网格计算及其标准综述

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1、网格计算及其标准综述一．什么是网格网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网将分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算系统是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算[1]（这里并不是对于网格的定义）。这里应该指出[2]，网格技术不同于上世纪90年代中期美国推出的Intemet2和NGI（下一代因特网），因为．二者开发的目标不同。Intemet2和NGI的开发目标主要是提高因特网

2、的传输速率（提高100－1000倍）以及具有更强的功能、更安全和更多的网址，实现真正意义上的信息高速公路。为此采用新的网络协议IPV．6，其原型还是TCP/IP。网格的开发目的是连接所有的网络资源，实现资源共享、异地协同工作，支持开放标准、功能动态变化。它所采用的协议标准也将不同。其最终目标是构建一台虚拟超级计算机，能实现服务点播（ServiceOnDemand）和一步到位服务（OnClickIsEnough）。二．网格计算的发展阶段网格一词最早出现在20世纪90年代中期，而网格计算的概念在1995年的I-WAY项目中被提出。2

3、0世纪90年代初，美国国家科学基金会（NFS），将其4个超级计算中心构筑成一个能够进行元计算（meta-computing）的整体[3]。元计算的含义是通过网络，将计算资源连接起来，形成对用户透明的超级计算环境。这是网格的雏型，如今这个术语已被网格计算所代替。Sun公司技术产品营销经理PeterJeffcock认为[1]，网格计算有明显的三个阶段：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(GlobalGri

4、d)将作为新一代网格计算概念浮现[4]。我们比较认同这种说法，以前我们所研究的集群系统就属于集群网格；目前我国在国内的十所高校设立了十个网格计算结点的研究，这属于校园网格研究；而在规范和技术成熟后应用于全球的计算网格，应该就是全球网格。还有一些跟网格计算相关的概念是分布式计算（DistributedComputing），对等式计算（Peer-to-PeerComputing），因特网计算（InternetComputing），全球计算（GlobalComputing），无缝的可扩展计算（SeamlessScalableCompu

5、ting），基于Web的并行计算（web-basedparallelcomputing）等。必须明确指出的是：目前网格及网格计算本身没有公认的定义。比如GGF（GlobalGridForum）认为网格就是分布式计算，对等式计算是工业界对网格计算的另外一种叫法。2002年，IanFoster[5]在《GridToday》-GlobalGrid周报上，从三个方面更清晰地定义网格，他认为网格是一个满足如下三个条件的系统：（1）能协调不服从集中式控制的资源网格能集成和协调资源与用户在不同控制域内的活动。不同的控制域有：使用集中计算的用户

6、桌面，同一公司的不同的管理部门，或不同的公司等；同时，网格能解决包括安全、策略、付款、成员资格等各种问题。（2）使用标准的、开放的、通用的协议和接口网格是由多用途协议和接口来构建的，该协议将能解决诸如鉴别、授权、资源发现和资源访问等一些基本问题。这里强调这些协议和接口的标准化和开放性是很重要的。（3）提供非常的服务质量网格允许按协作的方式来使用其成分资源，以提供各种各样的服务内容，如反应时间、容许能力、可利用性和安全性，以及协作配置多重资源类型以满足复杂的用户要求等，这种组合系统的效用大大高于该系统的部分总和。由于目前网格和网格

7、计算本身还在发展之中，所以我们也不去区分这些概念的严格界限，清华大学的研究组统一把它们叫做相关研究领域，我们基本同意这种处理意见，在我们的研究中更以Foster的对于网格计算的理解为基准。一．网格计算及其标准再次重申：迄今为止，网格计算还没有正式的标准。但是就像Internet需要依赖TCP/IP协议一样，网格也需要依赖标准协议才能共享和互通。目前，包括全球网格论坛GGF(GlobalGridForum)、对象管理组织OMG(ObjectManagementGroup)、寰球网联盟W3C(WorldWideWebConsorti

8、um)以及Globus项目组在内的诸多团体都试图争夺网格标准的制定权。而迄今为止，Globus项目组在网格协议制定上有很大发言权，因为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，包括Entropi