cgsp中网格执行管理系统的设计与实现

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1、山东大学硕士学位论文1．1．研究背景介绍第l章绪论20世纪90年代初，随着高性能计算技术和互联网技术的进一步融合，起源于美国政府资助的分布式超级计算(Dis砸butedS叩e删妇g)项目I·W趣yIll的网格计算技术，成为了继Int咖et、w曲之后的第三大技术浪潮。1998年11月I锄Foster出版的《网格：新的计算基础设施的蓝图》(TheGfid：Blu印rimforaNewComp嘶gIn觚tructure)圜中第一次将这种新的计算技术称之为“网格”。“网格”这一术语的思想源于日常生活中公共设施的应用【3】，人们已经非常习惯于打开电源开

2、关就获得照明，打开水龙头就有水自动流出，而完全不必考虑电力和自来水来自什么地方，它们只是在需要的时候自然地出现在人们身边。是不是能够用同样的方式来获得和使用复杂的计算能力呢?网格技术的出现为这一设想提供了可能。网格思想～经提出，就以构建如同公共基础设施一样的共享、可靠的计算系统为最终目的。网格的设计者们希望电脑能够完全摆脱高科技产物高深莫测的角色，用户并不需要考虑如何保证系统正常运行，只需要使用即可。网格计算技术是构筑在hnemet上的一项新的分布式计算技术，是一个硬件和软件基础设施，通过高速的共享网络连接地理上广泛分布的异构资源(包括各种高

3、性能计算机、数据库、科学仪器、文件和超级计算系统等)，为上层应用提供对高端计算能力的可依赖的，一致的，广泛的和低价的接入，以此来协同解决那些通常需要很多CPU处理或存储器访问的单个问题【2J。网格概念的核心是动态的，多机构的虚拟组织中的资源共享和协同问题求解【4】。这里的资源共享并不仅仅指的是数据文件的交换，而是直接的对计算机，软件，数据和其它资源的直接接入。这种共享对工业，科学和工程领域中的一些协同问题求解至关重要。鉴于互联网是一种通信网络，网格计算可视为一种计算网络。网格的发展经历了三个阶段：第一阶段是网格的萌芽阶段，开始于1990年代早

4、期，研究内容是关于千兆网试验床以及一些元计算【5】方面的工作；第二阶段是一些早期的试验，时间从1990年代中期到晚期，出现了一些比较重要的开创山东大学硕士学位论文性的研究项目，比如aoblls【6】，Legion问等；目前是网格计算的迅速发展阶段，出现了影响很大的组织—全球网格论坛GGF(aobalGridFo姗)嘲，并且在网格的设计和实现架构方面，最主要的里程碑是提出了虚拟组织和开放网格服务架构(0GSA，op锄GridSen，iceArchi僦：tllre)吲。通过集成分布式的资源来动态构建虚拟组织，网格计算已不再仅仅局限于科学研究，工业

5、界与学术界联盟正致力于使网格计算在更广泛的领域得到推广和应用。图1—1：网格的演化过程所涉及的各种技术OGsA的目的是用来促进分布式异构资源的无缝使用和管理【1们。OGsA采用面向服务的架构(SOA)，是、№b服务和网格技术融合的结果。0GSA以一种服务的观点对网格的设计和实现进行了定义，允许跨异构动态虚拟组织的服务集成“”。OGsA主要定义了网格计算平台中的两个主要组件：基础设施组件和核心服务。其中基础设施组件描述了所有核心服务和上层应用都可能使用到的一些底层组件；核心服务描述了网格平台应该提供的一些核心功能(能力)，这些能力可以被单独的使

6、用或组合成新的能力来供上层网格应用或用户域进程使用。使用面向服务的网格计算基础设施定义、部署和执行的服务被称作网格服务【”。在面向服务的网格基础设施中，网格将大部分的核心能力实现为网格服务。中国教育科研网格公共支撑平台(CGsP，chinaGf!idSupponillgPla怕嘶)是为建设中国教育科研网格而开发的核心网格中间件。CGsP是国际上第一个公开发布的基于W曲服务资源框架(WSRF)的网格中间件，它依照oGSA的设计规范，对教育和科研系统中的多种资源进行整合，屏蔽网格资源的异构性和动态2山东大学硕士学位论文性，为多种科学计算与工程研究

7、提供高性能、安全、方便的网格服务，形成了一套完整的网格服务支撑平台。CGsP壬黾供类似于操作系统的功能。操作系统通常负责计算机上工作负载全生命周期的管理，按照一定的映射策略将工作负载映射(或者重映射)到各种资源上1131。在CGsP中(可以被看作一个网格上的元操作系统)，工作负载主要是网络上的分布式应用(传统应用或者是基于w曲服务的应用)：资源主要包括服务器，存储阵列，网络设备和软件资源等。CGsP为高层应用访问底层网格资源提供了友好的接入界面。CGsP有多个功能模块组成，例如执行管理，信息服务，数据管理和安全基础设施等等。在所有的这些功能模

8、块中，执行管理是其中一个非常重要的模块。执行管理必须为网格上运行的作业(用户定义的工作单元)提供全生命周期的管理。执行管理能够使得上层应用协调一致的访问底层网格资源