網(wǎng)格
1.什么是網(wǎng)格
網(wǎng)格是構筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術,它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計算機、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器、遠程設備等融為一體,為科技人員和普通老百姓提供更多的資源、功能和交互性?;ヂ?lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽等通信功能,而網(wǎng)格功能則更多更強,讓人們透明地使用計算、存儲等其他資源。
2.網(wǎng)格的構成
網(wǎng)格可以分為4個部分:網(wǎng)格資源、網(wǎng)格中間件、網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境和工具以及網(wǎng)格應用層。
1.網(wǎng)格資源
指網(wǎng)絡上所有分布的、可訪問的計算機資源,包括硬件設施(如高能計算機、貴重儀器、網(wǎng)絡線路)、信息資源(如數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)站)、人力資源等。這些資源僅僅是在物理上能夠相互連通。
2.網(wǎng)格中間件
包括一系列工具和協(xié)議軟件,用于屏蔽網(wǎng)格資源的分布、異構特性,并提供透明、一致的接口。有些類似Win-dows操作系統(tǒng)的API (應用程序編程接口),能為網(wǎng)格應用程序的開發(fā)提供直接調用服務?,F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一些網(wǎng)格中間件,如Legion、globus。
3.網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境和工具
供開發(fā)人員開發(fā)各種應用、用戶代理的環(huán)境和工具,用于在全局資源中調度計算?,F(xiàn)在已經(jīng)有了可供開發(fā)人員進行網(wǎng)絡開發(fā)的操作系統(tǒng)和工具,而將來也會有更成熟的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和工具為開發(fā)人員提供網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境,使他們得以進行網(wǎng)格應用開發(fā)。
4.網(wǎng)格應用層
在這一層可以運行網(wǎng)格應用程序,滿足用戶需求。該層是用戶的網(wǎng)格入口(Grid Potrals)。按照Ian Foster和Globus項目組的觀點,網(wǎng)格應用層所包含的領域目前主要有4類:分布式超級計算、分布式儀器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)密集型計算和遠程沉浸。
3.網(wǎng)格技術的基本特性
網(wǎng)格是高性能計算機、數(shù)據(jù)源、因特網(wǎng)三種技術的有機結合和發(fā)展,它與當前的因特網(wǎng)相比,具有高性能、一體化、資源共享、協(xié)同工作、知識生產(chǎn)等技術優(yōu)點。
1.高性能
首先,基于網(wǎng)格的互聯(lián)網(wǎng)比現(xiàn)有的因特網(wǎng)具有更大的帶寬。科學家們這樣來形容網(wǎng)格的的帶寬:“如果把因特網(wǎng)和今天的道路相比,那么網(wǎng)格的帶寬就相當于100條車道的高速公路”;其次,網(wǎng)格上將有更多高性能計算機,因此網(wǎng)格的計算功能、數(shù)據(jù)處理速度可以大幅度提高;第三,網(wǎng)格的體系將比因特網(wǎng)更有效地利用這些資源,比如網(wǎng)格采用的“廣域緩存技術”能自動地把用戶最需要的信息放在離用戶最近的服務器上,因此用戶可以非常迅捷的獲取信息資源。
2.一體化
網(wǎng)格的重要特征之一就是一體化。因特網(wǎng)只是通過網(wǎng)頁的形式把全球的計算機連為一體,各個機構和公司可以在網(wǎng)上建立自己的網(wǎng)站,并為用戶提供相應的信息;但用戶卻必須通過一定的網(wǎng)址或搜索引擎查找自己所需的信息,而且找到的信息往往是重復繁雜的。網(wǎng)格則是進一步把這些計算機上的所有資源和知識孤島連為一體,在邏輯上就像一臺機器。用戶可以方便地使用網(wǎng)上資源,就像現(xiàn)在使用自己計算機上的資源那樣方便。
3.資源共享
因特網(wǎng)通過網(wǎng)頁為用戶提供共享信息,或通過專門的FTP網(wǎng)站共享部分的軟件等資源,但其適用范圍卻很小。網(wǎng)格能夠共享的資源范圍則可以無限大,它包括網(wǎng)絡服務、應用軟件、數(shù)據(jù)、信息、知識以及計算機、雷達、家用電器等設備和儀器,并具有面向用戶和透明性的特點,用戶可以在不考慮資源物理位置的情況下,通過網(wǎng)絡來方便地使用這些資源。
4.協(xié)同工作
協(xié)同工作包括資源共享協(xié)同和問題解決協(xié)同等方面。資源共享的協(xié)同是以資源互連為基礎,它既包括資源使用時不同用戶因時間、空間、權限等差異引起的協(xié)商,也包括用戶對資源的組合。問題解決的協(xié)同則是指虛擬組織之間通過協(xié)同共同解決某一問題,以滿足用戶的新需求。網(wǎng)格的出現(xiàn)實現(xiàn)了網(wǎng)絡的完全共享,通過眾多結點計算機整合而成的“超級計算機”的協(xié)同工作,實現(xiàn)廣域化、空間化、無限化的連接,全球性的資源共享瞬間享受。網(wǎng)格就非常方便、迅速、準確地完成各種復雜的科學計算任務,如高能物理研究、航空設計、基因工程等,以及全球合作性的開展科學研究。
5.知識生產(chǎn)
因特網(wǎng)只是簡單的資源互連和單一使用,用戶僅能獲得和使用有限的信息資源。而并不能通過因特網(wǎng)進行知識的再加工。而網(wǎng)格則可以通過互連、組合、協(xié)同解決用戶的各種復雜問題,從而產(chǎn)生出具有附加值的新服務、新數(shù)據(jù)和新信息等資源來滿足用戶的新需求,即可以進行知識的再生產(chǎn)。