毕业设计-网格综述

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1、第一章网格技术简介引言因特网(Internet)在20世纪80年代诞生；20世纪90年代初,万维网(WorldWideWeb)技术出现并迅速推广;21世纪初,网格计算(GridComputing)技术的设想引起了全球范围的关注。这三大新生事物的出现,形成了互联网发展的三大里程碑。在今天的网络上,75%的CPU时间和80%的服务器资源都是浪费的,利用网格技术就可以将这些网络资源的利用率提高到98%～99%。网格计算是一种使用网络中的多个计算资源来解决单一问题的计算模式。将地理上分布的计算资源（包括数据库、贵重仪器等其他的各种资源）充分利

2、用起来，协同解决复杂的大规模问题。当一个计算工程需要的处理资源超过本地可提供的能力时,网格计算允许该计算工程通过网络使用远程机器的CPU和存储资源。随着技术的发展,网格计算技术应用已经超越了原来的学术领域,对其他行业和领域也产生了重大的影响。随着研究的进展,网格计算将能够适应更多的领域。它在改变传统计算方式的同时，也改了人们对计算机的使用方式。近几年来，网格计算已经逐渐成为超级计算发展的一个重要趋势，是世界上计算能力最强的超级计算系统和最庞大的计算资源，是互连网络深入发展的必然结果。电子技术推动了20世纪经济的发展，人们预计网格必将成

3、为21世纪经济发展的重要的推动力，被称为“第三代因特网”。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，同时研究开发相应的中间件，使这些资源看起来就像一台单一映像的虚拟机器。网格计算技术的发展将分3个阶段：①利用软件控制分布式计算系统的独立软件工程发展起来的集群网格(ClusterGrid)；②校园网格(CampusGrid)从几个建筑物或地点合并计算资源；③全球网格(GlobalGrid)将作为新一代网格计算概念浮现。37第一章网格技术简介1.1网格技术概述术语“网格”在90年代中期出现只是为了标记现代科学和工程的分布式计算

4、基础结构。在构造这种基础结构方面,已获得重要的进展。但术语“网格”已被设想为涵盖从先进网络到人工智能的一切事物。但是,就网格是否真有一些实际要领和意义存在如下疑问:是否存在一类明显的“网格问题”并因此而存在对新的网格技术的需要?若然,这些技术的本质是什么?它们的应用域是什么?其实，网格问题确实由实际和专门的问题所驱动,并且存在一个正在形成中的解决此类问题的有意义的网格技术基础。所谓的“网格问题”,即在动态的一组个体、机构和资源动态集中的虚拟组织(VO)中实行灵活、可靠、可调整的资源共享。在此环境中,“网格问题”的解决面临唯一性认可、认

5、证、资源访问、资源发现等诸多挑战。这就是网格技术所要解决的一类问题。此外,虽然网格技术与当前其它主要技术趋势,如Internetenterprise、distributed和peer-to-peer计算性质不同。但通过将这些技术扩展到网格技术所解决的问题领域,这些技术能从中获益匪浅。网格概念所强调的实际和专门的问题是:在动态的,多机构的虚拟组织中可调整的资源共享和问题求解。但我们所关心的共享不仅只限于文件共享,更重要的是能直接访问计算机、软件、数据和其它资源,如在工业、科学和工程中出现的协作性的问题求解和资源代理中所要求的资源。这里,

6、关于共享的规则是:资源提供者和资源消费者高度可控并明确、详细地定义什么被共享,允许谁被共享以及共享出现的条件。由以上共享规则所定义的一组个体与/或机构我们称之为虚拟组织(VO)[1]。下面是一些VO实例：一汽车制造商计划筹建一个新的工厂,邀请一批应用服务提供者、存储服务提供者以及相关系列提供者和顾问对新厂实施前景评估;一个工业协会组织正开发一个新的航空器；一个应急管理小组数据库及用于对一个紧急情况作出响应的模拟系统;大规模国际性、多年的高能物理协会。以上的每一个例子表示一种计算与问题求解解决方法,这种方法基于在计算与数据丰富的环境中的

7、协作。37由以上这些例子可知,VO在目的、作用域、大小、持久性、共有性和社会性方面有很大差异。然而,经过研究发现,它们有共同关心的问题和相同的需求,特别是从Client-Server到peer-to-peer高度灵活共享关系的需求,需要具备如何使用共享资源的精细和精确的控制层,包括粒度良好的和多个栈持有者访问、委派、局部和全局策略的应用;需要从程序、文件、数据到计算机、传感器、网络等各种资源的共享。不同的使用模式需要是以单用户还是多用户以及注重性能还是注重成本。因此,涉及的诸如服务质量、进度、合作分配、成本等一系列问题。当前的分布式计

8、算技术并不能解决VO问题，例如,当前的internet技术强调计算机之间的通信和信息交换,并不提供关于计算的多站点上资源的可协调使用解决方案。Business-to-Business交换侧重于信息共享(通常通过中央控制的