網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展方向的探討

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1、網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展方向的探討摘要該文主要介紹國內(nèi)外一些有代表性的網(wǎng)格研究計(jì)劃的開發(fā)進(jìn)展和網(wǎng)格計(jì)算的起源及發(fā)展,探討了網(wǎng)格技術(shù)的未來發(fā)展方向。關(guān)鍵詞網(wǎng)格網(wǎng)格計(jì)算服務(wù)網(wǎng)格;1引言網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一次計(jì)算革命,有可能將全球計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來協(xié)同工作,被人們視為21世紀(jì)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。網(wǎng)格的概念來源于電力網(wǎng)格,如電力網(wǎng)把強(qiáng)大的電力輸送到每家每戶的每個(gè)插座,用戶不必過問電是水電、火電,還是核電,也不必過問電站位于何方。網(wǎng)格技術(shù)可把分布在各地的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),將充足的計(jì)算資源分配給每個(gè)用戶,如同個(gè)人使用一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣。但

2、網(wǎng)格不是萬能技術(shù),不是所有問題都能解決,只有那些能并行運(yùn)算的應(yīng)用才可能被拆成若干細(xì)小任務(wù)分配到每個(gè)網(wǎng)格計(jì)算節(jié)點(diǎn),通過并行處理來提高計(jì)算速度。網(wǎng)格研究源于美國聯(lián)邦政府過去10年來資助的高性能計(jì)算項(xiàng)目。這類研究使用的名詞就是“網(wǎng)格”或“計(jì)算網(wǎng)格”。這類研究的目標(biāo)是將跨地域的多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫、貴重科研設(shè)備、通信設(shè)備、可視化設(shè)備和各種傳感器整合成一個(gè)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),支持科學(xué)計(jì)算和科學(xué)研究。2國外網(wǎng)格技術(shù)研究動(dòng)向2.1美國的網(wǎng)格技術(shù)研究美國是網(wǎng)格研究起步最早的國家,美國多家研究機(jī)構(gòu)開展了與網(wǎng)格相

3、關(guān)的研究工作,制定了很多網(wǎng)格研究計(jì)劃,如美國國家科學(xué)基金會(huì)資助的TeraGrid、美國國防部的“全球信息網(wǎng)格”(GIG)、美國政府資助的“大型物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格”(GriPhyN)及美國能源部的ASCIGrid、國家技術(shù)網(wǎng)格(NTG)等計(jì)劃。(1)TeraGrid美國國家科學(xué)基金會(huì)TeraGrid計(jì)劃是一個(gè)需要多年分段實(shí)施的,為開放式科學(xué)研究而建立和使用的世界上最大、最全面的分布式基礎(chǔ)設(shè)施。目前,TeraGrid已能提供40TFLOPS的聚合計(jì)算及近4千萬億字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力,并建成了能融合許多系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

4、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可通過GlobusToolkit支持基于網(wǎng)格的計(jì)算,提供諸如基于證書的單個(gè)注冊(cè)和分布應(yīng)用管理、TeraGrid資源恢復(fù)、對(duì)用戶軟件結(jié)構(gòu)的持續(xù)監(jiān)控和TeraGrid的協(xié)同能力等。(2)全球信息網(wǎng)格(GIG)GIG是美國國防部(DOD)于20世紀(jì)90年代末提出并開始建設(shè)的一種集成的信息基礎(chǔ)設(shè)施,由一套全球互聯(lián)的端對(duì)端信息系統(tǒng)、相關(guān)程序和人員組成,它可將美軍在全球范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)和武器平臺(tái)網(wǎng)聯(lián)為一體,預(yù)計(jì)在2020年完成。從系統(tǒng)組成上看,GIG將系統(tǒng)分為基礎(chǔ)、通信、計(jì)算、全球應(yīng)用和使用人員

5、五個(gè)層次。從技術(shù)體制上看,GIG包括了多種專用或租借的通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備、各種軟件和數(shù)據(jù)、安全服務(wù)設(shè)備,以及有助于謀求信息優(yōu)勢的其他相關(guān)技術(shù)。(3)大型物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格(GriPhyN)GriPhyN是由實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家和IT研究人員共同發(fā)起的,其目標(biāo)是為21世紀(jì)的數(shù)據(jù)密集型科學(xué)構(gòu)建第一臺(tái)千萬億次計(jì)算系統(tǒng)。GriPhyN計(jì)劃將通過一個(gè)名為“千萬億級(jí)的虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)格(PVDG)”的計(jì)算環(huán)境來滿足全球各地成千上萬的科學(xué)家們的數(shù)據(jù)密集型計(jì)算需求。GriPhyN合作組織計(jì)劃實(shí)行必要的計(jì)算機(jī)科學(xué)研究,最終形成一系列產(chǎn)品型

6、的數(shù)據(jù)網(wǎng)格。2.2歐洲的網(wǎng)格技術(shù)研究歐洲近來啟動(dòng)了一系列網(wǎng)格開發(fā)計(jì)劃,其中包括DataGrid、SIMDAT、NextGRID、AkoGriMo和CoreGRID等計(jì)劃”。這些項(xiàng)目的情況如下:(1)DataGrid計(jì)劃歐洲數(shù)據(jù)網(wǎng)格計(jì)劃(DataGrid)涉及到歐盟的二十幾個(gè)國家,其目的是開發(fā)一種能支持全球性分布科學(xué)探索的全新環(huán)境。該計(jì)劃旨在設(shè)計(jì)并開發(fā)中間件解決方案和可擴(kuò)展的測試床,以便于處理千萬億字節(jié)的分布式數(shù)據(jù)、成千上萬的資源(如處理器、磁盤等)以及大量同步用戶的請(qǐng)求。該計(jì)劃的重點(diǎn)是高能物理學(xué)、地球科

7、學(xué)和生物信息科學(xué)等科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。(2)SIMDAT計(jì)劃SIMDAT是歐洲的一個(gè)大型網(wǎng)格研究計(jì)劃。該計(jì)劃的目標(biāo)是利用數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)格技術(shù)來開發(fā)解決工業(yè)復(fù)雜問題的方案。主要用于國際經(jīng)濟(jì)的四個(gè)重要領(lǐng)域:汽車制造、制藥、太空研究和氣象研究。該項(xiàng)目的7個(gè)網(wǎng)格技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域包括(除了一般的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)):分布式數(shù)據(jù)訪問、VO管理、工作流、實(shí)體論、分析服務(wù)和知識(shí)服務(wù)。(3)NextGRID計(jì)劃NextGRID是面向工商業(yè)領(lǐng)域建立的下一代網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)。該計(jì)劃針對(duì)的是廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域:法律部門的數(shù)據(jù)挖掘;廣播和娛樂;金融模型;數(shù)字

8、媒體和供應(yīng)鏈管理。研究和開發(fā)領(lǐng)域包括:網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、核心服務(wù)以及動(dòng)態(tài)聯(lián)合體和網(wǎng)格商業(yè)模型。(4)AkoGriMo計(jì)劃AkoGriMo注重為動(dòng)態(tài)虛擬組織提供傳輸移動(dòng)通信的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和服務(wù)。包括兩個(gè)測試床:E—Learning和Hospital。該計(jì)劃在下一代網(wǎng)格使用的分層方法有:域和應(yīng)用專門服務(wù)、復(fù)雜的網(wǎng)格服務(wù)、核心網(wǎng)格服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)中間件和移動(dòng)互連網(wǎng)。該技術(shù)在下一代Ipv6網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上建立下一代網(wǎng)格,并支持操作系統(tǒng)的安全性、賬目管理己賬和用戶。(5)C

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