一个基于全局竞标机制计算网格的研究与实现

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1、上海大学硕士学位论文!!!!!!!翌兰!!!堡!!!!：：!!!坠!￡坠i竺!!!竺21堡1．1课题研究背景第一章绪论“网格(Grid)，，【I】是借鉴电力网(PowcrGrid)的概念提出来的，网格的最终目的是希望用户在使用它提供的计算能力时，就如同使用电力一样方便。网格计算(C,ridComputing)E嵋】已经成为针对复杂科学计算的新型计算模式。它使用标准、开放、通用的协议和界面，通过高速网络连接将地理上分散的、异构的各种高性能计算系统、软件系统、大型数据存储系统、数字化仪器设备和控制系统等各种资源按需动态地集成为一体，构成一个单一映像的“虚拟组织(vO)”，充分发挥和利用系

2、统中各种资源的计算和服务能力，实现资源共享和协同解决复杂的科学与工程计算问题。根据求解问题的特点，网格还可分为以数据密集型问题处理为核心的数据网格【”，以解决科学问题为核心的科学网格‘”，以全球地球模型问题为目标的地球系统网格[5】，以地震预测为目标的地震网格[61，以军事目的为核心的军事网格‘‘’及NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)的IPG(InformationPowerC,rid)网格I7)等多种行业应用。网格一般都具有以下特点：(1)分布性。组成网格的各种资源在地理位置上是分布的。在这种分布式环境下，需要解决网格资源

3、针对作业的分配和调度问题、传输和通信问题，以及人与系统之间的交互和协同问题。(2)异构性。组成网格的资源是异构的，网格要具有利用资源的异构特点进行处理的能力，同时也要具有提供一致资源管理的能力。(3)自治性。网格上的资源首先是属于某一组织，该组织具有对其资源进行自主管理的最高管理权限。同时该资源又根据一定的约束和规则接受网格的统一管理，实现资源的共享和互操作。这使得网格管理比一般的分布式系统更为复杂，具有管理的多重性。(4)动态性。网格中的姿源具有自治性，因此资源可以动态地加入或者退出网格，另外资源的性能也可能随时发生变化，这些使得对资源的使用也要发生相应的变化。这种动态性需要有～种

4、机制来保障网格的运行不会遭受比较大的影响。上海大学硕士学位论文翌!!!坠芝!!!!堡坠!：翌!!!!!!也!旦!!：竺堡(5)自相似性。网格的局部和整体之间存在着一定的相似性，局部在许多地方具有全局的某些特征，而全局的特征在局部也有一定的体现。网格的构建通过小的局部网格可以形成更大的网格，其构成方式具有自相似性。1．2网格的研究现状网格技术的研究总体来说还处于探索与实践阶段，还没有大型的成熟的网格应用。但从研究进展上来讲已经处于快速发展阶段，很多国家与研究机构都已经投入到了网格的研究中，在计算网格、数据网格以及信息网格等方面都已经有了一些突破和成绩。1．2．1国外网格研究现状美国对网

5、格的研究起步较早，处于领先地位。起先，研究者主要来自一些研究机构，后来一些大公司也参与进来。美国国家科学基金NSF支持的TeraG-fid[8】连接位于五个不同地方的超级计算机，达到每秒20万亿次的计算能力，并能存储和处理近l千万亿字节的数据，萁最大特色是连接网格的专用网络带宽将达到惊人的40Gbps。美国物理网格GriPhyN(GridPhysicsNetwork)一】计划建立每秒千万亿次级别的计算平台，用于数据密集型计算。mM在2001年8月宣布，将投入40多亿美元进行“网格计算创新计划”，全面支持网格计算。IBM的这一举措已经见效，它不仅成为Globus的首席合作伙伴，还成为O

6、GSA(OvenGridServiceArchitecmre)”Ⅵ和WSRF(WebServiceResourceFramework)till标准的制定者之一。英国政府宣布投资1亿英镑，用以研发“英国国家网格”(UKNationalGrid)[121。此外，在欧洲还有欧洲数据网格【3】等网格研究项目正在开展。1．2．2国内网格研究现状我国对网格技术的研究工作起步相对较晚，但发展速度很快。教育部在“十五”211工程公共服务体系建设中设立了“中国教育科研网格ChinaGrid'’[131重大专项，使用网格技术将CERNET上分散、异构、局部自治的巨大资源整合起来，通过有序管理和协同计算，

7、发挥综合效能，实现资源的广泛、有效聚合，提供计算服务、数据服务和信息服务等，形成中国最大、最先进、最实用的网格系统。其节点覆盖211工程的100多所高等院校。国家高性能计算环境(亦称国家计算网格)041是国家级高性能计算和信息服务的战略性基础设施，它将在全国范围内为各行业提供各种一体化的高性能的计算环境和信息服务。其网格系统软件将充分发挥各网格节点的高性能计算系统和．2．上海大学硕士学位论文坠!!!!塑!坚!!!!!!!!!i唑￡!!!竺!!：竺型大容量数