中间件_12 网格

使用标准，开放，通用的协议和界面——网格建立在多功能的协议和界
面之上，这些协议和界面解决认证，授权，资源发现和资源存取等基本 问题。
得到非平凡的服务质量——网格允许它的资源被协调使用，以得到多种
服务质量，满足不同使用者需求，如系统响应时间，流通量，有效性， 安全性，及资源重定位，使得联合系统的功效比其各部分的功效总和要 大得多。
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Unitary Plan Wind Tunnel
Multi-source Data Analysis
real-time collection
archival storage
desktop & VR clients with shared controls
Computer simulations
当然，这只是网格计算力出租的一个例子。实际上，网格所能做的比我们想象的
还要多。网格专家为我们描绘的是这样的一幅画面：等网格的触角深及到互联网 的每一个角落时，我们从互联网获得网格的运算资源就会像我们从电网上获取电 力那么简单，我们只需要支付少量费用，就可以租用这台“超级信息处理中心” 为我们工作。这对于信息处理需求大的企业来讲，无疑是个福音。现在很多企业 为了保证其业务不间断地运转，大多部署了价格不菲的大型IT系统，这些IT设备 除了在少数的业务高峰时间可以得到充分利用外，大部分时间都是闲置的，这些 闲置资源无疑导致了企业运行成本的增加。一个强大的可租用虚拟系统，可以让 用户完成以前难以承担的任务，其生产成本却不会有明显的增长。
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娱乐
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。美国游戏基础设施提供商Butterfly．net公司目前使用的就是IBM的网格计算服务 器。该服务器利用了网格技术自恢复特性，能够无缝隙地将所玩的游戏转到最近的可用服 务器上，实现了用户资源的统一调动、统一保存，极大提高了游戏运行和服务的可扩充性。 据Butterfly．net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。
Grid概要
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报告内容

背景
Grid体系结构的发展
Globus的基本功能
Globus的开发过程
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背景
随着高性能计算应用需求的迅猛发展，解决一些
超大规模应用问题所需要的计算能力，已不可能在 单一的计算机上或单一的计算机机群系统上获得， 这就需要将地理上分布、系统异构的各种高性能计 算机、数据服务器、大型检索存储系统和可视化、
What is Grid ?
“在动态变化的、多机构组成的虚拟组织（VO)内的协作资源
共享和问题求解
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标准
协调非集中控制资源——网格整合各种资源，协调各种使用者，这些资
源和使用者在不同控制域中，比如，个人电脑和中心计算机；相同或不 同公司的不同管理单元；网格还解决在这种分布式环境中出现的安全， 策略，使用费用，成员权限等问题。否则，只能算本地管理系统而非网 格。
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作用
计算环境的虚拟化（或称为网格计算）是 IBM 随需应变策
略中的一个关键组件。虚拟化让组织可以：
使用空闲的计算机资源来加速业务处理过程。 加速应用程序的执行，这样就可以缩短处理时间，从而可以
快速对市场作出响应。

开发更新的、生产效率更高的应用程序。
府与IBM中国公司签署了网格计算合作谅解备忘录，旨在利用网格技术 解决上海信息港建设中出现的问题，诸如部门之间的信息化资源分散、 跨部门协作缺乏标准，部门间资源共享与协作困难，通过资源的整合， 提高信息化建设的整体成效，开了国内利用网格计算技术推动电子政务 发展的先例。相信随着网格技术的进一步发展，网格在电子政务方面的 应用会越来越广泛。
Connecting People and Applications via the Grid
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分类
计算网格、数据网格、信息网格、知识网格、商业
网格，知识网格
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企业信息处理
2005年5月底，IBM推出一个新的计划，该计划称，为帮助软件厂商开发新的应
用程序，并测试现有的应用程序，IBM 为这些软件厂商提供IBM网格运算服务器 的免费存取权。拥有免费存取权的软件开发人员可以利用IBM网格服务器的强大 运算资源，快速完成新开发的软件所必需的调试及模拟运算，从而缩短程序从开 发到应用的周期，提高软件的开发速度。
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电子政务
网格技术可以整合和管理分散在各部门的信息化资源，实现各个政府部
门之间数据的无缝交换，消除“信息孤岛”，打破电子政务资源共享的 瓶颈；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。
也就是看中了网格技术在电子政务建设方面的优势，2003年7月上海市政
间的协作。
提供弹性更好的基础架构。
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业务也可以从网格计算中获益，这是因为可以： 提高生产效率，这是通过为用户提供需要的资源而
实现的。
更有效地使用现有的资源。 快速响应业务和市场需求的变化。 可以在不同实体之间进行协作。 创建一些可以共享资源和数据的虚拟组织。
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应用领域
和 Internet 一样，网格计算也起源于研究和学术领域。现在，商业企业
也开始使用网格了。网格计算带来了新型的财务和商业模型，以下是一 些例子：
在财经服务领域，网格计算被用于加速交易处理、处理海量数据，并为
只能容忍极短停机时间的关键业务（mission-critical）工作平台提供更稳 定的 IT 环境。
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学术
将各个实验室的超级计算机连接起来，形成一个“强强联合”的超级信息处理中心。如美
国国家科学基金会正在建立的“分布式兆兆级网格(TeraGrid)”，利用网格技术将伊利诺 州立大学超级计算中心、圣地亚哥大学超级计算中心、阿贡国家试验室和加州理工学院计 算中心连接起来，形成一个处理能力约为每秒13．5万亿次浮点操作，存储容量接近700兆 兆字节的“巨无霸”计算中心，以供许多领域的研究机构使用。
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目标
要利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一台“虚拟的超级计
算机”， 实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、软件资源、 存储资源、通信资源、知识资源、专家资源等的全面共享。
其中每一台参与的计算机就是一个节点，就像摆放在围棋棋盘上的棋子
一样，而棋盘上纵横交错的线条对应于现实世界的网络，所以整个系统 就叫做“网格”了。
网格技术有望使虚拟现实技术走向平民化。虚拟现实(Virtual Reality)技术是一种利用计算
机图形技术人工合成的可以按照用户的输入而变化的模拟仿真环境，一个多维信息空间， 一个用户可与计算机系统自然交互的三维人机界面。虚拟现实技术最大的有点就是可以通 过各种传感器获得虚拟环境给予的各种体验。由于运行虚拟现实技术所需要的计算资源太 过于庞大，目前虚拟现实技术只用于飞行员、宇航员等的训练工作，普通个人根本无法享 受这一技术带来的娱乐体验。利用网格这种造价低廉而数据处理能力超强的计算模式，可 以将虚拟现实技术运用于网络游戏中，让参与游戏的人可以真切地感受虚拟环境所带来的 游戏快感。毫无疑问，如果这一技术移植成功，将对目前的网络游戏起革命性的变化。
另外一种方式就是通过互联网，利用互联网个人用户的闲置计算机，进行科学研究。这种
方式最为著名的项目就是寻找外星生命的计划seti＠home。1999年，美国行星学会发表一 项公告，呼吁互联网上的天文爱好者参与寻找地球外文明的科学实验。该实验将阿雷西博 射电天文望远镜所拍摄到的外太空数据分成若干“小片”，参与该项目的天文爱好者通过 下载载有“数据小片”的客户端，该客户端以屏幕保护程序的形式出现，只要计算机处于 闲置状态，屏幕保护程序就开始工作，利用本地运算资源分行该“数据小片”，分析完后 再将分析结果传回seti＠home小组。从1999年至今已经有500多万台个人计算机在闲置之余 参与这项工作，这些利用零星时间所累计起来的计算总量想当于20台价值千万美元的超级 电脑昼夜不息工作所能达到的计算极限。
政府机关使用网格来集中、保护和集成大量数据存储。许多市政和军事
机构都特别要求跨代理机构协作、数据集成和安全，以及跨数千个数据 存储库快速获取信息。
涉足生命科学（比如基因组研究和药物开发）的公司使用并行和网格计
算对大量数据执行处理、净化、交叉制表和比较操作。更快的处理速度 意味着更快地占领市场。在这些行业，任何微小的优势都可能成为决定 因素。
降低开发新应用程序的成பைடு நூலகம்。
提高协作能力和生产能力。 最大化用户可以使用的资源。
提高 IT 环境的弹性和利用率。
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系统管理员和开发人员可以从网格计算中获益，这
是因为网格让他们可以：
优化基础设施来平衡任务负载，并为高需求的应用
程序提供额外的处理能力。
提高对数据的访问，支持不同学科、组织和业务之
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Taxonomy
聚集极高计算的能力用于单一 的应用中，该能力比任何一台 单一计算机所具有的都要高
Computational Grid Grid Data Grid
Distributed Supercomputing High Throughput On Demand Collaborative Multimedia
在网格上做计算，就像下围棋一样，不是单个棋子完成的，而是所有棋
子互相配合形成合力完成的。传统互联网实现了计算机硬件的连通，Web 实现了网页的连通，而网格试图实现互联网上所有资源的全面连通
网格不同于国外正在搞的Internet 2 或下一代Internet(NGI)，网格可以称作
是第三代Internet，其主要特点是不仅仅包括计算机和网页，而且包括各 种信息资源，例如数据库、软件以及各种信息获取设备等，它们都连接 成一个整体，整个网络如同一台巨大无比的计算机，向每个用户提供一 体化的服务。
几乎所有的 PC 每天有 95% 的时间什么都不做。
请想像一下，如果一家航空公司 90% 的飞机在地面上，一
家汽车制造商 40% 的组装车间被闲置，或者一家连锁旅店 95% 的房间是空置的，那该是多么糟糕的情况。
网格计算所解决的一个最重要的业务问题是提高了对现有资
源的利用率
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概念
网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速
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，为科技人员和普通老百姓提供 更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提 供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能则
更多更强，让人们透明地使用计算、存储等其他资
源
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Who else can use a Grid?
Astronomy • Bioinformatics
• Engineering
• Healthcare
• Commerce
• Gaming
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Access Grid & Collaboration Technologies
虚拟现实系统等，通过高速互连网络连接并集成起
来，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境，
即计算网格系统，以此来共同解决大型应用的计算
问题。
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网格计算将会把许多计算机联合到一起工作。几乎所有机构
都存在大量的闲置计算资源，广泛分布在各个地方。
UNIX® 服务器只有少于10% 的时间在真正“执行”任务，