浅析网格体系结构及网格计算的应用_刘彩利

价值工程

1网格的特点网格（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。其具有以下特征；1.1共享性网格是一个通过互联网技术将地理上广泛分布的的资源集成起来的基础设施，但是它的各类资源都可以被共享使用，一个网格用户可以同时访问多个网络资源，而且多个网格用户也可以同时访问同一个网络资源，因而在网格式化没有资源孤岛和信息孤岛；

1.2集成性网格可以将不同类型、不同管理平台、能力千差万别的计算机资源集成为一个有机的整体，以协调不同地理位置上的资源请求者；

1.3协商性网格支持资源的协商使用，资源请求者可以与资

源提供者进行协商，协商资源的可用性、

数据传输带宽、系统安全性、系统响应时间等各项指标，从而能达到满足个人的需要；

1.4开放性网格是一个开放式的系统，不论计算机资源本地采用什么样的管理系统和通信协议，只要其遵守网格的规则和协议，都可随时加入网格；成为网格用户，只需将网格设备接入网格就可以使用网格中的各种资源。对于资源提供者，网格随时允许资源的加入或退出。对于网格用户需求和技术有一定确定性、封闭性，但是其技术和系统却是开放的；

1.5通用性网格网络有专门的领域、专有的技术，对于每个网格用户，其网格技术通用。

2网格体系结构

网格的核心技术之一就是网格体系结构，它是网格的骨架与灵魂，其主要是定义规范和如何构造网格的技术，也是建立网格最基本的需要。它通过描述网格的集成方式和各组成部分的关系，来刻画网格的运转机制和基本功能。截止目前，较大影响力的网格体系结构有三种，第一个是五层沙漏结构、第二个是开放网格服务结构OGSA （Open Grid Service Architecture ），是Foster 在结合Web Services 提出的，第三个是Web 服务资源框架WSRF （Web Services Resource Framework ）。是2004年由IBM 、HP 等重大IT 服务提供商提出的。

2.1五层沙漏结构的特点是呈沙漏状，是一种影响力十分广泛

的结构。五层沙漏模型自顶向下分别是应用层、

汇聚层、资源层、连接层和构造层。应用层位于虚拟组织中，主要是给不同虚拟组织提供一个解决所面临的问题的方案，其由任一层定义的服务构建；汇聚层建立在资源层和连接层形成的瓶颈上，主要功能是解决资源间的共享问题，将下层单个资源集中起来；资源层调用构造层提供的资源访问接口，实现资源控制和访问；连接层制定了通信及认证协议，是为下层的物理资源之间能相互联系和通信，使得单个资源不再孤立，并且提供了消息加密机制，主要用于辨别用户和资源的身

份；构造层直接与底层资源打交道，通过管理底层资源，从而向上层

提供一个访问这些资源的统一接口，来屏蔽资源间的异构性。

五层沙漏模型且层次清晰，它的思想是以协议为中心，来强调服务与API 和SDK 的重要性。但该结构并没有对具体协议的定制做充分说明，既没有提供完整的协议，也没有指定严格的规范，而只是定义了该结构中各部分组件的通用要求，而形成这些组件间的层

次关系。每一个上层组件都可建立在任意一个底层组件之上，

同一层的组件具有相同的特性，每一层的API 都是与特定服务交换协议

信息的具体实现。

根据各个组成部分与底层共享资源之间的距离不同，共享资源的使用及操作功能被分散在沙漏结构的各个层上，越往下越接近物理上的共享资源，与特定资源的相关成分就越多；相反，越向上层，越无法感知到特定资源的细节特征。

2.2OGSA 是在五层沙漏结构的基础上，结合Web Services 技术提出的一个面向服务的体系架构。其通过定制很多网格标准协议使得网格成为一个开放系统。在OGSA 框架中，一切资源都被看作是服务，这样能够采用统一的标准来管理及访问网格资源。OGSA 架构由下到上依次为资源层、web 服务层、基于OGSA 架构的服务层和网格应用层。在OGSA 架构中，资源层是整个体系结构的中心，可划分为两层：物理资源层和逻辑资源层。物理资源层包含了存储器、服务器及网格。逻辑资源层为了提供额外的功能，对物理资源层进行虚拟化及聚合。在Web 服务层，OGSA 利用如XML 、WDSL 等Web 服务机制并且以Web Services 为基础，从而使Web 服务的定义得到进一步的扩展。OGSA 架构的服务层，是基于Web 服务层及OGSI 基础设施而建立的。随着数据服务、程序执行、核心服务等新架构服务的出现，将不断提高OGSA 基于SOA 思想架构的可用性，基于网格架构的服务的开发，从而加快了新型网格应用程序的不断出现，这些新型网格应用程序就构成了OGSA 架构中的网格应用层。

2.3WSRF 是对OGSI 的继承与发展，它解决了OGSI 中Web 服务不能满足网格服务动态创建以及销毁的需求，保留了OGSI 的核心功能，解决了OGSI 将资源建模成有状态的Web 服务。它将资源标识为有状态的，服务是无状态的，而在一种无状态的Web 服务中，能使用到其有状态的资源，这些采用了与网格服务完全不同的定义。

3结束语

通过网格技术，我们可以有效的、充分的利用网络资源。网格是一门新兴技术，己引起人们的广泛关注。网格有利于充分整合、调度、共享和管理现有资源，它将会不断加速科学研究、提升竞争力，从而全面提升整个社会的生产力水平。

参考文献：

[1]赵秀芳.网格技术及应用[期刊论文].兰台世界，2006，（05）.

[2]施伯乐.数据库教程[M].北京摘要：人民邮电出版社，2004.

[3]王清.网格技术的探讨[期刊论文].大众科技，

2006，（07）.——————————————————————

—作者简介：刘彩利（1974-），女，陕西西安人，西安外事学院现代教育技术中

心，助教，工程师，学士，研究方向为计算机控制。

浅析网格体系结构及网格计算的应用

Application of Grid System Architecture and Grid Computing

刘彩利Liu Caili

（西安外事学院现代教育技术中心，西安710077）

（Xi'an International University Modern Education Technology Center ，

Xi'an 710077，China ）摘要：网格是利用互联网把地理上分散的计算资源、存储资源、数据资源、知识资源等资源连接起来，形成一个逻辑整体，就像一台超级计算

机。

消除资源“孤岛”，实现资源共享。本文首先对网格的定义、网格的特征进行描述，再对网格的体系结构进行详细解析，这样可以对网格有一个详尽的认识，最后对网格计算的应用做了阐述，以促进网格研究。

Abstract:The grid is to join resources such as dispersible calculation resource,store resource,resource of the data,knowledge resource,etc.on geography with Internet,form a logic unit,just like a supercomputer.Dispel the resource "detached island",realize the resource-sharing.This article is to explain the grid definition and characters,to better understand the whole structure of grid,and also in detail description on the grid system and its hierarchies,at last,we list amount of the applications of grid computing,in order to development the study of the grid technology.

关键词：网格；网格技术；网格计算Key words:grid ；grid technology ；grid computing

中图分类号：TP39

文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2012）12-0188-01

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