。INMS屏蔽了各SNMS間設備、軟件系統甚至是網管標 準的不同，實現了SNMS之間的無縫連接。INMS的功能類似于計算機技術中“中間件”的概念，它們都是為了實現異構環境中不同應用系統的集成而設置，而 且它們的作用都是屏蔽分布式環境中異構的操作系統和網絡協議，并提供分布式環境下的通信服務。因此，中間件技術被引人綜合網絡管理的研究領域也就成了必然 趨勢。

??? CORBA及其網管應用

??? CORBA是中間件的一種，是OMG為了解決分布式計算環境中硬件設備及軟件系統的互連問題，增強網絡間軟件的互操作性而提出的一種基于分布式處理的體系 結構，它繼承了面向對象的程序設計和分布式計算的特性，支持客戶機/服務器結構。CORBA獨立于軟硬件平臺、網絡協議和編程語言，是目前最具生命力的跨 平臺技術。

??? CORBA技術的核心是對象請求代理(ORB:ObjectRequestBroker)，ORB定義了異構環境下對象透明地發送請求和接收響應的基本機 制，是建立對象之間客戶機/服務器關系的中間件。如果一個客戶端的程序想要調用某項服務，只需要發出對應的調用請求，ORB就會自動截取這一請求，并找到 可以實現請求的對象、傳送參數、調用相應的方法、返回結果等。ORB正如一個屏蔽了對象的通信機制、位置、實現等不屬于對象接口系統成分的“黑匣子”，不 僅增強了分布式異構環境中應用的互操作性，也為對象系統間的無縫連接提供了保證。因此，按照CORBA規范編寫的應用程序可以獨立于各種不同的網絡協議及 傳輸規則，使得對象之間可以依靠ORB實現快速靈活的信息交換。

??? CORBA引入了ORB的概念，實現了客戶方程序與服務方程序的完全分離，提供軟總線機制并引人分層的設計原則和實現方式，可以屏蔽實現語言、操作系統、 通信系統間的異構性并具有分布式和透明的特點。不僅如此，OMG還于1998年聯合TheOpenGroup和網絡管理論壇(NMF:Network Management Forum)推出了聯合域間管理(JIDM:Joint Inter Domain Management)技術，進一步定義了CMIP、SNMP與CORBA之間的轉換。CORBA所具備的特點使其十分適合用于多專業網的綜合網絡管理。

??? 基于CORBA的綜合網絡管理系統

??? 參照圖1所示的多專業網綜合網管的總體結構，充分考慮了CORBA技術的特點，本文提出了一種基于CORBA的多專業網綜合網絡管理系統，其結構如圖2所 示。

??? 該系統不僅包括面向網絡的網絡管理和網元管理，還包括面向用戶的業務管理和商務管理。在每一層上，網絡管理員都可以通過GUI來調用網管系統所提供的管理 功能，實現各種管理操作。

??? 商務管理系統和業務管理系統基于純CORBA技術構建，綜合管理系統基于CORBA和JIDM技術構建，通過CORBA/接口描述語言(IDL)接口逐層 向上傳遞管理信息，并通過CORBA網關實現對各SNMS的管理。基于CMIP的SNMS通過Q3接口管理網絡設備和網元管理系統，基于SNMP的 SNMS按照SNMP協議管理網絡設備和網元管理系統，當這兩種SNMS與其子網網管系統交互時，考慮到其實質是計算機系統之間的互連，因而選用了 CORBA接口。

??? INMS是整個系統的核心，不僅要完成對各SNMS的綜合管理，還要向上層管理系統提供服務，因此圖2中以INMS為例給出了基于CORBA技術構建的各 層管理系統具體的內部結構，以下是對INMS內部結構、功能及實現的詳細描述。

??? INMS是基于客戶機/服務器的結構構建的。服務器端(即INMS)包括以下五個模塊。

??? 1.CORBA服務器:CORBA服務器是INMS的核心，用于實現TMN的五大管理功能，即配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和計費管理。 CORBA服務器可以通過接口適配模塊與SNMS互通、互連和互操作，也可以通過數據庫管理模塊調用數據庫中的信息。

??? 2.CORBA網關:INMS與各SNMS進行交互時，由于管理協議的不同，需要通過CORBA網關，因此INMS中設置了基于JIDM技術的接口適配模 塊。對于CMIP和SNMP代理分別用CMIP/CORBA、SNMP/CORBA網關接入。專用網關則負責向采用專用網關協議的SNMS提供接人(值得 注意的是，商務管理系統和業務管理系統并不存在此類問題，因此可以用純CORBA技術進行構造)。各SNMS既可以主動上報相應的信息，也可以響應 INMS的查詢。

??? 3.數據倉庫:INMS將得到的各專業網的信息存儲在數據庫中，這些信息可以通過管理信息的實例或信息模型中的類兩種方式進行存儲。另外，數據庫中還保留 了每個子網網管的注冊信息，通過修改這些信息即可適應專業網的數量及網間關系的變化。

??? 4.數據庫管理服務:為了實現對數據庫信息的管理，系統專設了相應的數據庫管理服務模塊。

??? 5.CORBA基本服務:由于各功能模塊的實現都需要用到一些CORBA的公共對象服務，因此還設置了CORBA基本服務模塊。

??? CORBA服務器、數據庫管理服務、CORBA基本服務模塊之間采用IDL進行信息傳遞，通過ORB實現彼此的調用。

??? 在客戶端，GUI用Java的小程序Applet編寫，其工作機制為:JavaApplet通過Stub代碼向本地ORB發出請求，客戶端ORB隨即利用 InternetORB間協議(IIOP)開始與服務器端的ORB進行通信。服務器端ORB在獲取這一請求后，根據請求的內容調用相應的Skeleton 代碼，激活相關的目標，該目標完成請求后，將結果返回給客戶端。至此，網管操作員的一次管理操作順利完成。

??? 結束語

??? 基于CORBA技術構建的綜合網絡管理系統具有開放性，能屏蔽異構性并無縫集成現有不同類型的SNMS，平滑增加新的網管系統或新的業務和功能，并能相對 減少開發周期和風險，對于目前綜合網管系統工程的建設具有重要的意義。

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出處：http://www.qgkjlw.com/wen.asp?id=483

摘要：本文描述了開放系統的概貌以及分布式結構的出現，進而引入了中間件的起源、概念、組成、分類、體系結構等內容。具體 闡述了中間件的核心技術COBRA及由中間件組成的分布式計算環境。

關鍵字：面向對象、 分布式、中間件、互操作性、異構系統、即插即用

一、 開放分布式系統概述

隨著計算機軟硬件技術的飛速發展，網絡技術的普及、客戶端/服 務器技術、分布式技術和高性能計算機的廣泛應用，使得用戶的應用環境變得異常復雜，許多組織有著種類繁多的硬件系統，它包括：PC、各種類型的工作站、大中型機、各式各樣的嵌入式設備；同時，在這些硬件系統上，還運行著不同的操作系統和 應用軟件，依靠不同的網絡結構，然而在很多情況下卻要求在這些異種平臺之間協同地完成工作。用戶環境的復雜性、多樣性和多變性，導致了開放系統技術的出 現。

在開放系統環境中，往往存在著許多不同的結點、資源和應用，地理上分布著的結點可互連、互通和互操作，以實現應用的 合作處理和信息的共享互用，為用戶提供形式多樣的應用和服務。隨著各個企事業所用的計算機系統的規模不斷發展，越來越多的計算機系統被連在一起，表現為規 模龐大的開放式分布結構。?

一個開放系統具有以下四個基本特征1、可移植性 2、可互操作性 3、可伸縮性 4、易獲得性。同時其輪廓可由七個成分組成，它們是：系統管理（A）、 用戶界面（U）、安全性（S）、編程服務（P）、互操作服務（I）、通信服務（C）、信息實體（E）。以上可以認識到互操作性在開放系 統中具有十分重要的地位，它是高層次開放系統的標志。實際上現實的系統在擴充和發展之際，經常表現為規模變得更大和組成成分變得更為豐富和復雜，系統中必 然會出現異質成分，若此時缺少了互操作性功能，則這一系統的升級將面臨極大的困難，甚至不可能高效和經濟地實現。

目前三種主流分布式構件技術是：CORBA CCM技術、SUN的EJB技術和DNA2000種的COM/DCOM/COM+技術。其 中COM/DCOM技術和EJB技術已經得 到較為廣泛的應用，CCM則是在繼承和吸收了EJB當 前規范的基礎上，基于CORBA規范制定的服務器構件應用開發模型。由于OMG組織的CORBA規范一直為廣大開放系統平臺廠商 所支持，使得 CCM?規范也具有既不局限于特定系統平臺也不局限于特點開發語言的特點，具有廣泛 的兼容性。CCM是一種集成技術，而不是編程技術，因此，具有強大的生命力。

表1-1?? 三 種主流分布計算平臺技術的分析和比較

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二、 中間件的工作原理

中間件是處于系統軟件 （操作系統和網絡軟件）與應用軟件之間的一種軟件。有了這層處于中間的軟件，就能使遠距離相隔的應用軟件可協同工作（互操作），這樣在應用層就可以實現分 布式處理。如圖2-1所示。

??????????????????????? 圖2-1????

作為一個中間件由兩個 部分組成：1、執行環境（Execution nvironment）軟件 2、應用開發（Application Development）工具。大概分為：事務處理、消息、分布式三種類型的中間件。從企業應用來說，使用中間件的好處是：1、縮短應用開發周期 2、減少項目開發風險 3、應用系統質量及可維護性 4、增加產品吸引力 5、透明地同其他應用程序進行交互 6、與運行平臺 提供的網絡通信服務無關 7、具有良好的可靠性和可用性 8、 具有良好的可擴展性。

???? 中間件的核心技術是遠程過程調用。于1995年發布的開放式分布處理參考模型RM－ODP是一個標準的標準（meta-standard）,其規定了使用開放式分布處理領域內必須遵循的一個參考模型。掛靠于英國劍橋的APM公司在開放分布式研究方面獨執牛耳，該研究獨立于各種具體的網絡、硬件、操作系統和數據庫，著力于設計與 構造靈活的分布式應用，對于面向對象的中間件（ODP）有著各種具體實現。

從理論上講，中間件的 工作原理如圖2-2所示：????????????????

? 圖2-2中 間件的工作原理?

示例：一個以CORBA為標準，基于對象請求代理體系結構的簡單模型。籍此說明中間件的工作原理。

系統由三個模塊組成： 服務器、客戶端和代理，即Server、Client和Agent。實現方法是使用Winsock編程技術， 可采用的編程環境是VC++6.0。

首先作如下定義：

#define DataLength 80? //定義數據長度

#define AgentPort 14000? //定義代理的端口號

#define DefaultClientPort? 12000? //定義客戶端的端口號

#define DefaultServerPort? 13000? //定義服務器的端口號

系統工作原理如下：客 戶端、服務器和代理各有一個獨立的IP地址和端口號以確定各自的通信地址。我們要實現的是客戶端和 服務器之間的信息交互，但是現在面臨這樣的問題：客戶端和服務器的地址以及端口都是可變的，它們并不固定，因此在信息交互之前，客戶端無法知道服務器的地 址，服務器也并不知道客戶端的地址。唯一確定的是代理服務器程序的IP地址和端口號是不變的。

系統實現的方式如下： 客戶端啟動時首先向代理服務器注冊自己的信息，主要是自己的IP地址和端口號，如果此時服務器已經 注冊，則代理服務器將服務器的地址信息傳遞給客戶端，否則客戶端等待。（如圖2-3所示）

服務器啟動時也首先向 代理服務器注冊自己的信息，如果此時客戶端已經注冊，則代理服務器將客戶端的地址信息傳遞給服務器（很多情況下并不需要這樣的操作，因為總是客戶端向服務 器發送請求服務的信號）。

客戶端得到服務器的地 址信息之后，就可以直接和服務器進行交互，這樣，代理服務器就可以退出系統，甚至關掉。這是CORBA中 比較典型的一種代理方式。

在另外一種情況下：如 果希望服務器能夠在不影響客戶端程序的前提下隨時擴展，那么可以要求客戶端程序在發送服務請求時，直接發給代理服務器，然后由代理服務器進行一定的權限審 查，然后轉發給服務器。服務器返回的結果也由代理服務器轉發給客戶端。這是目前常見的WWW代理服 務器的一般工作方式。在這樣的情況下，本例也是可以適應的。

????????????????????? 圖2-3

三、 面向對象思想和com相關技術、J2EE技 術在中間件中的應用

面向對象的核心思想 是：“模擬”。主要有四種典型的機制使得類跨越了簡單的模塊和自定義數據類型的范疇，成為支持強大的面向對象系統的核心。它們是繼承機制、封裝機制、重載 機制和多態機制。其他的比如異常、引用等機制在非面向對象的編程中也是需要的。

首先是繼承，繼承使得 類之間有了抽象和具體、一般和特殊的關聯。利用繼承，可以提高代碼質量和靈活性。

封裝機制就是提供一套 關鍵字，定義資源是否可以由外界訪問。這一機制保證了代碼可以被正確地訪問。利用封裝，可以提高代碼的安全性，也便于代碼移植。

重載使得類的同一個方 法可以有不同的含義。利用重載，可以提高代碼的可讀性，簡化代碼的調用方式。同重載非常類似的一個機制是覆蓋，是指子類可以重寫父類的代碼，子類的對象調 用這一方法的時候使用子類的實現，這個機制有些類似于變量的作用域。一般將重載和覆蓋看做一類機制，它們的作用有類似之處。

多態機制中實際提供了 把多個不同類型的子類對象統一看做它們父類的對象，也就是說，這種機制忽略了不同對象的細節差別，只是利用它們最基本的功能。利用多態可以有效地提高設計 的靈活性，但卻降低了訪問者和服務者之間的耦合程度。

當前軟件企業對于Microsoft的COM技術和J2EE技術在中件間的開發中應用最為廣泛。

Microsoft的組件對象模型（Component Object Model）、分布式組件對象模型（Distributed Component Object Model）和具有分布式應用程序服務的COM+提供了基于Windows平臺的組件構造技術。其在企業功能服務中提供如下內容：1、 事務處理 2、安全服務 3、同步服務 4、隊列組件 5、事件服務 6、數據庫緩存服務 7、動態負載平衡服務 8、集成的管理工具。值得注意的是，微軟的組件平臺一般只能運行于Windows以 及相關環境。為了實現與其他系統的互通，需要借助于橋接技術。

J2EE是一個基于組件－容器模型的系統平臺，其核心概念是容器。容器是指為特定組件提供服務的一個標準化的運行時系統，Java虛擬機就是一個典型的容器。組件是一個可以部署的程序單元，它以某種方式運行在容器中，容器封裝了J2EE底層的API，為組件提供事務處理、數據訪 問、安全性、持久性等服務。組件和容器間的關系通過“協議”來定義。容器底層是J2EE服務器，它 為容器提供J2EE中定義的各種服務和API。 一個J2EE服務器可以支持一種或多種容器。服務是組件和容器之間，以及容器和J2EE服務器之間的接口，在實現層面上它就是一系列API和 協議，J2EE平臺定義了一組標準的服務，其中有些服務是由J2SE提 供的，有些則是J2EE對Java的擴展。J2EE的技術核心是EJB的模型、角色及與其他技術 的關系。同時，Java語言的跨平臺特性，使得其在企業的Web應 用上得到廣泛的部署。

四、CORBA技術

OMA（Object Model Architecture）包 括兩個部分：對象模型和參考模型。對象模型定義如何描述分布式異質環境中的對象；參考模型描述對象之間的交互。參看圖4-1（OMA的參考模型）

???????????????? 圖4-1 OMA的參考模型

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CORBA（公共對象請求代理體系結構）是OMG推出的一 個重要的工業規范，它是OMA（Object Model Architecture）的核心部分。它詳細說明了OMA中ORB組件的特性和界面。最新的CORBA規范主要包含 以下內容：1、ORB核心 2、OMG界面定義語言 3、界面倉庫和實現倉庫 4、語言映射 5、存根和框架? 6、 動態調用和調度 7、對象適配器?? 8、ORB之間的互操作。CORBA的主要目標是提供一種機制，在此基礎上，對象可以透明地發出請求和獲取應答。圖4-2描述了COBRA的主要組成部分之間的關系。

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????????????? 圖4-2? CORBA的主要組成部分

CORBA的出現并得到大量應用，是因為三個方面的原因：一是平臺異構性導致分布式應用開發越來越困難；二是語言 的多樣性使得適用的語言不一定能用到當時的環境；三是保護已經投資的軟件產品價值。正是這三點導致了CORBA的 產生，CORBA通過屏蔽平臺差異性使得應用開發者得以集中精力在應用所需實現的邏輯上，通過提供 多種語言的映射使得CORBA支持多種語言的開發，這符合分布式開發特點。CORBA通過面向對象的方式來包裝原有的程序模塊，這可以在一定程度上有效的保護原有的軟件投資，使得模塊的 復用性增強。

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五、 當前各種主流中間件技術

當前的中間件主要應用 有：1、無線、移動中間件 2、反射中間件 3、網絡即插即用中間件? 4、Web服務 5、P2P中間件 6、普適計算中間件 7、網格中間件 8、安全中件間 9、數據庫訪問中間件等產品。

無線、移動中間件是傳 統的中間件技術在無線/移動環境下的主要應用，擴展了現有的計算模式和CORBA并使得其適應無線環境。

反射中間件是指通過適 當得因果關聯的自表示，而能夠檢查和調整其行為的中間件系統。當前的中間件，無論CORBA、DCOM還是Java RMI基本上都是采用黑箱抽象 的原則，因此它們也存在靈活性和適應性的先天不足。中間件所處理的是十分復雜的分布式應用問題，因而常常需要一定的靈活性和適應性。反射是指所研究的對象 感知自己、自行推理和作用于自身的一種能力，是設計對象的一種技術，也是一種具體實施開放實現的可行技術。開放實現強調的是對象和客戶之間的關系，而反射 強調的是對象自身所潛在的一種能力。如果要想將實現開放出來，反射涉及的就是如何才能將自身有效地且有約束地開放給客戶，以提高對象的靈活性和適應性，并 且還可以分離對象的功能性屬性和非功能性屬性。

網絡的即插即用中間件 其目標是將網絡轉變成一個易組織、易管理的環境，通過這個環境，用戶能夠找到它們感興趣的資源并加以利用。這里的資源既包括硬件設備，也包括軟件程序，或 者是兩者的結合。并著力于使網絡變成一個更富有動態性的環境，可以靈活地增加和刪除服務，從而環境能更好地適應實體的動態化，所以此種中間件技術非常重 要。

Web服務是在Internet上進行分布式計算的基本結構塊。開 放的標準以及對用戶和應用程序之間的通信和協作的關注產生了這樣一種環境：在這種環境下，Web服 務成為應用程序集成的平臺。應用程序是通過使用多個不同來源的Web服務構造而成的，這些服務相互 協同工作，而無論它們位于何處或者如何實現。

網格中間件著力為各種 應用開發提供底層技術支持，將Internet變為一個功能強大、無處不在的計算設施。

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