1、網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)發(fā)展及其趨勢(shì),主要內(nèi)容,一、網(wǎng)格的含義和應(yīng)用 二、網(wǎng)格計(jì)算挑戰(zhàn)與趨勢(shì) 三、國(guó)內(nèi)網(wǎng)格研究工作 四、看法,一、網(wǎng)格的含義和應(yīng)用,Grid的由來(lái),什么是網(wǎng)格？,通常講，網(wǎng)格（Grid）將網(wǎng)絡(luò)上地理分布的各種資源聚合為一體，支持應(yīng)用問(wèn)題合作求解系統(tǒng)的構(gòu)造 集成計(jì)算、數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、設(shè)備、軟件和人員等各種資源； 思想：資源共享和協(xié)同，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一和橫向設(shè)計(jì)； 方法：建立廣泛的資源共享標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,網(wǎng)格應(yīng)用需求背景,E-Science 大規(guī)模構(gòu)造和挖掘大型的觀測(cè)和模擬數(shù)據(jù)庫(kù) 開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)模擬和分析 訪問(wèn)遠(yuǎn)程的特殊設(shè)備 分布各地的合作研究人員近實(shí)時(shí)的交換信息 E-Business 企業(yè)計(jì)算是高度分布、異構(gòu)、

2、企業(yè)之間(B2B) 企業(yè)計(jì)算需要大量計(jì)算和數(shù)據(jù)服務(wù) 各種資源和服務(wù)的提供商出現(xiàn)，租賃業(yè)務(wù)是可行的,網(wǎng)格應(yīng)用需求背景,E-Government 各個(gè)政府部門(mén)的信息互通和互操作 部門(mén)之間資源和信息共享和整合 EEntertainment 大規(guī)模的視頻點(diǎn)播：分布、海量 在線游戲:成千上萬(wàn)人、交互、處理 E-Education 教育信息化 主動(dòng)學(xué)習(xí)方法和交互式的教學(xué)方式 網(wǎng)絡(luò)上作模擬實(shí)驗(yàn),從高性能計(jì)算領(lǐng)域,網(wǎng)格是一個(gè)集成Internet資源的虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī) 許多巨大挑戰(zhàn)性應(yīng)用 計(jì)算和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用 需要比單個(gè)計(jì)算機(jī)更強(qiáng)的計(jì)算能力 通過(guò)匯集 Internet的高性能計(jì)算資源，建立虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī)平臺(tái) 這是

3、 Grid computing最初動(dòng)力 提供共享資源：超級(jí)計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)和儀器， etc. on Internet 通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接,網(wǎng)格對(duì)不同用戶意味著不同的事情,從高性能計(jì)算領(lǐng)域(cont),TERAGRID (a typical project) Funded by NSF of U.S.A Connect 5 supercomputer centers with 40Gbps fiber links Aggregated resources Over 21 TeraFlops computing power Over 600 terabytes storage,從 P2P 研究團(tuán)

4、體角度,Grid is a P2P computing Platform Normally, utilize the autonomous resources at the edge of Internet interact via symmetric protocols (vs. client/server) take decentralized control collect huge resources over Internet Share idle resources at edges such as CPU or file at desktop PCs Dedicated to s

5、ome special applications SETIHome 集成網(wǎng)絡(luò)上各種空閑PC，處理能力達(dá)到 54 teraflops 適應(yīng)特定應(yīng)用 Napster, Gnutella, etc.,從工業(yè)界信息集成角度,Grid 為應(yīng)用的無(wú)縫集成提供了一種有效的方式 在不同的組織中集成應(yīng)用和交換數(shù)據(jù) 象WEB一樣連接了分布在網(wǎng)絡(luò)上的頁(yè)面 集中在不同組織中應(yīng)用間的連接和互操作 例如：Inter-enterprise business processes,從合作研究的角度,網(wǎng)格是一個(gè)大規(guī)模的合作平臺(tái) 支持全球分布的人與人或組織與組織之間的高質(zhì)量網(wǎng)上合作 Access grid ：建立一個(gè)大規(guī)模電子會(huì)議

6、和分布會(huì)議的平臺(tái) Enable persistent electronic spaces integrate visual devices share persons presence now used at over 150 institutions,網(wǎng)格是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供綜合計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)、設(shè)備等資源和服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施 計(jì)算資源共享 軟件共享 設(shè)備共享 數(shù)據(jù)信息共享 服務(wù)共享 人才共享 為應(yīng)用提供不間斷的，無(wú)限的處理和按需能力，如同電力和水力基礎(chǔ)設(shè)施； 以服務(wù)為手段； 新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施（4T）,從基礎(chǔ)設(shè)施看，什么是網(wǎng)格？,二、網(wǎng)格計(jì)算挑戰(zhàn)與發(fā)展,技術(shù)挑戰(zhàn),建立一個(gè)開(kāi)放的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái) 一個(gè)

7、開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以形成信息獲取、傳輸、訪問(wèn)、共享和處理的單一虛擬系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái) 虛擬組織的管理和協(xié)同工作 多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和集成 服務(wù)和應(yīng)用的自治管理和優(yōu)化 自動(dòng)配置和部署 網(wǎng)格的可用性和可開(kāi)發(fā)性 資源多層次和多方面的異構(gòu)性 系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性 安全 和現(xiàn)有分布的空間信息系統(tǒng)的結(jié)合 多域的安全問(wèn)題,挑戰(zhàn),如何將網(wǎng)格技術(shù)和傳統(tǒng)的技術(shù)相互結(jié)合 Grid 和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理 網(wǎng)格和目前流行企業(yè)中間件 網(wǎng)格和其它 應(yīng)用的使用模式 社會(huì)和體制障礙 人們的思想障礙 網(wǎng)格的市場(chǎng)在什么地方？究竟有多大？如何達(dá)到和開(kāi)發(fā)？ 目前的成功在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域eScience,網(wǎng)格技術(shù)研究現(xiàn)狀,網(wǎng)格技術(shù)從支持科學(xué)計(jì)算為

8、主向市場(chǎng)更大和應(yīng)用面更寬方向發(fā)展 Data grid、Sensor grid Information Grid和Service grid擴(kuò)展 重點(diǎn)是在網(wǎng)格軟件技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)格系統(tǒng)軟件為主 Globus,Avaki,Condor,Unicore,LSF,Sun Grid等 網(wǎng)格工具軟件 網(wǎng)格編程語(yǔ)言：MPI-G2、服務(wù)綜合描繪語(yǔ)言，基于構(gòu)件技術(shù)、WebPortal等。,網(wǎng)格技術(shù)研究現(xiàn)狀,2002年Grid與web Service技術(shù)結(jié)合體系結(jié)構(gòu)OGSA （OGSI） 可望成為業(yè)界網(wǎng)格系統(tǒng)軟件的體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)； 推動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)從科學(xué)工程計(jì)算領(lǐng)域向商業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展 網(wǎng)格軟件技術(shù)雖然不成熟，在一些大型行

9、業(yè)領(lǐng)域已進(jìn)入實(shí)際開(kāi)發(fā)運(yùn)行生產(chǎn)型系統(tǒng)的階段。 NASA IPG、 PPDG， TeraGrid(DTF) Eu-DataGrid， UK Escience GIG，Asci Grid，DOE grid China national grid,發(fā)展趨勢(shì),開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)、面向服務(wù)和平臺(tái)化是網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的特征 應(yīng)用層提供的資源共享、協(xié)同工作、非集中控制、非平凡服務(wù)質(zhì)量、動(dòng)態(tài)功能、開(kāi)放系統(tǒng)、單一系統(tǒng)映像等共性功能和安全、作業(yè)、用戶、資源信息等共性的基本管理與基本服務(wù)通過(guò)網(wǎng)格系統(tǒng)軟件平臺(tái)提供。,發(fā)展趨勢(shì)（續(xù)）,Grid和其它計(jì)算機(jī)重要技術(shù)相融合 網(wǎng)格應(yīng)用綜合網(wǎng)格技術(shù)和其它技術(shù)建立而成的,發(fā)展趨勢(shì)（續(xù)）,結(jié)合網(wǎng)

10、格概念和技術(shù)、單機(jī)操作系統(tǒng)和目前主流中間件技術(shù)，向網(wǎng)格操作系統(tǒng)方向發(fā)展 IBM已經(jīng)把WebSphere grid當(dāng)作“Internet operating system” .Net及其未來(lái)版本就是微軟的Internet操作系統(tǒng)。 Globus目標(biāo)是成為“分布式計(jì)算的Linux”。 形成一個(gè)網(wǎng)格操作系統(tǒng)平臺(tái),發(fā)展趨勢(shì)（續(xù)）,綜合軟件和硬件技術(shù)形成公共信息基礎(chǔ)設(shè)施資源的綜合服務(wù)提供商 IBM的On demand Computing是機(jī)器、存儲(chǔ)設(shè)備到數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)格和中間件的綜合服務(wù)提供商； SUN Sun/One依托機(jī)器、Java、J2EE等支持網(wǎng)格 HP集中存儲(chǔ)、CLUSTER和數(shù)據(jù)管理支持公用基礎(chǔ)

11、設(shè)施 微軟依托他人硬件平臺(tái)，以公共設(shè)施方式出租和賣(mài)軟件服務(wù)而不是賣(mài)軟件；,工業(yè)界的網(wǎng)格,2002年10月IBM年投資100億美元，全面轉(zhuǎn)向“On Demand Computing”,實(shí)質(zhì)是網(wǎng)格； Sun公司公布了它的網(wǎng)格計(jì)劃和Sun One/1; 微軟、HP、ORCALE等公司開(kāi)始投資此方面的研究; 2002年底第一個(gè)商業(yè)上的游戲網(wǎng)格Butterfly Grid建立，目標(biāo)是解決許多人同時(shí)在線游戲的技術(shù)挑戰(zhàn)。 全球網(wǎng)格論壇：,國(guó)內(nèi)研究情況,在1999-2001年期間，863計(jì)劃支持下，國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境建設(shè)計(jì)算網(wǎng)格 六個(gè)城市的8個(gè)高性能計(jì)算中心通過(guò)Interne

12、t連接起來(lái) 國(guó)防科技大學(xué)、中科院網(wǎng)絡(luò)中心、XX國(guó)科技大學(xué)、清華大學(xué)、西安交大、復(fù)旦大學(xué)、西南交大、華中科技大學(xué)等單位構(gòu)成 研制網(wǎng)格系統(tǒng)軟件和網(wǎng)格應(yīng)用，支持并行計(jì)算的運(yùn)行 其開(kāi)創(chuàng)性的工作為我們今天更大規(guī)模的網(wǎng)格研究與建設(shè)奠定了基礎(chǔ),國(guó)內(nèi)研究情況（續(xù)）,國(guó)家863“高性能計(jì)算機(jī)及核心軟件”專(zhuān)項(xiàng) 聚焦于網(wǎng)格，以建設(shè)“高性能網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境”的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和設(shè)備研制為核心； 制定國(guó)內(nèi)網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)，參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，培養(yǎng)一批人才 4TFlop/s高性能計(jì)算機(jī) 開(kāi)發(fā)一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)格軟件 XX國(guó)國(guó)家網(wǎng)格China National Grid (CNGrid)試驗(yàn)床,國(guó)內(nèi)研究情況（續(xù)）,建設(shè)若干個(gè)大型行業(yè)應(yīng)

13、用網(wǎng)格； 氣象服務(wù)網(wǎng)格、航空制造網(wǎng)格、XX國(guó)地質(zhì)調(diào)查網(wǎng)格、科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格、新藥發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格、生物信息網(wǎng)格、數(shù)字林業(yè)網(wǎng)格； 其它網(wǎng)格項(xiàng)目： XX國(guó)教育科研網(wǎng)格：XX國(guó)教育部2003年十月份啟動(dòng)，將連接上百所院校 上海市網(wǎng)格：智能交通等應(yīng)用 國(guó)家基金委的網(wǎng)格專(zhuān)項(xiàng)：建立跨地域的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)科學(xué)研究環(huán)境 軍隊(duì)等,國(guó)防科大網(wǎng)格研究,XX國(guó)國(guó)家網(wǎng)格的負(fù)責(zé)單位之一 結(jié)點(diǎn)、軟件、環(huán)境建設(shè)（1999-） XX國(guó)教育科研網(wǎng)格的主結(jié)點(diǎn) 網(wǎng)格應(yīng)用： XX國(guó)國(guó)家氣象網(wǎng)格 生物信息網(wǎng)格 空間信息柵格等 Grid Data Engine系統(tǒng)GridDaen V0.9 支持計(jì)算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格; 服務(wù)網(wǎng)格系統(tǒng) Service grid、Agent and grid.,四、看法,看法,網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)還不成熟，勇于創(chuàng)新，機(jī)會(huì)很多 基礎(chǔ)理論研究還很薄弱、OGSI還不成熟 適應(yīng)網(wǎng)格環(huán)境的硬件設(shè)施研究非常不足 支持“5E”網(wǎng)格軟件系統(tǒng)和應(yīng)用工具有待長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)發(fā)和實(shí)踐 突破網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)備 面向網(wǎng)格的高性能計(jì)算機(jī) 高速網(wǎng)絡(luò) 海量存儲(chǔ)設(shè)備、大型分布儲(chǔ)存系統(tǒng)等 網(wǎng)格軟件關(guān)鍵技術(shù) 動(dòng)態(tài)資源共享 高可用和可靠性 按需服務(wù) 安全,看法,面向多企業(yè)的企業(yè)服務(wù)網(wǎng)格是未來(lái)的一個(gè)商業(yè)重點(diǎn) Grid service、結(jié)合