第三章网格体系结构

~I0n.2st5iTtuItPeISnstitute Institute Institute
Physics data cache
~1 MBytes/sec
Physicist workstations
Tier 4
www.griphyn.org
www.ppdg.net
Physicists work on analysis “channels”. Each institute will have ~10 physicists working on one or more channels; data for these channels should be cached by the institute server
~622 Mbits/sec or Air Freight (deprecated)
Offline Processor Farm
~20 TIPS ~100 MBytes/sec
Tier 0
CERN Computer Centre
Tier 1
France Regional Centre
Germany Regional Centre
❖ 网格的安全机制和可信技术
多域的安全问题 访问控制模型 可信技术
网格技术挑战（续）
❖ 高度灵活的共享关系定义和共享资源的 复杂高级控制
细粒度访问控制、代理 灵活，可应付许多资源类型和共享方式 可扩展大量资源、许多的参与者和程序模块
❖ ＱＯＳ的调度和联合分配 ❖ 记帐技术 ❖ 各个站点同时履行资源分配的合约，具
Italy Regional Centre
FermiLab ~4 TIPS
~622 Mbits/sec
Tier 2
~622 Mbits/sec
Caltech ~1 TIPS
Tier2 CenTtireer2 CentTreier2 CentTreier2 Centre ~1 TIPS ~1 TIPS ~1 TIPS ~1 TIPS
屏蔽异构平台、异构语言
网格技术挑战（续）
❖ 虚拟组织的管理和协同工作
基于服务的协作集成技术等； 多个系统的协调和集成 服务和应用的自治管理和优化 自动配置和部署
❖ 网格的高可靠和可用性技术
资源多层次和多方面的异构性 系统状态的不确定性 异构分布的环境高可靠的保证 单点失败不导致系统，
有事务性原则
网格技术挑战（续）
❖ 海量分布数据的存储、分发、访问和管理
高速透明访问多个地点的海量存储系统 统一的数据操作和管理空间 结构化数据访问和管理 非结构化数据访问和管理，etc
❖ 网格资源与服务的发现、组织和调度与管理的方法和 算法
❖ 在线设备的数据自动注释和分类目录 ❖ 高性能分布数据密集型系统必须使用网络级别、平台
八十年代中后期 九十年代中期 2001
2002
自治多域服务联
2004
合计算
元计算
计算网格
多层网格 体系结构
开放网 格服务体 系结构 OGSA 技术体 系OGSI
OGSA 技术体 系WSRF
Grid的主要问题
v 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
1. 允许分布的服务和资源集成 2. 采用通用的协议和基础支撑 3. 获得较好的QOS服务
在技术上，从应用的角度看：
❖ 不能破坏现有系统，不能重蹈覆辙（分布操作 系统 ）
❖ 为应用提供单一分布资源全局视图和聚集各种 分布的自治资源成为一个系统
❖ 不导致应用程序的重新编写
移植简单
对体系结构基本要求
不同组织之间的资源共享互操作是必不可少的 对资源直接访问，不单单是文件共享和交换 体现在各种资源构件之间和机制之间
内容
❖ 五层沙漏结构 ❖ 开放网格服务体系结构OGSA
Open Grid Service Architecture
❖ Web Service 资源服务框架WSRF
Web Service Resource FrameWork
网络计算体系结构的发展（续）
❖ 网格计算体系结构
层次体系结构 开放网格服务体系结构OGSA OGSI→WSRF（WS－Resource Framework）
一个虚拟组织例子: CERN’s Large Hadron Collider
1800 Physicists, 150 Institutes, 32 Countries
100 PB of data by 2010; 50,000 CPUs?
Grid Communities & Applications: Data Grids for High Energy Physics
www.eu-datagrid.org
网格技术挑战
❖ 网格体系结构和网络计算模型
Internet活动规律和特性
❖ 网格计算的资源共享和协同的基础理论
Agent？ 协同优化理论？
❖ 标准和协议体系 ❖ 建立一个开放的信息处理基础设施平台
一个开放的体系结构、标准和协议，以形成信息获 取、传输、访问和处理的单一虚拟系统基础平台
~PBytes/sec
Online System
~100 MBytes/sec
1来自百度文库TIPS is approximately 25,000 SpecInt95 equivalents
There is a “bunch crossing” every 25 nsecs. There are 100 “triggers” per second Each triggered event is ~1 MByte in size
级别和构件级别的并行和流水线 ❖ 高速系统的精确监控
对于算法分析、问题监测和动态自适应配置非常重要 资源、系统、应用的监控
❖ 网格系统的自治管理技术
灵活的、自治的资源管理（自动的服务器重启、数据迁移、 拥塞避免等）
网格技术挑战（续）
❖ 网格的编程模型和语言
我们需要突破传统的程序设计和并行程序设计语言与编程模 型
MPI－G？
❖ 网格环境下网格服务的应用形态和高层shell语言 ❖ 网格工作流语言和机制
面向服务的工作流？ 多域环境下的工作流
❖ 网格系统的自适应技术和机制
应用系统在异构分布环境中优化执行；
❖ 基于构件技术的网格应用开发环境和工具 ❖ 面向应用领域的基础支撑工具和服务。
对体系结构基本要求