1、對(duì)當(dāng)前網(wǎng)格研究及面臨的問(wèn)題討論摘要：網(wǎng)格是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速開(kāi)展起來(lái)的,最初是專(zhuān)門(mén)針對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算應(yīng)用的一種新型計(jì)算形式。隨著網(wǎng)格技術(shù)的開(kāi)展和應(yīng)用的擴(kuò)展,網(wǎng)格逐步進(jìn)入到商業(yè)使用中。人們預(yù)言,網(wǎng)格技術(shù)和應(yīng)用將成為具有高性能處理、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和大量?jī)x器設(shè)備等特征的21世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)的信息處理根底設(shè)施。通過(guò)它可以會(huì)聚internet中分散異構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化的計(jì)算和信息資源,將其中不同組織和機(jī)構(gòu)的資源虛擬化,使人們能像使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)那樣使用internet中的各種資源,把internet從通訊和信息交互平臺(tái)提升到資源共享和協(xié)同工作的平臺(tái)。關(guān)鍵詞：網(wǎng)格研究；互聯(lián)網(wǎng)；科學(xué)計(jì)算keyrds:gridresea

2、rh;theinternet;sientifiputing1.研究熱潮美國(guó)政府自20世紀(jì)90年代就開(kāi)場(chǎng)投資于網(wǎng)格技術(shù)研究,累計(jì)用于網(wǎng)格技術(shù)根底研究方面的經(jīng)費(fèi)已近5億美元,相繼提出了各種網(wǎng)格理論,并建立以glbus、glbe、netslve、javalin為代表的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃凸こ?。作為網(wǎng)格計(jì)算最出色的代表,由美國(guó)argnne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室施行研發(fā)的glbus,被認(rèn)為是網(wǎng)格技術(shù)的典型代表。glbus通過(guò)對(duì)網(wǎng)格技術(shù)的研究相應(yīng)軟件的開(kāi)發(fā)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,力圖構(gòu)造一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境,實(shí)現(xiàn)對(duì)高性能計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程計(jì)算資源普遍、可靠、一致性的訪問(wèn)。在對(duì)資源管理、平安、信息效勞及數(shù)據(jù)管理等網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵理論進(jìn)展研究的

3、同時(shí),glbus于1999年開(kāi)發(fā)出的能運(yùn)行于各類(lèi)平臺(tái)的網(wǎng)格計(jì)算工具軟件glbustlkit是該系統(tǒng)最重要的成果,其源代碼完全開(kāi)放,可以幫助規(guī)劃和組建大型網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)發(fā)合適大型網(wǎng)格系統(tǒng)運(yùn)行的大型應(yīng)用程序。目前,glbus的技術(shù)已在nasa網(wǎng)格、歐洲數(shù)據(jù)中心、美國(guó)國(guó)家技術(shù)網(wǎng)格等8個(gè)工程中得到應(yīng)用。美國(guó)國(guó)防部規(guī)劃施行的“全球信息網(wǎng)格方案,將在2021年完成。作為該方案的一部分,美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)已先期啟動(dòng)了一個(gè)耗資160億美元、歷時(shí)8年的工程,進(jìn)展系統(tǒng)的研制、建立、維護(hù)和晉級(jí)。英國(guó)政府已決定投入1億英鎊用于網(wǎng)格研究,建立英國(guó)的國(guó)家網(wǎng)格工程,形成全國(guó)范圍內(nèi)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。歐盟已于2001年1

4、月起,正式施行由歐洲粒子實(shí)驗(yàn)室等6個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與的數(shù)據(jù)網(wǎng)格工程,方案在3年內(nèi)投資980萬(wàn)歐元,采用glbus網(wǎng)格技術(shù),建立一個(gè)在歐洲范圍內(nèi)不同數(shù)據(jù)源之間實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)計(jì)算與數(shù)據(jù)交換的大規(guī)模分布計(jì)算環(huán)境和共享平臺(tái),為科學(xué)研究提供強(qiáng)大保障。法國(guó)啟動(dòng)的國(guó)家網(wǎng)格方案,前3年方案的經(jīng)費(fèi)投入是1000萬(wàn)美元。荷蘭國(guó)家網(wǎng)格計(jì)算方案將使5個(gè)大學(xué)的研究人員可以更有效地在生物信息到粒子物理等科研工程方面進(jìn)展合作。這一網(wǎng)格計(jì)算方案包含5臺(tái)linux群集系統(tǒng)(每個(gè)大學(xué)各一臺(tái)),通過(guò)荷蘭大學(xué)的高性能網(wǎng)絡(luò)supernet連接在一起。我國(guó)已經(jīng)完成的網(wǎng)格研究工程主要有清華大學(xué)的先進(jìn)計(jì)算根底設(shè)施ai和以中科院計(jì)算所為主的國(guó)家高性

5、能計(jì)算環(huán)境nhpe。目前正在進(jìn)展的網(wǎng)格研究工程主要有:“863專(zhuān)項(xiàng)方案支持的“中國(guó)網(wǎng)格工程;由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所領(lǐng)銜開(kāi)發(fā)的“織女星網(wǎng)格工程;由上海多所大學(xué)參加的“上海教育科研網(wǎng)格工程;由航天總公司第二研究院和清華大學(xué)共同開(kāi)展的“仿真網(wǎng)格工程。其中,由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所領(lǐng)銜攻關(guān)的“織女星網(wǎng)格工程,涉及到網(wǎng)格超級(jí)效勞器、網(wǎng)格操作系統(tǒng)、信息網(wǎng)格和知識(shí)網(wǎng)格的架構(gòu)、性能、應(yīng)用的各個(gè)層面,其將來(lái)的目的是具備大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理才能、高性能計(jì)算才能,以及資源共享和進(jìn)步資源利用率方面的才能。2.面臨的技術(shù)問(wèn)題網(wǎng)格技術(shù)的興起和開(kāi)展得益于技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng),但面臨著諸多挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面,其研究重點(diǎn)是網(wǎng)格軟件技術(shù)的研

6、究和實(shí)現(xiàn),并以網(wǎng)格系統(tǒng)軟件為主要研究對(duì)象。人們需要建立具有開(kāi)放性的體系構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,以形成信息獲娶傳輸、訪問(wèn)、共享和處理的單一開(kāi)放的信息處理根底設(shè)施平臺(tái),需要克制虛擬組織的管理和協(xié)同工作問(wèn)題,需要解決網(wǎng)格的可用性和可開(kāi)發(fā)性障礙,并解決系統(tǒng)平安問(wèn)題。網(wǎng)格作為根底設(shè)施,除了技術(shù)上的挑戰(zhàn)外,一些社會(huì)、政治因素對(duì)網(wǎng)格的普及也至關(guān)重要,應(yīng)當(dāng)建立資源的外包、數(shù)據(jù)的保密等法律保護(hù)機(jī)制。為了實(shí)現(xiàn)支持資源共享、協(xié)同工作,具有資源虛擬化和效勞特征的網(wǎng)格,還需要理論和技術(shù)創(chuàng)新的支撐。網(wǎng)格研究面臨一系列需要答復(fù)的問(wèn)題,例如(1)網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)據(jù)如何分布、組織、管理?要求什么樣的存儲(chǔ)模型?(2)如何對(duì)動(dòng)態(tài)變化的資源施

7、行有效管理?如何在廣域環(huán)境下調(diào)度資源,保證效勞質(zhì)量?(3)網(wǎng)格效勞的語(yǔ)義如何表示?應(yīng)用開(kāi)發(fā)者如何理解效勞語(yǔ)義并與其應(yīng)用目的相匹配?(4)為了在虛擬資源空間中建立資源提供者和使用者之間的信賴(lài)關(guān)系,保證各自的平安,應(yīng)該建立什么樣的網(wǎng)格計(jì)算平安模型和機(jī)制?(5)由于資源的分散性和部門(mén)所屬性,網(wǎng)格能否像電信根底設(shè)施那樣由集中的大運(yùn)營(yíng)商來(lái)運(yùn)營(yíng)?它的經(jīng)濟(jì)模型和盈利機(jī)制是什么?如何通過(guò)引入投資機(jī)制,建立網(wǎng)格的運(yùn)營(yíng)效勞業(yè)?在強(qiáng)調(diào)共享技術(shù)的同時(shí),如何用有效的利益機(jī)制來(lái)促進(jìn)共享?這對(duì)于網(wǎng)格在中國(guó)的成功也許比技術(shù)問(wèn)題更為重要。此外,迄今為止尚未制定出全球統(tǒng)一的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上網(wǎng)格技術(shù)的研究根本上采用了因特網(wǎng)的開(kāi)放標(biāo)

8、準(zhǔn)道路,以層次化開(kāi)放式為根底,在多個(gè)層次上建立橫向技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái),以滿(mǎn)足不同層次資源和應(yīng)用集成的需要。這些標(biāo)準(zhǔn)中最主要的是glbus和gsa。2022年7月,g、3、gridfru等標(biāo)準(zhǔn)化組織在出席“軟件效勞網(wǎng)格研討會(huì)后加快了全球大網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)的制定。同時(shí),另一開(kāi)放源代碼網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)組織glbus也召開(kāi)會(huì)議研究通過(guò)廣域網(wǎng)聯(lián)接高性能計(jì)算的根底設(shè)施問(wèn)題。glbus目前正致力于開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格架構(gòu)和其他技術(shù),并已提出“開(kāi)放網(wǎng)格效勞體系建議標(biāo)準(zhǔn),該體系構(gòu)造是目前最新的一種網(wǎng)格體系構(gòu)造,被稱(chēng)為下一代的網(wǎng)格體系。在網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)方面,迄今為止還沒(méi)有正式的標(biāo)準(zhǔn),但在核心技術(shù)上,相關(guān)機(jī)構(gòu)與企業(yè)已達(dá)成一致由美國(guó)argnne

9、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與南加州大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院合作開(kāi)發(fā)的glbustlkit軟件包已成為網(wǎng)格計(jì)算事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。包括ib、irsft、sgi、sun在內(nèi)的12家計(jì)算機(jī)和軟件廠商已宣布將采用glbustlkit。2022年3月,glbustlkxt32版正式發(fā)布。目前,國(guó)內(nèi)外很多大型的網(wǎng)格工程都是基于glbustlkit提供的協(xié)議與效勞的。3.平安問(wèn)題數(shù)字化信息日益增多,較易受到干擾和攻擊,給網(wǎng)格技術(shù)帶來(lái)嚴(yán)峻的平安問(wèn)題。詳細(xì)施行網(wǎng)格平安管理可從以下5個(gè)方面著手。(1)采用法律、法規(guī)手段,建立平安管理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)那么。(2)加強(qiáng)用戶(hù)認(rèn)證,用戶(hù)認(rèn)證在網(wǎng)格和信息的平安中屬于技術(shù)措施的第一道大門(mén),主要目的是提供訪問(wèn)控制和不可抵賴(lài)的作用。(3)受權(quán),這主要為特許用戶(hù)提供適宜的訪問(wèn)權(quán)限,并監(jiān)控用戶(hù)的活動(dòng),使其不能越權(quán)使用。(4)加密,加密是信息平安應(yīng)用中最早開(kāi)展的有效手段之一,數(shù)據(jù)通過(guò)加密可以保證在存取與傳送的過(guò)程中不被非法查看、篡改、竊取等。(5)審計(jì)、監(jiān)控和數(shù)據(jù)備份。參考文獻(xiàn)1肖儂.網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)軍商業(yè)化.industry.id-net./pub/artile/35_a71797_p1