网格基础设施影响应用程序的设计

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1、网格基础设施影响应用程序的设计网格计算环境提供的虚拟计算资源可以用来运行应用程序。当您考虑应用程序的设计和实现问题时，很重要的一点是理解构成这个虚拟计算环境的基础设施。如果要看某个应用程序是否适合于在网格环境中运行，您必须首先理解网格的基础结构，能够提供哪些服务，不能够提供哪些服务，以及它对于应用程序设计产生的影响。一旦您理解了这些问题，就能更好地确定您的应用程序需要使用哪些工具，以及如何使用这些工具。本文的讨论基于与GlobusToolkitV2.2相关的一些概念，不过文中谈到的大多数问题也适用于其他网格环境。　　网格基础设施组件　　首先，我们来看看有哪些典型的网格基础设施组件，每一

2、种组件如何对应用程序的架构、设计和部署产生影响。下面是网格基础设施中的一些主要组件：　　安全性。安全性是网格计算中的重要问题。每一种网格资源都可能需要遵从多种不同的安全策略。单点登录认证是一种必不可少的方法。得到普遍遵守的协商授权机制也是很必要的。　　资源管理。当提交一项任务的时候，网格资源管理器需要考虑如何为该任务指派资源、如何监视其状态以及如何返回它的执行结果。　　信息服务。由于网格资源管理器在指派资源之前要经过综合全面的考虑，因此它需要知道哪些网格资源是可用的，以及这些资源的容量与当前使用的情况。这些有关网格资源的知识是通过网格信息服务（GridInformationServic

3、e，GIS）维护和提供的，又称为监视与发现服务（MonitoringandDiscoveryService，MDS）。　　数据管理。数据管理主要解决任务如何传输数据以及如何访问共享存储的问题。　　下面让我们分别详细讨论一下每一种组件。　　安全性　　如果您是一名用户，要在远程系统上运行一项任务，您会关心远程系统是否安全，是否能保证其他人不能访问到您的数据。如果您是提供资源的一方，用户可以在您的系统中执行任务，那么您必须确信所有的任务都不会遭到破坏和干扰，也不能访问您系统中的其他私有数据。除了这两方面的内容之外，网格环境也面临着一般分布式计算环境中存在的其他所有安全问题。　　网格安全基础设

4、施（GridSecurityInfrastructure，GSI）是GlobusToolkit的基础，它提供了很多工具，可以帮助我们对网格环境中的安全问题进行管理。在您开发面向网格环境的应用程序时，您的脑子里必须时刻考虑到安全问题，并用GSI提供的工具来解决这些问题。网格架构中与安全性有关的功能主要负责完成认证、授权以及实现网格资源之间的安全通信。　　在应用程序中启用网格时的考虑：安全性。当我们设计一个能够使用网格的应用程序时，安全性问题必须考虑在内。下面的列表总结了需要考虑的一些问题：　　单点登录。跨系统的ID映射。如上所述，GSI提供了认证、授权以及安全的通信。然而，您需要对安全性

5、管理及其含义有深刻完整的理解。比如说：您是否可以将多个用户映射到目标系统中的同一个用户ID上？是否需要特定的审计机制来确定实际发起应用程序的是哪一个用户？应用程序不应该要求在使用网格上的不同资源时使用不同的用户ID映射机制。　　多种平台。尽管GSI基于开放的标准化软件，可以在多种平台上运行，然而各种不同的平台其底层的安全机制并不总是一致。比如说，在传统的UNIX或基于Linux的系统上，读、写、执行等操作的安全机制就与微软的Windows环境不同。您应该考虑应用程序可能运行的平台。　　使用GSI。对于任何应用程序特有的、且可能需要进行认证或特殊授权的功能而言，应用程序的设计应该使用GS

6、I，这样能够简化开发，并通过维护单一的登录机制，使用户的体验也得到简化。　　数据加密。尽管GSI与后文将要讨论到的数据管理工具一起，提供了跨网络的安全通信与数据加密，但是您也应该考虑到，当数据到达目的地的时候会发生什么事情。比如说，如果一些敏感的数据传递到某项资源上供任务使用，随后又以非加密的格式保存到本地磁盘上，那么其他的用户或应用程序也就能访问这些数据了。　　资源管理。网格资源管理器致力于在任务提交时进行资源指派。它的角色就像是异质网格资源的抽象接口。资源管理组件提供的工具可以将任务分配给特定的资源，可以提供一种手段，在任务运行过程中获取任务状态信息，并获取任务完成的信息，还可以提

7、供终止任务或对其进行管理的能力。在Globus中，远程任务提交是由GlobusResourceAllocationManager（GRAM）负责处理的。　　在应用程序中启用网格时的考虑：资源管理。在与资源管理相关的应用程序架构、设计和部署方面，有一些问题需要考虑。GRAM最简单的形式是用于发出globusrun命令，在特定系统上发起一项任务。然而，应用程序必须与MDS一起（通常是通过一个代理函数）保证使用了适当的目标资源。下面列出一些需要考虑的