网格计算的关键技术

合集下载

网格体系结构及关键技术分析

中圈分类号：Ｐ９Ｔ３３
文献标识码：Ａ
文章编号：ｏ９３４（ｏ６３ — ０００１ｏ－０４２ｏ）５０３－２
ＧＡＩＬｎ－ｕ，ｉｇ－ｎＸＵｅｇｙＰｎ－ｍｉｎ
ＲｅｅｒｈＳｕｖｙｆｒＧｒｃｉｃｕｅａｄＣｄｉｃｎｑｅｓａｃｒｅｉＡｒｈｔｔｒｎｔａｌｏｄｅｃＹｅｈｉｕ
虚拟组织的应用程序共享。
２网格的概念与特征
网格就是一个集成的计算与资源环境。者说是一个计算资或源池。指出了网格的三个主要特征：一，源共享，第资动态配置，协同］作，二不存在任何集中控制；第二，使用标准、通用、开放的协议和接口；三，服务质量，括响应时间、量、用性和安全第高包流可性。一般来说．网格具有分布共享性、自相似性、态多样性以及动管理的多重性等多个方面的特点。分布性是指网格的资源是分布的。组成网格的有着不同计算能力的计算机以及各种类型的设备与资源。是分布在不同的地理
维普资讯
、网络通讯与安全
．
．．．．．．本目任辑冯栏 Nhomakorabea责编：蕾
／
网格体系结构及关键技术分析
盖凌云。鹏民徐
（莱阳农学院网络中心，山东青岛２６０）６１９摘要：网格计算是以大规模的资源协作共享、创新的应用以度高性能计算为特点。诞生的一个全新领域。本文对网格的特点和体系结构进行了介绍．并详细分析了网格计算的关键技术。关键词：网格；网格计算；系结构；体关键技术

网格技术网格计算应用论文

浅析网格技术及网格计算的应用摘要网格计算是伴随着互联网技术的迅速发展而产生的一种新型分布式计算模式，以实现大规模分布式资源共享及协同问题求解为目标。

网格计算非常适合企业计算的需求，很多企业都是通过采用网格计算来解决自己关键的业务需求。

介绍了网格的基本概念、特点、意义以及网格计算的应用。

关键词网格网格计算一、网格的概念网格（grid）是一种先进的计算机基础设施，是一种能带来巨大存储、处理能力和其他it资源的新型网络。

网格能根据用户的一些要求自动地生产知识，它能通过特定的程序运行把从数据源（传感器、贵重设备、数据库、信息库等等）得到的原始数据，加工成信息和知识。

网格可以自动地找到数据源、高性能计算机和程序软件。

一个网格拥有多台分布在全国各地的高性能计算机，这些计算机被称为网格结点。

二、网格的意义网格是借鉴电力网的概念提出来的一种全新的、便捷的计算模式，它的最终目标是使得用户在使用网格时，能像使用电力或者自来水一样方便。

总体来说建设网格的意义有以下四个方面：（1）能够解决计算能力的限制。

网格可以通过互联网将分散的计算机、存储器、集群、计算机池、仪器等各种各样的资源进行集成，因而无论是资源的种类或是计算能力都比以往大大增强，从而实现了联合并放大全社会的计算能力。

（2）能够解决资源地理位置的限制。

网格是建立在互联网技术之上的一组新兴技术，无论资源的地理位置、管理域如何，只要通过互联网加入网格，那么就可为网格用户所使用，并且对于用户本身，他们不需要知道也并不关心资源的实际地理位置。

（3）能够提高资源的利用率。

计算机的实际使用情况表明，大量的计算资源处于空闲状态，没有被有效利用；然而却存在很多复杂的应用由于没有足够的计算资源而无法得到解决。

通过网格这一新的基础设施，我们能够集成世界范围的各种资源，并为用户提供访问这些资源的良好接口，于是资源的使用变得方便又快捷，空闲资源就得以被有效利用。

（4）能够打破传统资源共享与协作方面的限制。

网格计算及其应用综述

（）４共享性：网格的根本特征是资源共享而不是它的规模．尽管网格资源是分布的，是它们却是但可以充分共享的．分布是网格硬件在物理上的特征，而共享是网格软件支持，具有很多资源，资源发生故障的概率很高．网格的资源管理或应用必须能
网格体系结构是关于如何建造网格的技术，包括对网格基本组成部分和各部分功能的定义和描述，
网格各部分相互关系与集成方法的规定，网格有效运行机制的刻画．显然，网格体系结构是网格的骨架
和灵魂，是网格最核心的技术，只有建立合理的网格体系结构，才能够设计和建造好网格，才能够使网格有效地发挥作用．目前网格体系结构的设计已有了一定的研究，提出的模型有：五层沙漏模型、组件模型、开放网格体系结构（ＧＡ模型、ＯＳ）计算池模型、ＰＣＵ模型、神经网络模型、节点模型等．中五层沙漏其
Ｖ１２．ｏ．４Ｎｏ２
Ｊｎ２０ｕｅ０６
网格计算及其应用综述
赵巍庞慧
河北建筑工程学院计算机系
摘要介绍了网格计算的概念、特点、功能、源、究现状及其应用领域，起研而且介绍了网格计算中的关键技术．关键词网格；网格计算；网格体系结构；网格操作系统中图号Ｔ３Ｕ
Ｏ引言
网格计算（ｒＣｍｕｎ）Ｇｉｏｐｔｇ是当前互联网研究中的一个热点，ｄｉ也是并行和分布处理技术的一个发展
方向．传统因特网实现了计算机硬件的连通，ｂ实现了网页的连通，网站（Ｗｅ但信息孤岛）的信息并不上能按照用户的指令进行有意义的交流．人们不能共享广域网络中的异构资源；不能将运行在通过Ｉｒｎａｔ．

数据挖掘网格的关键技术与挑战研究

基于海量分散数据的电信经营分析系统需要大量的计算和
存储资源．这就要求数据挖掘系统具有更好的分布性和可扩展
数据挖掘网格是数据挖掘技术与网格计算的有机结合，可以应用于分布式环境下的数据挖掘．它可以充分利用分布式计算的能力对相关的数据进行分析与综合。
性。一些新的挖掘策略和算法，如多关联计算的数据挖掘和基于
大的挑战，需要采用分布式的计算方式才能完成闭。海量数据计算和应用的需求．使数据挖掘的主要矛盾集中体
现在计算能力的不足上．数据挖掘的分布计算问题成了主要瓶颈。当前主要的解决方案是购置大量新的高性能设备．但是在购置昂贵的大型设备的同时，却有很多内部的计算机资源闲置，如很多Ｐ或工作站的利用率就很低圈一方面存在大量的闲散资Ｃ。源，一方面是计算资源的极度缺乏，这就需要重新定位解决方案。为了解决以上问题．本文介绍了一种新的数据挖掘系
统——数据挖掘网格。
离网分析、集团客户分析、竞争对手分析及电信服务产品设计等众多电信领域核心市场问题的解决都具有决策支持意义［１１。
但是随着电信技术的飞速发展．各种网络尤其是互联网的广泛使用，经营分析系统中的数据猛增，其海量和异构（结构化和半结构化、非结构化）都对数据挖掘技术提出了巨大的挑战。
并行方式有两种．一种是超级计算的并行方式．另外一种是
一
定程度上克服了内存大小对训练集规模的限制，且易于实现
并行处理（ｕＱＲＳＩ／）ａｕｔ等人提出了ＣＭ（ｓｃＳ，、ＬＱＤ。ＫｒｐｇａＤｃｅ．ｏ
ｔｅａｉｎ）ｉｔｍｎｇ的概念．ｒｄａｉ其基本思想是任一函数ｆ都可以由一

网格计算技术及其应用研究

维普资讯
第２期
与付费有关的资源使用数据。
肖庆伦，：等网格计算技术及其应用研究
、
３９
大型存储设备和数据库等。这些资源在地理位置上是分布
的，系统具有异构特性。
４）汇聚层的作用是将资源层提交的受控资源汇集在一起，供应用程序共享使用。汇聚层提供目录服务、资源分配、日程安排、网格启动等功能，协调多个资源之间的工作。５）应用层是网格上用户的应用程序，应用程序通过各
的应用技术。
２１五层沙漏结构．
五层沙漏结构（图１所示）如是一种影响十分广泛的结构，它的主要特点就是简单，主要侧重于定性的描述而不是
具体的协议定义，中心思想是采用以“ 其协议 ” 为中心的分层结构，利于我们从整体上理解。有
１网格计算概述
１构造层是网格中可以被共享的资源所在层，层包）该括各种物理设备或逻辑实体。该层的功能是向上层提供网格中可共享使用的资源接口，网格通过支持设备共享的协议
来访问本地设备。２）连接层是网格中处理通信和授权控制的核心协议
五层沙漏结构根据各组成部分距离共享资源的远近，将
协议从下到上分为五层，的涵义如下：各层
境，或者说是一个计算资源池。从狭义的角度，网格一般被称为计算网格，即主要用于解决科学和工程计算问题。而网格计算就是基于网格的问题求解，将分布的计算机组织起来协同解决复杂的科学与工程计算问题。

网格计算技术及应用前景

２网格技术的发展
网格技术提供了共享和协调使用各种不同资源的机制，
因此使得我们能够从地理上、组织上分布的组件中创建出一
收稿日期：０５２７作者２０ —１ —２陈霞女２４岁硕士
构；结合ｗｅＳｒｃ提出的开放网格服务结构ＯＳｂｅｉｖｅＧＡ。
准。ＯＳＧＡ建立在Ｇ２上，极大地扩展了Ｇ２的概念Ｔ之并Ｔ
和技术。通过采用面向服务的结构和ｗｅｂ服务技术，Ｓｏ０Ａ坚定地将网格计算和广阔的工业界创新联合了起来。ＯＳＧＡ提供了一种框架，在该框架中可以定义范围更广的可互操作的轻量级服务ｏＧＡ提供了一种基础，Ｓ在这个基础之上可
化、多功能的方向发展，需要计算能力更强大的计算机。网格是借鉴电力网的概念提出来的，其最终目的是希望用户在
个虚拟计算系统，这个虚拟计算系统充分集成了各种资源以获得理想的服务质量。学术界和企业界历经１Ｏ年左右的研究和开发。网格技术开始成型，并延续至今继续发展。我们可以将这个发展过程明显区分为四个不同的阶段Ｌ。４Ｊ自定义方案：开始于２Ｏ世纪９代早期的元计算及相Ｏ年关领域的工作，涉及到针对网格计算问题开发自定义方案。
不仅网格环境下的一些资源本身具有动态性，如，例
ＣＵ在处理任务的时候，Ｐ每个时期的负载可能不相同；网络的链路带宽的流量每时每刻都在变化中；内存的占有量随着

网格计算与GridGIS体系结构与关键技术探讨

网格计算与Grid GIS 体系结构与关键技术探讨姜永发,闾国年(南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室,南京210097)【摘　要】结合当前的网格计算和网格数据库技术,从GIS 集成运算与数据共享的角度概括了Grid GIS 包括应用层、中间件层与资源层三层架构的协同工作体系结构和宽带网络技术、分布对象技术、互操作技术与GML 共享技术等关键技术支撑以及Grid GIS 服务组成结构等。

【关键词】网格;网格计算;Oracle ;Grid GIS【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307(2005)04-0016-04收稿日期:2004-10-21基金项目:国家高新技术发展规划(863)项目(编号:2002AA131030)1　引　言传统因特网实现了计算机硬件的连接、万维网实现了网页资源的连通,而网格(Grid )是利用高速国际互联网或专用网络把地球上广泛分布的计算资源、存储资源、通信资源、网络资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等连成一个逻辑整体,最终实现用户在格网这个虚拟组织环境上进行资源共享和协同工作消除信息孤岛和资源孤岛[1]。

1998年首次提出网格概念的计算网格的创始人Ian 1Foster 认为网格是将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,即格网计算为数据密集型空间分析提供了计算资源支持,数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法[2]。

目前网格的研究主要在美国和欧洲。

由中国科学院计算技术研究所的方金云与中国科学院地理科学与资源研究所的何建邦提出了网格GIS 的五层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等实现该系统的关键技术[3];中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室的沈占锋、骆剑承等提出了当前网格计算在GIS 领域可以结合中间件技术,形成网格GIS 的应用架构,以及提出了基于GML 语言应用Web Service 技术的中间件分布式架构Grid GIS 的思想[4]。

云计算的关键技术

云计算的关键技术摘要：云计算是一种新兴的计算模型，它是在网格计算的基础上发展而来的,它是指通过网络以按需、易扩展的方式来获得所需的信息服务，因此，云计算又常常被称为云服务。

本文介绍了云计算的发展历史，总结了云计算的关键技术：数据存储技术（Google File system）、数据管理技术(BigTable）、编程模型和任务调度等，分析了云计算和网格计算以及传统超级计算的区别，并指出了云计算的广阔发展前景.关键词:云计算；编程模型;数据存储；数据管理;任务调度正文：云计算（cloud computing)是一种新近提出的计算模式.是分布式计算(Dist uted computing）、并行计算（Parallelcomputing）和网格计算（Grid computing)的发展.目前，亚马逊、微软、谷歌、IBM、英特尔等公司纷纷提出了“云计划"。

例如亚马逊的Aws（Amazon web services)⋯，IBM和谷歌联合进行的“蓝云”计划等。

这对云计算的商业价值给予了巨大的肯定。

同时学术界也纷纷对云计算进行深层次的研究.例如谷歌同华盛顿大学以及清华大学合作，启动云计算学术合作计划（Academic cloud ComputingInitiative），推动云计算的普及，加紧对云计算的研究。

卡内基梅隆大学等对数据密集型的超级计算（Data Intensive supercomputing,DIsc) 进行研究，本质上也是对云计算相关技术开展研究.云计算有着广泛的应用前景。

如表1所示。

云计算在天文学、医学等各个领域有着广泛的应用前景.趋势科技和瑞星等安全厂商纷纷提出了“安全云”计划.在云计算关键技术研究过程中，主要对依赖于以下的技术支持,他们分别是数据存储技术（Google File system）、数据管理技术（BigTable)、编程模型和任务调度模型等,我们逐一进行介绍.一．数据存储技术:为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数据,同时利用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性,即为同一份数据存储多个副本，这样避免当前的数据系统崩溃还有备用的数据可以马上回复工作。

第三代网络技术：网格计算技术

ｓｕｒｅ．Ｔｈｓａｔｃｅｉｒｕｃｓｉａｋｒｎｄ，ｅｅｏｏｃｓｉｒｉｌｎｔｏｄｅｔｂｃｇｏｕｓｄｖｌｐｍｅ，ｓｃｃｎｔｂａｉｏｎｃｐｔ，ｃｎｓｔｔｏｎｕｎｃｏｎａｙｅｈｌｇｃｌｐｏｎ．ｉｌｙｔｅ－ｅｓｏｔｕｉｉ，ｆｔｎｄｋｅｔｃｎｏｏｉａｉｔＦｎａｌ，ｉｘｉｓｐｏｒｓｔｏｌｍｓｔｏｖｄｉｉｓｄｅｌｐｍｅｔｐｒｅｌｅｈｅｐｒｂｅｏｂｅｓｌｅｎｔｖｅｏｎｏｃ￣、
ＫＷＷＯｒｓＧｒｏｕｉｇ；ｕｅｃｍｐｔｒｃｎｔｕｉｎｄ：ｉｃｍｐｔｄｎｓｐｒｏｕｅ；ｏｓｔｔｉｏ
’
１引言
“ 息技术的大浪潮将造就２０００年十五年的黄金时信０５２２代到２２００年．由此产生的互联网将成长为一个２０万亿美元产值的大＿Ｔ业一波的本质特征。是万维网升华为网格 ” 这段这就ｌ话来自《布斯》志最近发布的市场趋势报告。福杂Ｉｔｔ的产生与发展．人们的思维方式、ｎｍｅｅ对ｌ模式以及生Ｔ作活理念都产生了巨大的影响与冲击第一代Ｉｔｔｎｅｍｅ的作用就是把遍布于世界各地的计算机用ＴＰＩＣ／Ｐ协议连接在一起，主要应其用为Ｅｍｉ第二代Ｉｔｍｅ则通过Ｗｅ — ａ：ｌｎｅｔｂ信息浏览及电子商务应用等信息服务．现了全球网页的连通：三代Ｉｔｍｅ将 “ 图实第ｎｅｔ试

云计算的关键技术

本文介绍了云计算的发展历史，总结了云计算的关键技术：数据存储技术(Google File system)、数据管理技术(BigTable)、编程模型和任务调度等，分析了云计算和网格计算以及传统超级计算的区别，并指出了云计算的广阔发展前景。

关键词：云计算；编程模型；数据存储；数据管理；任务调度正文: 云计算(cloud computing)是一种新近提出的计算模式。

是分布式计算(Dist uted computing)、并行计算(Parallelcomputing)和网格计算(Grid computing)的发展。

目前，亚马逊、微软、谷歌、IBM、英特尔等公司纷纷提出了“云计划”。

例如亚马逊的Aws(Amazon web services)⋯,IBM和谷歌联合进行的“蓝云”计划等。

这对云计算的商业价值给予了巨大的肯定。

同时学术界也纷纷对云计算进行深层次的研究。

例如谷歌同华盛顿大学以及清华大学合作，启动云计算学术合作计划(Academic cloud ComputingInitiative)，推动云计算的普及，加紧对云计算的研究。

卡内基梅隆大学等对数据密集型的超级计算(Data Intensive supercomputing，DIsc) 进行研究，本质上也是对云计算相关技术开展研究。

云计算有着广泛的应用前景。

如表1所示。

云计算在天文学、医学等各个领域有着广泛的应用前景。

趋势科技和瑞星等安全厂商纷纷提出了“安全云”计划。

在云计算关键技术研究过程中，主要对依赖于以下的技术支持，他们分别是数据存储技术(Google File system)、数据管理技术(BigTable)、编程模型和任务调度模型等，我们逐一进行介绍。

一．数据存储技术:为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数据，同时利用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，即为同一份数据存储多个副本，这样避免当前的数据系统崩溃还有备用的数据可以马上回复工作。

网格技术综述

各组织拥有的计算资源在虚拟组织里共享和协同完成项
目。
３网格的关键技术与体系结构
网格研究中的关键技术主要有：体系结构、资源管理、任
①
收稿日期：０７—１２０Ｏ一２６
作者简介：徐
武（９７一）。。１７男江西临川人。助教，工学硕士。研究方向：计算机体系结构。分布式系统。
现在应用也比较多。所以，针对网格系统特点的归纳也主要是从这方面来考虑的。当然，下我们总结的网格系统的特以点对其它应用形式的网格同样适用。（）构性（ｅｒｇｎｏｓ：１异Ｈｔｏｅｅｕ）网格系统由分布在Ｉｔｎｔｅｎｅｅｒ
布式任务管理系统就是最流行的网格系统；
工作，同完成复杂的计算，共这就是最早促进网格技术研究的动力Ｊ。以后，逐渐将网格的应用领域进行拓展，人们继计算网格之后出现了信息网格、服务网格、数据网格等概念。
网格系统最早的应用领域就是在高性能计算方面，而且
０引言
互联网技术的推广与普及进一步促进了计算机网络应用
技术的发展。实际上Ｉｔｍｅ实现了计算机硬件的联通，ｂｎｅｔＷｅ实现了网页的联通，面二者实现的是计算机之间的通信和前
２网格的分类与特点
由于网格的应用范围非常广泛，以如果按照网格的应所用来分类的话，我们无法穷尽所有。因为网格的发展日新月异，很多方面都在不断地完善和改进中，了在所掌握的现有为

网格技术

网格计算的优势
（3）通用开放标准，非集中控制，非平凡服务质量：这是Ian Foster最近提出的网格检验标准。网格是基于国际的开放技术标准，这跟以前很多行业、部门或者公司推出的软件产品不一样。
（4）动态功能，高度可扩展性：网格可以提供动态的服务，能够适应变化。同时网格并非限制性的，它实现了高度的可扩展性。
Replica Catalog + Replica Manager
Job Status:
Submitted Waiting
Computing Element Worker Node Storage Element User Interface
资源代理查找本目录和信息索引以找出合适资源（存储资源、数据资源和计算资源）。资源代理查找本目录和信息索引以找出合适资源（存储资源、数据资源和计算资源）。在用临时证书生成代理进程（网格-代理-初始化”命令）在用临时证书生成代理进程（“网格-代理-初始化”命令）后，用户向资源代理发送工作请求。工作请求。
网格技术发展
3 2
信息网格
4
数据网格
1
对等计算
5
计算网格
8
网格家族
普适计算
6
……
7
知识网格智能代理
网格发展的三个阶段
服务网格
共享程度
合作网格
DOE, UK Grid & DOD
企业网格
Toshiba, TI, GM
• • • Cluster-to-cluster sharing management Reliable file transfer & staging User account mapping, Firewalls, Kerberos

网格技术GRID

另一方面，网格技术的分布式工作模式，可以有效地实现在网络虚拟环境下的协同办公，提高政府的工作效率、增强为公众服务的能力。
网格技术（GRID）
网格技术应用
使用网格可以为游戏开发商和服务供应商提供可扩展的、高弹性的基础设施以运行大型多人游戏。
据与IBM的评估，在同相同的预定收益中，利用网格技术布置的网格服务器产生的利润是传统集中式服务器的8倍。而对于个人用户来说，网格服务器则意味着更安全、更快捷的游戏体验。
• 网格是二十一世纪信息技术的基础设施
网格技术（GRID）
网格技术发展趋势
• 中国科学院计算所所长李国杰院士认为，网格是继传统因特网、Web之后的第三次互联网浪潮，可以称之为第三代因特网应用。 • 传统因特网实现了计算机硬件的连通，Web实现了网页的连通，而网格则试图实现互联网上所有资源的全面连通，其中包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。
本地操作系统
网格技术（GRID）
网格的核心技术
网格独有的特征例如：网格资源的动态变化性、资源的类型异构性和多样性、调度器的局部管理性等。所以网格的调度需要建立随时间变化的性能预测模型，充分利用网格的动态信息来表示网格性能的波动。资源管理的关键问题是为用户有效地分配资源。一般通过一个包含系统模型的调度模型来体现，系统模型为分配器及时地提供所有节点上可见的资源信息，分配器获得信息后将资源合理地分配给任务，从而优化系统性能
中国科学院计算所提出并正在研制织女星 (VEGA) 网格, 已经取得了一定成果。VEGA 基本思路是实现一台虚拟的单一网格超级计算机。
中国
美国
网格技术（GRID）

基于网格计算的关键技术研究

ｍａｋｔｍ￣ｔｌａｅａｓｎｉｐｎｂｅａｐｃ，ｗｈｃｒｅｅａｉｄｉｈｓｐｐｒＦｉａｌｈｍｐａｉａｄｄｒｃｉｎｉｈｕｕｅａｅｒｅｘｅｒｌａｉｄｓｅ￣ｌｓｅｔｏｎｉｈａｅｇｎｒｌｅｎｔｉａｅ．ｎｌｔｅｅｈｓｉｅｔｏｎｔｅｆｔｒｒｚｙｓｎ
中图分类号：Ｐ９Ｔ３３文献标识码：Ａ文章编号：６３６９（０６１ — １３３１７ — ２Ｘ２０）１００ —０
ＲｅｅｒｈｏｙＴｅｈｎｌｇｅｓｄｏｉｍｐｕｉｓａｃｆＫｅｃｏｏｉｓＢａｅｎＧｒｄＣｏｔｎｇ
ｏｎｅｕ．ｐｉｔｄｏｔ
Ｋｅｒｓｇｉｏｐｔｎｙｗｏｄ：ｓｕｃｎｇｍｅｔｒｈｔｔｒｅＡｅｒｅｍａａｅｎｏ
０引言
网格（ｒ）ｌＧｉｌ的出现是现代互联网技术迅猛发展的ｄｊ必然结果，它代表了一种先进的技术和基础设施。传统的Ｉｔｎｔ现了计算机硬件的连通，ｂ现了网页的互ｎｅｅ实ｒＷｅ实连，Ｇｒ试图实现互联网上所有资源的全面连通。它而ｉｄ要把整个互联网整合成一台巨大的虚拟超级计算机，实现
秦金磊，朱有产，玉凯李
（华北电力大学信息与网络管理中心，北保定０１０）河７０３
摘要：网格计算环境下，解决其中的关键技术是实现一个高效快速网格的重要因素。文中对现有的网格结构进行在如何

网格计算的应用领域解析

网格计算的应用领域解析随着信息技术的不断发展，计算机科学领域涌现出了各种强大的计算范式和工具，其中网格计算技术无疑是一项重要的突破。

网格计算是一种分布式计算范式，它将分散的计算资源汇集到一起，形成一个强大的计算平台，用于解决复杂的科学、工程和商业问题。

本文将探讨网格计算的应用领域，揭示其在各个领域中的巨大潜力。

## 网格计算在科学研究中的应用科学研究一直依赖于大规模的计算来解决复杂的问题，而网格计算为科学家提供了强大的计算资源。

在天文学中，网格计算用于模拟宇宙的演化，分析星系的形成和运动，以及探索黑洞等神秘现象。

在生物学领域，网格计算用于分析基因组数据，预测蛋白质结构，以及模拟生物过程。

此外，在气象学、地质学和物理学等领域，网格计算也发挥着关键作用，帮助科学家更好地理解自然现象和解决复杂问题。

## 工程应用中的网格计算工程领域也是网格计算的重要应用领域之一。

例如，在航空航天工程中，网格计算用于模拟飞机和航天器的气动性能，以便改进设计。

在建筑工程中，网格计算可以模拟建筑结构的强度和稳定性，帮助设计师制定更安全的建筑方案。

此外，汽车制造、电子设备设计、能源领域等工程领域也广泛采用网格计算技术，以提高产品质量和降低成本。

## 商业和金融领域的网格计算应用在商业和金融领域，网格计算被广泛用于数据分析、风险管理和金融建模。

银行和金融机构使用网格计算来分析大规模的金融数据，以预测市场趋势、进行投资组合优化和进行风险评估。

零售业也受益于网格计算，通过分析大量的销售数据来制定营销策略和优化供应链管理。

## 医疗保健和生命科学中的网格计算在医疗保健领域，网格计算有助于医生和研究人员处理大规模的医学图像数据，如MRI和CT扫描图像，以进行疾病诊断和治疗计划。

此外，基因组学研究也依赖于网格计算，以加速基因序列分析和药物研发。

## 网格计算的环境和气候应用环境保护和气候研究也受益于网格计算技术。

科学家可以利用分布在全球的网格计算资源来模拟气候变化、分析大气污染、研究生态系统和制定环境政策。

网格计算技术及应用

的格式和信息交型总是数据采集地点、数据处理地点、数据换的规则。Ｇｏｕ的网格计算协议是建立在分析与结果存放地点、可视化设备的地点等ｌｂｓ互联网协议之上的，以互联网协议中的通往往不在同一个地方，数据密集型问题的往往信、路由、名字解析等功能为基础。该协同时会产生很大的通信和计算需求，需要网议分为５层：构造层、连接层、资源层，格计算才可以解决。多高能物理实验、许数字汇集层和应用层。上层协ｌ义可调用下层协化天空扫描、气象预测等都是数据密集问议的服务。网格内的全局应用都通过协议题，网格计算在这类问题中发挥巨大作用。提供的服务来调用操作系统。为了方便理网格计算在其他领域的应用也非常广泛，解，我们将这五层与广为使用的ＴＣＰ／Ｉ如卫星图像的快速分析、先进芯片的设计、Ｐ生网络协议结构进行了粗略的对比，如图ｌ物信息科学研究、级视频会议，超制造业的设所示；计与生产、电子商务、数字图书馆及一股的商务应用。网格计算在Ｉ中的最早用于支持所Ｔ有行业的电子商务应用。例如，飞饥和汽车ｒ。应层Ｉ —。 ’ —… — ’ ’ 用ｌ等复杂产品的生产要求对产品设计、产品组装
图ｌｌｂｓ五层结构与ＴＣ／ＧｏｕＭＰＩ网络协议的对比Ｐ
２嘲格计算的体系结构
网格计算系统一般由网格硬件网格操作系统、网格界面、网格应用４层基本结构构成。网格计算系统最突出的特点是资源共享、协同工作和开放性标准。网格计算是以元数据、构件框架、智能体、网格公共信息协议和网格计算协议勾主要突破点对网格计算进行的研究。网格系统可以分为三个基本层次：资源层、中间件层和应用层。由于现在的互联网结构并不是针对网格计算设计的，为了使网格计算和现有的结构兼容，一般要有一个可扩展的中间件层。这个中间件层是指一系列工具和协议软件，其功能是屏蔽网格资源层中计算资源的分布、异构特性，向网格应用层提供透明、一致的使用接口。网格的中间件层也称为网格操作系统。这个中间件层同时需要提供用户编程接口和相应的环境，以支持网格应用的开发。网格协议 “ ０ ” Ｇ１ｂｕ：作为自由软件，Ｓ对资源管理、安全、信启服务及数据管理．等网格计算的关键技术进行研究，Ｇ１ｂ０ｕＳ能够开发在各种平台Ｊ运行的网格计算工具软件（０ｋｔ，帮助规划和组建大型Ｔ０１ｉ）的网格试验平台，开发适合大型网格系统运行的大型应用程序。Ｇ１ｂＳ为：在网０Ｕ认络环境下的互操作，意味着需要开发一套

网格计算相关技术与应用

网格计算相关技术与应用李宏宇(鹤岗市科学技术情报研究所黑龙江鹤岗154101)[籀要]论述网格计算的发展概况，在科学领域的应用范围，网格服务的特点以及在未来网络下场中的发展潜力。

【关键词】数据库浮点运算虚拟化资源共享中图分类号：T P3文献标识码：A文章编号：1671--7597(2008)0620047--01一、一格计算的由来与震晨网格计算是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，是将地理上分布的计算资源(包括数据库、贵重仪器等各种资源)充分运用起来，协同解决复杂的大规模问题，特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题。

是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。

这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算机是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。

这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势，一个是数据处理能力超强，另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。

简单地讲，嘲格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。

近几年，随着计算机计算能力的迅速增长，互联网络的普及和高速网络成本的大幅降低以及传统计算方式和计算机的使用方式的改变，网格计算已经逐渐成为超级计算发展的一个重要趋势。

网格计算是一个崭新而重要的研究领域，它以大粒度资源共享、高性能计算和创新性应用为主要特征，必将成为21世纪经济发展的重要推动力。

二十世纪九十年代以来，世界各个国家，尤其是发达国家，建立了很多超级计算应用中心和工程研究中心，美国还制定了新一轮规划的先进计算框架(A C I P)，发展面向21世纪的先进计算技术。

我国在科技部的领导和主持下，经过专家组及相关单位的努力，作为我国高性能计算和信息服务战略性基础设施的国家高性能计算环境发展很快。

在已经建成的5个国家级高性能计算中心的基础上，义于中南、西北等地建立了新的国家高性能计算中心，科技部加强了网络节点的建设，形成了以科学院为主体的计算网格。