網(wǎng)格計(jì)算-更高、更專、更全！-全球防務(wù)

1、網(wǎng)格計(jì)算,報(bào)告人：李娟2004、6、11,報(bào)告流程,網(wǎng)格原理網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格應(yīng)用,網(wǎng)格原理,何為網(wǎng)格網(wǎng)格需求網(wǎng)格要求網(wǎng)格特點(diǎn),何為網(wǎng)格－網(wǎng)格問(wèn)題的來(lái)源,網(wǎng)格問(wèn)題的引出 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的應(yīng)用需求不斷提高，同時(shí)原有問(wèn)題的求解領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和復(fù)雜化，并層出不窮的涌現(xiàn)出新問(wèn)題需求，但是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)和設(shè)備無(wú)論從自身的性能還是從局部的合作上都無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖黾拥囊?，然而由于網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使得世界各地的計(jì)算機(jī)可以聯(lián)

2、網(wǎng)協(xié)同工作，利用空閑的以前無(wú)法使用和共享的設(shè)備等空閑資源。,何為網(wǎng)格－網(wǎng)格問(wèn)題的來(lái)源,網(wǎng)格思想的來(lái)源 網(wǎng)格是借鑒電力網(wǎng)的概念提出的。提出網(wǎng)格的目的就是能夠使得人們?cè)谑褂镁W(wǎng)格資源的時(shí)候，能夠像使用電力資源一樣，自由使用，而不用關(guān)心我現(xiàn)在使用的電力資源是水力發(fā)電的還是核電呢，是從哪個(gè)發(fā)電廠來(lái)得之類的事情。網(wǎng)格也希望給最終用戶提供的是與地理位置無(wú)關(guān)，與具體的計(jì)算設(shè)施無(wú)關(guān)的通用的計(jì)算能力。,電力網(wǎng)和網(wǎng)格組成對(duì)比,網(wǎng)格定義：,廣義定義：

3、 網(wǎng)格是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境，或者說(shuō)是一個(gè)計(jì)算資源池。網(wǎng)格能夠充分吸納各種計(jì)算資源，并將它們轉(zhuǎn)化成一種隨處可得的、可靠的、標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還是經(jīng)濟(jì)的計(jì)算能力。這里的資源除了各種類型的計(jì)算機(jī)，還包括網(wǎng)絡(luò)通信能力、數(shù)據(jù)資料、儀器設(shè)備、甚至是人等各種相關(guān)的資源。狹義定義： 狹義網(wǎng)格中網(wǎng)絡(luò)資源主要是指分布的計(jì)算機(jī)資源，因而狹義網(wǎng)格一般被稱作為計(jì)算網(wǎng)格，即主要用于解決科學(xué)與工程計(jì)算問(wèn)題的網(wǎng)格。,網(wǎng)格計(jì)算的定義,由于網(wǎng)格定義分為

4、狹義和廣義兩種，所以相應(yīng)的網(wǎng)格計(jì)算也分為兩種：廣義網(wǎng)格計(jì)算：基于網(wǎng)格的問(wèn)題求解。狹義的網(wǎng)格計(jì)算：就是將分布的計(jì)算機(jī)組織起來(lái)協(xié)同解決復(fù)雜的科學(xué)與工程計(jì)算問(wèn)題。,網(wǎng)格概念分歧,到目前為止，關(guān)于什么是網(wǎng)格和什么是網(wǎng)格計(jì)算還沒(méi)有一個(gè)普遍接受的定義，關(guān)于網(wǎng)格概念的分歧和爭(zhēng)論仍然存在。網(wǎng)格就是下一代的Internet。網(wǎng)格計(jì)算就是在動(dòng)代變化的、擁有多個(gè)部門或者團(tuán)體的復(fù)雜虛擬組織內(nèi)，靈活、安全的協(xié)同資源共享與問(wèn)題求解。網(wǎng)格就是方便資源管理，

5、有效支持廣域分布的、多領(lǐng)域的科學(xué)與工程問(wèn)題解決的中間件系統(tǒng)。網(wǎng)格是建造分布式科學(xué)計(jì)算環(huán)境的一種一體化的集成方法，這一環(huán)境包括計(jì)算、數(shù)據(jù)管理、科學(xué)儀器以及人類的協(xié)作。網(wǎng)格是一種無(wú)縫的、集成的計(jì)算與協(xié)作環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)是基于硬件支持的各種服務(wù)和功能的提供者。 這些都是目前出現(xiàn)的一些有關(guān)網(wǎng)格的定義，它們從不同的角度和側(cè)重點(diǎn)來(lái)闡述了對(duì)網(wǎng)格的認(rèn)識(shí)。,網(wǎng)格的發(fā)展,萌芽階段：在90年代早期，主要是千兆網(wǎng)的測(cè)試床，以及一些元

6、計(jì)算的實(shí)驗(yàn)；早期實(shí)驗(yàn)階段：在90年代中期到后期，比如I-WAY項(xiàng)目，還包括一些學(xué)術(shù)性的軟件項(xiàng)目，比如，Globus，Legion，還有一些應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；迅速發(fā)展階段：2002年以來(lái)，出現(xiàn)了大量的應(yīng)用社團(tuán)和項(xiàng)目，主要基礎(chǔ)設(shè)施的開(kāi)發(fā)的使用，工業(yè)對(duì)網(wǎng)格計(jì)算的興趣在增長(zhǎng)等，比如IBM，Platfrom，Microsoft，Sun，Compaq等重要的公司；,目前的研究機(jī)構(gòu)：,國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)和涉及的網(wǎng)格項(xiàng)目美國(guó)的NASA的IPG項(xiàng)目；美國(guó)能源

7、部和三個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Sandia，Linvermore，LosAlamos共同承擔(dān)的ASCI計(jì)劃；美國(guó)軍方的GIG項(xiàng)目；日本的Ninf項(xiàng)目；NCSA的NTG和STARTAP項(xiàng)目以及后續(xù)的iGrid項(xiàng)目；商業(yè)的P2P工作組，Avaki，Entropia，Gridware，InSors。國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)和涉及的網(wǎng)格項(xiàng)目中科院牽頭的“國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境(NHPCE)”；清華大學(xué)牽頭的由教育部支持的重點(diǎn)項(xiàng)目“先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施北京上

8、海試點(diǎn)工程”；2002年863信息領(lǐng)域高性能計(jì)算機(jī)及其核心軟件項(xiàng)目,網(wǎng)格原理,何為網(wǎng)格網(wǎng)格需求網(wǎng)格要求網(wǎng)格特點(diǎn),網(wǎng)格需求－－網(wǎng)格為何出現(xiàn),現(xiàn)有資源和計(jì)算能力已經(jīng)無(wú)法滿足人們需求和求解問(wèn)題的增加。新型資源配置格式應(yīng)需而生，即網(wǎng)格出現(xiàn)了。主要有以下方面的原因：計(jì)算的重要性 “計(jì)算”與理論和實(shí)驗(yàn)并存，并且成為第三種重要的科學(xué)研究方式。其中計(jì)算將理論和實(shí)驗(yàn)連接起來(lái)，成為二者之間的橋梁。計(jì)算已經(jīng)不再是科學(xué)領(lǐng)域中，已經(jīng)滲透到社

9、會(huì)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中。問(wèn)題的需求 隨著人們求解問(wèn)題領(lǐng)域的不斷拓展，所遇問(wèn)題復(fù)雜化，規(guī)?；?，計(jì)算幅度也大幅提高。如天文、生物研究、在線日常事務(wù)處理。相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)兩方面的共同發(fā)展和協(xié)同。,網(wǎng)格需求－－網(wǎng)格應(yīng)用領(lǐng)域,在科學(xué)領(lǐng)域，網(wǎng)格可以有如下應(yīng)用分布式超級(jí)計(jì)算高吞吐率計(jì)算數(shù)據(jù)密集型計(jì)算社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域基于廣泛信息共享的人與人交互更廣泛的資源貿(mào)易 網(wǎng)格是一種面向問(wèn)題和應(yīng)用的

10、技術(shù)，隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，網(wǎng)格可以在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，發(fā)揮更大的作用。,網(wǎng)格需求－－網(wǎng)格的應(yīng)用群體,網(wǎng)格能夠出現(xiàn)并且有十分廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域， 廣大的應(yīng)用領(lǐng)域必然有廣大的用戶群。網(wǎng)格的應(yīng)用群體涉及到幾乎所有的領(lǐng)域，從尖端的科研到日常的生活?？茖W(xué)研究領(lǐng)域： 首先是計(jì)算科學(xué)家和工程師 其次是實(shí)驗(yàn)科學(xué)家社會(huì)和經(jīng)濟(jì)團(tuán)體：協(xié)會(huì)，公司，人類公共

11、問(wèn)題 研究機(jī)構(gòu)等。,網(wǎng)格原理,何為網(wǎng)格網(wǎng)格需求網(wǎng)格要求網(wǎng)格特點(diǎn),何為網(wǎng)格－－網(wǎng)格要求,可靠性要求標(biāo)準(zhǔn)化要求易訪問(wèn)性要求價(jià)格低廉性,影響網(wǎng)格建設(shè)的因素,網(wǎng)格是一個(gè)有重要影響的基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施包括硬件、軟件和網(wǎng)格組織。關(guān)于如何建造網(wǎng)格，必須遵照一定的原則來(lái)進(jìn)行。以下是一些網(wǎng)格建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和因素： 國(guó)家行為從局部到整體利用市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)杠桿,網(wǎng)格原理,何為網(wǎng)格網(wǎng)格需求網(wǎng)格要求網(wǎng)格特點(diǎn),何為網(wǎng)格－－

12、網(wǎng)格特點(diǎn),作為一種新出現(xiàn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，從了解這個(gè)設(shè)施的特點(diǎn)，可以幫助了解認(rèn)識(shí)和把握網(wǎng)格。網(wǎng)格的特點(diǎn)如下： （1）分布性,網(wǎng)格特點(diǎn)（2）,（2）自相似性 分形模型最重要特征就是自相似性，即整體和局部之間存在一定的相似性。整體和局部互相體現(xiàn)特征。,網(wǎng)格特點(diǎn)（3）,（3）動(dòng)態(tài)性和多樣性 動(dòng)態(tài)性包括動(dòng)態(tài)增加和動(dòng)態(tài)減少兩個(gè)方面（4）自治性與管理的多重性 網(wǎng)絡(luò)中的資源首先是歸自身所有者擁有的，網(wǎng)格資源也必須接受網(wǎng)

13、格的統(tǒng)一管理。 網(wǎng)格的自治性是指網(wǎng)格允許資源擁有者對(duì)他的資源有自主的管理能力。 網(wǎng)格管理多重性是指一方面它允許網(wǎng)格資源的擁有者對(duì)資源具有自主性管理，另一方面又要求網(wǎng)格資源必須接受網(wǎng)格的統(tǒng)一管理。,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu),體系結(jié)構(gòu)本身就是一個(gè)系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)它從整體上了解一個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)架布局等。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)也是如此，我們給出一個(gè)通用意義上的定義：網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)就是關(guān)于如何建造網(wǎng)格的技術(shù)。它給出了網(wǎng)格的基本組成與功能，描述了

14、網(wǎng)格各組成部分的關(guān)系以及它們集成的方式或方法，刻畫了支持網(wǎng)格有效運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)制。,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的精髓,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了一個(gè)分合思想，貫穿兩條主線，一個(gè)是“分”，另一個(gè)就是“合”網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的作用是在一定程度上對(duì)網(wǎng)格的解剖。GA必須要能夠標(biāo)識(shí)出網(wǎng)格的基本組成成分，要能夠清楚地說(shuō)明網(wǎng)格整體是由那些關(guān)鍵部分結(jié)合在一起形成地。GA還必須能夠?qū)Ω鱾€(gè)部分地功能、目的、特點(diǎn)等進(jìn)行清晰地描述，是人們能夠了解各個(gè)組成部分的作用。這是“分”的作用?！胺帧?/p>

15、的基礎(chǔ)之上，GA還需要進(jìn)一步描述“合”的功能，即充分了解網(wǎng)格的各個(gè)部分的作用機(jī)理、作用方式等的基礎(chǔ)上，將分的部分按照一定的方式進(jìn)行組織合集成，形成一個(gè)特定功能的整體對(duì)外提供服務(wù)。,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的分類,五層沙漏結(jié)構(gòu) 由Foster等最早提出的，是一個(gè)最先出現(xiàn)的應(yīng)用和影響最廣泛的結(jié)構(gòu)。OGSA體系結(jié)構(gòu) 開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)OGSA(Open Grid Services Architecture)是Global Grid Forum

16、 4的重要標(biāo)準(zhǔn)建議，是繼五層沙漏結(jié)構(gòu)之后最重要，也是目前最新的一種網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。是由Foster等結(jié)合Web Service等特定，在IBM帶頭下提出的新的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（1）－－五層沙漏結(jié)構(gòu),五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種以協(xié)議為中心的結(jié)構(gòu)，也十分強(qiáng)調(diào)服務(wù)與API（Application Programming Interfaces）和SDK （Software Development Kits）的重要性。五層沙漏的基本思想：共享

17、互操作協(xié)議服務(wù)API/SDK五層劃分,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（1）－－五層沙漏結(jié)構(gòu),網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（1）－－五層結(jié)構(gòu)及其與TCP/IP協(xié)議的比較,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（1）－－功能映射示意圖,,五層結(jié)構(gòu)各部分與globus功能對(duì)應(yīng)關(guān)系,網(wǎng)格系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）－－OGSA,OGSA的基本思想有三方面：是一種以服務(wù)為中心的模型統(tǒng)一的web架構(gòu)突破科學(xué)領(lǐng)域,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（2） －－OGSA

18、服務(wù)框架,OGSA是一種以服務(wù)為中心的“服務(wù)結(jié)構(gòu)”模型。對(duì)其簡(jiǎn)單的可以描述為：網(wǎng)格服務(wù)＝接口/行為＋服務(wù)數(shù)據(jù)如下圖所示：,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（2） －－OGSA服務(wù)框架,OGSA是一個(gè)服務(wù)為中心的模型。以服務(wù)為中心，可以簡(jiǎn)化問(wèn)題的求解，降低問(wèn)題的難度，有很多優(yōu)點(diǎn)。局部節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)接口，底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施以及網(wǎng)格試驗(yàn)床,網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)（2）

19、 －－OGSA兩大支撐技術(shù),網(wǎng)格技術(shù)（即Globus軟件包） Globus是一種基于社團(tuán)的，開(kāi)放結(jié)構(gòu)，開(kāi)放源碼的服務(wù)的集合，也是支持網(wǎng)格與網(wǎng)格應(yīng)用的軟件庫(kù)，該工具包解決了安全，信息發(fā)現(xiàn)，資源管理，數(shù)據(jù)管理，通信，錯(cuò)誤檢測(cè)以及可移植等問(wèn)題。Web Service Web Service 只要是涉及一些協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的，主要有SOAP，WSDL，WS－Inspection，UDDI等協(xié)議。這些協(xié)議之間互相可以支持。其中關(guān)于XML協(xié)

20、議是它的工作基礎(chǔ)。網(wǎng)格技術(shù)與Web Service關(guān)系 網(wǎng)格項(xiàng)目AVAKI認(rèn)為它倆之間存在著密切的聯(lián)系，并且歸納：Web Service的核心是在大的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上將各種應(yīng)用連接起來(lái)，借助于Web標(biāo)準(zhǔn)UDDI，WSDL和XML/SOAP等將Internet從一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)展到一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)。,OGSA應(yīng)用實(shí)例的示意圖,網(wǎng)格層次結(jié)構(gòu)：這是一種大家容易理解的、從網(wǎng)格開(kāi)發(fā)角度體現(xiàn)出來(lái)的網(wǎng)格層次結(jié)構(gòu)。我們通過(guò)它來(lái)討論網(wǎng)格技術(shù)的內(nèi)涵,網(wǎng)格

21、技術(shù),網(wǎng)格技術(shù)分類網(wǎng)格應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)格編程技術(shù)網(wǎng)格核心管理技術(shù)網(wǎng)格底層支持技術(shù) 以上的網(wǎng)格技術(shù)是根據(jù)其所處的不同層次來(lái)劃分的，相互之間的層次關(guān)系在下面給出。,,網(wǎng)格應(yīng)用技術(shù),分布式超級(jí)計(jì)算應(yīng)用一些科學(xué)與工程計(jì)算問(wèn)題的解決分時(shí)廣域分布式儀器系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程可視化以及遠(yuǎn)程控制等，其核心是網(wǎng)格支持的遠(yuǎn)程控制操作。數(shù)據(jù)密集型計(jì)算大型的天體物理、人體醫(yī)學(xué)、圖像等大型數(shù)據(jù)庫(kù)的分析和處理遠(yuǎn)程沉浸對(duì)性能和服務(wù)質(zhì)量有特別的要求

22、，應(yīng)用于交互的計(jì)算可視化、教育、培訓(xùn)、場(chǎng)景模擬、藝術(shù)與娛樂(lè)等領(lǐng)域。,網(wǎng)格編程技術(shù),編程支持系統(tǒng)面向?qū)ο蠹夹g(shù)及Legion基于商品化技術(shù)集成的網(wǎng)格編程VRML,Java3D,JDBC,CORBA,COM,JavaBean,Web以及各種網(wǎng)格技術(shù)等，一個(gè)重要成果是提出了一個(gè)邏輯結(jié)構(gòu)形式。數(shù)值計(jì)算編程環(huán)境NerSolve,網(wǎng)格核心服務(wù)技術(shù),是連接網(wǎng)格底層與高層功能的紐帶，是協(xié)調(diào)整個(gè)網(wǎng)格系統(tǒng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的中樞。高性能調(diào)度技術(shù)高吞吐率管

23、理技術(shù)數(shù)據(jù)收集分析技術(shù)可視化技術(shù)安全技術(shù),網(wǎng)格底層支撐技術(shù),網(wǎng)格計(jì)算節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建技術(shù)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括計(jì)算、通訊、存儲(chǔ)等多種基本的組成元素。計(jì)算節(jié)點(diǎn)就是由這些基本的元素組合起來(lái)形成的；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)：數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、流協(xié)議、組通信協(xié)議、分布式對(duì)象協(xié)議等；,網(wǎng)格實(shí)現(xiàn),Globus的起源Globus的發(fā)展Globus的主要功能分化Globus與網(wǎng)格的關(guān)系Globus的應(yīng)用實(shí)例,Globus的起源,Globus項(xiàng)目是目前國(guó)際上最有影響的

24、與網(wǎng)格計(jì)算相關(guān)的項(xiàng)目之一；發(fā)起于九十年代中期，最初目的是希望把美國(guó)境內(nèi)的各個(gè)高性能計(jì)算中心通過(guò)高性能網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，方便美國(guó)的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)使用，提高高性能計(jì)算機(jī)的使用效率；第一個(gè)試驗(yàn)環(huán)境—I-WAY；,Globus的發(fā)展,Globus項(xiàng)目是美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)項(xiàng)目，它的發(fā)展主要從以下方面來(lái)講：參加的人員，機(jī)構(gòu)等規(guī)模來(lái)說(shuō)；形成的實(shí)踐成果：協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和工具包源代碼等；應(yīng)用范圍；,Globus與網(wǎng)格的關(guān)系,Globus對(duì)

25、網(wǎng)格的理解Globus對(duì)網(wǎng)格的支持網(wǎng)格在Globus中的重要體現(xiàn)之處統(tǒng)一的“虛擬組織”Virtual Organization；數(shù)據(jù)共享和互操作方案；建立支持網(wǎng)格計(jì)算的通用協(xié)議；開(kāi)發(fā)支持網(wǎng)格計(jì)算的服務(wù)；實(shí)現(xiàn)支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的軟件開(kāi)發(fā)工具；,Globus的功能分化：,網(wǎng)格安全網(wǎng)格信息獲取與分布網(wǎng)格資源管理網(wǎng)格遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)－－－Globus邏輯結(jié)構(gòu),Globus安全基礎(chǔ)設(shè)施,GSI(Grid Security

26、Infrastructure)主要集中在網(wǎng)絡(luò)的傳輸層和應(yīng)用層主要目標(biāo)：支持在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中主體之間的安全通信，防止主體假冒和數(shù)據(jù)泄密；支持跨虛擬組織的安全，這樣就不能采用集中管理的安全系統(tǒng)；支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中用戶單點(diǎn)登錄，包括跨多個(gè)資源和地點(diǎn)的信任委托和信任轉(zhuǎn)移等。采用的技術(shù)：加強(qiáng)了與現(xiàn)有分布式安全技術(shù)的融合基于公鑰加密體系有關(guān)認(rèn)證證書：數(shù)字簽名，主體名稱、采用X.509認(rèn)證等Secure Sockets Layer

27、(SSL)通信協(xié)議等,Globus環(huán)境中的安全鑒別過(guò)程,Globus中的元計(jì)算目錄服務(wù)MDS,MDS(Metacomputing Directory Service)主要完成對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中信息的發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、查詢、修改等工作，提供對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的一個(gè)真實(shí)、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)反映。其處理的信息主要是網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中的各種資源(數(shù)據(jù)資源、計(jì)算資源等)、服務(wù)和其他主體的描述。主要的實(shí)現(xiàn)模塊：網(wǎng)格資源信息服務(wù)GRIS網(wǎng)格目錄信息服務(wù)GIIS輕量

28、目錄管理協(xié)議LDAP,Globus中的資源分配管理,主要處理資源請(qǐng)求、執(zhí)行遠(yuǎn)程應(yīng)用執(zhí)行、分配資源和管理活動(dòng)等任務(wù)，并根據(jù)計(jì)算資源的情況把資源更新信息發(fā)送給MDS。資源分配管理者GRAM資源描述語(yǔ)言RSL(Resource Specification Language)動(dòng)態(tài)協(xié)同分配器DUROC,Globus中的資源分配管理者,位于Globus的最底層，主要組成部分包括：Gatakeeper：位于資源管理者或任務(wù)管理者所在的節(jié)點(diǎn)，用

29、于與請(qǐng)求資源的用戶或用戶代理進(jìn)行安全鑒別；任務(wù)管理者：對(duì)任務(wù)請(qǐng)求中的RSL描述進(jìn)行解析，然后啟動(dòng)并監(jiān)控任務(wù)的執(zhí)行，發(fā)送給用戶任務(wù)狀態(tài)信息，隨著任務(wù)的結(jié)束，其也結(jié)束；資源管理者：檢測(cè)資源的預(yù)測(cè)和使用情況一般RSL用來(lái)描述資源請(qǐng)求和相關(guān)參數(shù)。右邊是任務(wù)請(qǐng)求的簡(jiǎn)單執(zhí)行過(guò)程,,Globus中的數(shù)據(jù)管理,主要設(shè)計(jì)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程文件組成部分：全局二級(jí)存儲(chǔ)服務(wù)GASS支持常見(jiàn)的高性能網(wǎng)格的四種模式：只讀，共享寫，只添加寫和無(wú)限制讀

30、寫四種訪問(wèn)文件模式。缺省的移動(dòng)策略：特殊的數(shù)據(jù)傳輸策略：文件預(yù)處理和文件后處理網(wǎng)格FTP服務(wù)GridFTP支持第三方傳輸，斷點(diǎn)續(xù)傳，并行傳輸，與GSI相結(jié)合的安全認(rèn)證和緩存等機(jī)制Globus復(fù)制管理Globus Replica Management復(fù)制管理、元數(shù)據(jù)管理、復(fù)制選擇和復(fù)制與目錄管理。,網(wǎng)格應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具,不屬于Globus工具包，是建立在Globus工具包之上的高層網(wǎng)格應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用環(huán)境。CoG Kits

31、 (Commodity Grid ToolKits)開(kāi)發(fā)基于網(wǎng)格的特定應(yīng)用門戶站點(diǎn)和各種網(wǎng)格管理應(yīng)用；MPICH－G2一個(gè)用于網(wǎng)格環(huán)境的MPI編程環(huán)境和工具，科用于開(kāi)發(fā)基于網(wǎng)格環(huán)境的并行程序；Condor－G在用于集群環(huán)境的支持容錯(cuò)的任務(wù)調(diào)度工具－Condor的基礎(chǔ)上，結(jié)合Globus工具包實(shí)現(xiàn)的一個(gè)支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的任務(wù)調(diào)度工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境；MyProxy提供一個(gè)保存、檢索和訪問(wèn)與用戶相關(guān)的安全認(rèn)證證書的服務(wù)器開(kāi)發(fā)工具和

32、環(huán)境；,,網(wǎng)格應(yīng)用,分布式超級(jí)計(jì)算分布式儀器系統(tǒng)數(shù)據(jù)密集型計(jì)算遠(yuǎn)程沉浸,分布式超級(jí)計(jì)算(Dsitributed Supercomputing),網(wǎng)格最主要的應(yīng)用就是分布式計(jì)算了，而且是網(wǎng)格最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。分布式超級(jí)計(jì)算是指將分布在不同地點(diǎn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)用高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并用網(wǎng)格中間件軟件“粘合”起來(lái)，形成比單臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大得多的計(jì)算平臺(tái)。分布式超級(jí)計(jì)算的執(zhí)行分類：按步驟分解按功能分解按數(shù)據(jù)分解,分布式超級(jí)計(jì)算核心技術(shù)：

33、,適應(yīng)性算法主要是解決網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)屬性：帶寬和延遲不同的應(yīng)用和適應(yīng)性算法的相關(guān)性極大資源管理調(diào)度策略傳統(tǒng)的單機(jī)調(diào)度優(yōu)化的網(wǎng)格調(diào)度管理－網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用程序容錯(cuò)檢查點(diǎn)(單機(jī)、全局)心跳策略,,分布式儀器系統(tǒng)（Distributed Instrumentation System）,DIS是指以網(wǎng)格管理分布在各地的貴重儀器系統(tǒng)，提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)和控制儀器的手段，提高儀器的利用率，大大方便用戶的使用。網(wǎng)格對(duì)DIS造成的影響：簡(jiǎn)化對(duì)儀

34、器的管理支持儀器的動(dòng)態(tài)變化資源動(dòng)態(tài)調(diào)度資源預(yù)留服務(wù)數(shù)據(jù)管理和處理能力提高提供動(dòng)態(tài)可視化和分析著名的應(yīng)用項(xiàng)目：XPort項(xiàng)目美國(guó)能源部資助計(jì)劃，由多家大學(xué)來(lái)協(xié)同參與實(shí)現(xiàn)。有關(guān)高精度X射線結(jié)晶學(xué)設(shè)備的網(wǎng)格項(xiàng)目。,分布式儀器系統(tǒng)的核心技術(shù)：,基于網(wǎng)絡(luò)的海量存貯系統(tǒng)高性能存貯系統(tǒng)HPSS分布式并行存貯系統(tǒng)DPSS 分布式監(jiān)控遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)代理：協(xié)調(diào)管理、分布式監(jiān)控；基于策略的訪問(wèn)控制數(shù)字授權(quán)文檔系統(tǒng)資源訪問(wèn)控制部件策略

35、控制引擎,,1.以網(wǎng)絡(luò)為中心2.并行性3.支持事務(wù)操作4.模塊化5.可移植性6.可擴(kuò)展性,數(shù)據(jù)密集型計(jì)算：（Data Intensive Computing）,數(shù)據(jù)密集型計(jì)算是網(wǎng)格中相對(duì)比較廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)密集型側(cè)重于數(shù)據(jù)的存貯、傳輸和處理。兩大研究機(jī)構(gòu)：歐洲原子能研究機(jī)構(gòu)CERN美國(guó)NPACI關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理技術(shù)：Data Grid,DataGrid技術(shù)：,負(fù)責(zé)調(diào)度和管理數(shù)據(jù)管理網(wǎng)格監(jiān)控構(gòu)造層的管理海量存貯管

36、理,,遠(yuǎn)程沉浸,遠(yuǎn)程沉浸是一種特殊的網(wǎng)格化虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。它建立在高速網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，是協(xié)同可視化環(huán)境CVE、音頻、視頻會(huì)議以及超級(jí)計(jì)算機(jī)及海量數(shù)據(jù)存貯的有機(jī)融合。是1996年10月，由伊利諾州大學(xué)芝加哥分校的電子可視化實(shí)驗(yàn)室EVL（Eletronic Visualization Laboratory）最早提出的。EVL的負(fù)責(zé)人是Tom DeFanti。與協(xié)同虛擬環(huán)境CVE或分布式虛擬環(huán)境DVE不同，網(wǎng)格不僅使得虛擬環(huán)境更為逼真。更重要的

37、是改變了“人/機(jī)交互”模式為“人/機(jī)/協(xié)作”模式。,遠(yuǎn)程沉浸與網(wǎng)格的關(guān)系：,遠(yuǎn)程沉浸是否為網(wǎng)格應(yīng)用對(duì)高性能計(jì)算的要求不高網(wǎng)絡(luò)大量資源動(dòng)態(tài)多機(jī)構(gòu)虛擬組織的資源共享和協(xié)同問(wèn)題解決對(duì)網(wǎng)格的特殊要求服務(wù)質(zhì)量（Qos）機(jī)制網(wǎng)格編程環(huán)境先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能監(jiān)控和度量資源調(diào)度,,參考書目：,Ian Foster and Carl Kesselman, The Gird: Blueprint for a New Computing In

38、frastructure.網(wǎng)格計(jì)算，清華大學(xué)出版社W. Allcock, J. Bresnahan, I. Foster, L. Liming, J. Link, P.Plaszczac. GridFTP Update, Technical Report. January 2002.Leigh, J., Johnson, A. and DeFanti, T.A. CAVERN:A Distributer Architecture

39、for Supporting Scalable Persistence and Interoperability in Collaborative Virtual Environments. Virtual Reality: Research, Development and Applications, 2(2).217-237,1997 I. Foster, A. Roy, V.Sander, L.Winkler. End-to-E

40、nd Quality of Service for High-End Applications. Technical ReportI. Foster, C. Kesselman, C. Lee, R. Lindell, K. Nahrstedt, A. Roy. A DistributedResource Management Architecture that Supports Advance Reservations andCo-

41、Allocation. Intl Workshop on Quality of Service, 1999.R. Butler, D. Engert, I. Foster, C. Kesselman, S. Tuecke, J. Volmer, V. Welch. A National-Scale Authentication Infrastructure. IEEE Computer, 33(12):60-66, 2000.H.

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47、0.H. Stockinger, A. Samar, B. Allcock, I. Foster, K. Holtman, B. Tierney. File and Object Replication in Data Grids. Proceedings of the Tenth International Symposium on High Performance Distributed Computing (HPDC-10),

48、IEEE Press, August 2001.I. Foster, C. Kesselman, S. Tuecke, The Anatomy of the Grid: Enabling Scalable Virtual Organizations. International J. Supercomputer Applications, 15(3), 2001.S. Fitzgerald, I. Foster, C. Kesse

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50、. Tuecke, V. An Online Credential Repository for the Grid: MyProxy. Welch. Proceedings of the Tenth International Symposium on High Performance Distributed Computing (HPDC-10), IEEE Press, August 2001.,相關(guān)的一些鏈接,美國(guó)地球系統(tǒng)網(wǎng)格ES

51、G。http://www.earthsysemgrid.org/歐盟數(shù)據(jù)網(wǎng)格項(xiàng)目DataGrid，http://eu-datagrid.web.cern.ch/eu-datagird/美國(guó)地震網(wǎng)格NETSgrid。 http://www.neesgrid.org/http://www.cactuscode.orghttp://www.cacr.caltech.edu/SFExpresshttp://www.aps.anl.go

52、vhttp://www.sdsc.edu/hpss/hpssl.htmlWeb Service工作組，http://www.w3.org/2002/ws/JXTA Project. Http://www.jxta.org/Myrinet HomePage. http://www.myri.com/Access Grid HomePage. http://www.accessgrid.org/I-WAY Project. ht

53、tp://www.iway.org/NPACI Project. http://www.npaci.edu/http://www.cacr.caltech.edu/SFExpresshttp://www.imaging-nsmc.com.cn/telmedicine/tel.htmThe DataGrid Project. http://www.datagrid.cnr.it/Grid Physics Network..ht

54、tp://www.gridphyn.org/美國(guó)軍事網(wǎng)格GIG. http://www.mitre.org/pubs/edge/july-01/,,Foster做的關(guān)于網(wǎng)格計(jì)算的演講材料，可以從如下網(wǎng)址下載： http://www-fp.mcs.anl.gov/~foster/Talks/WWWGridsMay2002.ppt http://www-fp.mcs.anl.gov/Talks/Gr

55、idTutorial.pptOGSA結(jié)構(gòu)描述，http://www.gridforum.org/ogsi-wg/drafts/ogsa_fraft2.9_2002-06-22.pdf http://www.globus.org/ogsaGGF的OGSI工作組， http://www.gridforum.org/ogsi-wg/Vis5D Home Page, http://www.ssec.wisc.edu/~bi

56、llh/vis5d.html Cave5D Home Page, http://www.ccpo.odu.edu/~cave5d/homepage.htmlCave6D, http://www.evl.uic.edu/akapoor/cave6d/863網(wǎng)格計(jì)算專項(xiàng)http://www.863.org.cn/863_105/applygide/applygide2/information2_app/200206270024.htm

57、lEconomic GridBhttp://www.csse.monash.edu.au/~rajkumar/thesis/thesis.zipNMI ProjectBhttp://www.nsf-middleware.org/ SinRG ProjectBhttp://icl.cs.utk.edu/sinrg/ Polder ProjectBhttp://www.wins.uva.nl/projects/polder/ MO