第三代网络技术：网格计算技术

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1、第三代网络技术：网格计算技术第三代网络技术：网格计算技术　摘要：为了实现分散的资源共享、充分利用网上的闲置资源，网格计算应时而生。本文介绍了网格技术产生背景、概念、功能、关键技术，并讨论了网格技术发展亟需解决的问题和未来的发展趋势。　　关键词：网格计算；超级计算机；体系结构　　中图分类号：TP393程接口和相应的环境,以支持网格应用的开发。网格应用层是用户需求的具体体现。在网格操作系统的支持下,网格用户可以使用其提供的工具或环境开发各种应用系统。能否在网格系统上开发应用系统以解决各种大型计算问题是衡量网格系统优劣的关健指标。3　　（2）5层的

2、网格计算系统，主要由构造层、连接层、资源层、汇集层和应用层组成。构造层的功能是向上提供网格中可供共享的资源，比如处理能力、存储系统、目录、网格资源、分布式文件系统、分布式计算机簇、计算机集群等。连接层是网格中网络事务处理通信与授权控制的核心协议。主要实现的是构造层提交的各种资源间的数据交换、各资源间的授权验证、安全控制、资源间的数据交换通过传输、路由及名字解析。资源层是对单个资源实施控制，与可用资源进行安全握手、对资源做初始化、监测资源运行状况、统计与付费等有关的资源使用数据。汇集层是将资源层提交的受控资源汇集在一起，供虚拟组织的应用程序共享

3、、调用。为了对来自应用的共享进行管理和控制，汇集层提供目录服务、资源分配、日程安排、资源.L.代理、资源监测诊断、网格启动、负荷控制、账户管理等多种功能。应用层是网格上用户的应用程序。应用程序通过各层的API调用相应的服务，再通过服务调用网格上的资源来完成任务。应用程序的开发涉及大量的库函数，为便于网格应用程序的开发，需要创建支持网格计算的库函数。　　（3）7层的网格计算系统，由网格资源层、网格中间间层、网格应用层、网络结构层、网格服务层、网络应用工具层和应用层组成。其中前三层和3层系统完全一样，只是多了4层辅助功能，网络结构层提供资源相关、

4、站点相关的基本功能,便于高层分布式网格服务的实现；网格服务层实现资源无关和应用无关的功能,网格服务的实现涉及到地域和机构的分布；网格应用工具层提供更为专业化的服务和组件以用于不同类型的应用；应用层由用户开发的应用系统组成,网格用户可以使用其他层次的接口和服务完成网格应用的开发。　迄今为止，网格计算还没有正式的标准，但在核心技术上，相关机构与企业已达成一致：由美国阿尔贡国家实验室与南加州大学信息科学学院合作开发的GlobusToolkit已成为网格计算事实上的标准4，大约有12家计算机和软件厂商已宣布采用GlobusToolkit作为一种开放架

5、构和开放标准基础设施，也就是本文的5层分层方法。　　　　4网格计算的关键技术及与相关技术的比较　　　　网格计算的关键技术有以下5点：　　（1）网格节点。作为网格计算资源的提供者,它包括高端服务器、集群系统、ＭＰＰ系统、大型存储设备、数据库等。这些资源在地理位置上是分布式的,系统具有异构特性。　　（2）宽带网络系统。在网格计算环境中,为做到计算能力的即连即通,使用户得到延迟小、可靠的通信服务,需要高质量的宽带网络系统支持。　　（3）资源管理和任务调度工具。计算资源的管理工具要解决资源的描述、组织和管理等关键问题。任务调度工具的作用是根据当前系统

6、的负载情况,对系统内的任务进行动态调度,提高系统的运行效率。它们属于网格计算的中间件。　　（4）监测工具。新近兴起的网格计算对资源监测提出了新的具体要求。网格在广义上是一个广域异构资源的有机集合体,提供透明的远程访问、资源共享、分布计算等功能。与目前的因特网相比,它覆盖更多的资源,各个节点联系起来更加紧密,整体拓扑结构更为有序。这些新的特征都需要新的资源监测工具与之适应。　　（5）应用层的可视化工具。网格计算的主要领域是科学计算,它往往伴随着海量的数据,而面对浩如烟海的数据,想通过人工分析得出正确的判断十分困难。如果把计算结果转换成直观的图形

7、信息,就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这就要研究能在网格计算中传输和读取数据的可视化工具,并提供友好的用户界面。　　从网格计算的定义我们不难发现，网格计算之所以很难定义，其中一个主要原因就是网格计算综合运用了很多相关技术，将多种技术的长处融合在一起，。　　与网络技术相比，由于网格计算是建立在网络之上的，所以它离不开网络技术的支持，但可以解决很多网络技术无法解决的问题，在性能、速度、安全等方面要面对新的挑战；与分布式系统相比，虽然两者都是位于多个管理域下的超级计算机通过不可靠的网络进行连接，并需要对广域的、分布的动态资源进行集成分布式强调一

8、个逻辑虚拟的集中环境，网格则更强调不同资源之间的互操作性，并且网格计算对性能的要求更高，所以网格在编程模型及接口与分布式有极大的差别；与中间件相比，网格计算需要大量