網(wǎng)格探究存在問(wèn)題研究論文

1、網(wǎng)格探究存在問(wèn)題研究論文 網(wǎng)格是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來(lái)的,最初是專門針對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算應(yīng)用的一種新型計(jì)算模式。隨著網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)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)人類社會(huì)的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施。通過(guò)它可以匯聚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)。 1.探究熱潮 美國(guó)政府自20世紀(jì)90年代就開(kāi)始投資于網(wǎng)格技術(shù)探究,累計(jì)用于

2、網(wǎng)格技術(shù)基礎(chǔ)探究方面的經(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Globus、Globe、NetSolve、Javalin為代表的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃晚?xiàng)目。作為網(wǎng)格計(jì)算最杰出的代表,由美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室實(shí)施研發(fā)的Globus,被認(rèn)為是網(wǎng)格技術(shù)的典型代表。Globus通過(guò)對(duì)網(wǎng)格技術(shù)的探究相應(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)規(guī)范的網(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、信息服務(wù)及數(shù)據(jù)管理等網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵理論進(jìn)行探究的同時(shí),Globus于1999年開(kāi)發(fā)出的能運(yùn)行于各類平臺(tái)的網(wǎng)格計(jì)算工具軟件GlobusToolkit是該系統(tǒng)最重要的成果

3、,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)適合大型網(wǎng)格系統(tǒng)運(yùn)行的大型應(yīng)用程序。目前,Globus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)項(xiàng)目中得到應(yīng)用。美國(guó)國(guó)防部規(guī)劃實(shí)施的“全球信息網(wǎng)格”計(jì)劃,將在2020年完成。作為該計(jì)劃的一部分,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年的項(xiàng)目,進(jìn)行系統(tǒng)的研制、建設(shè)、維護(hù)和升級(jí)。 英國(guó)政府已決定投入1億英鎊用于網(wǎng)格探究,建立英國(guó)的國(guó)家網(wǎng)格項(xiàng)目,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月起,正式實(shí)施由歐洲粒子實(shí)驗(yàn)室等6個(gè)探究機(jī)構(gòu)參和的數(shù)據(jù)網(wǎng)格項(xiàng)目,計(jì)劃在3年內(nèi)投資980萬(wàn)歐元,采用Glo

4、bus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)算和數(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)探究提供強(qiáng)大保障。法國(guó)啟動(dòng)的國(guó)家網(wǎng)格計(jì)劃,前3年計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)投入是1000萬(wàn)美元。荷蘭國(guó)家網(wǎng)格計(jì)算計(jì)劃將使5個(gè)大學(xué)的探究人員能夠更有效地在生物信息到粒子物理等科研項(xiàng)目方面進(jìn)行合作。這一網(wǎng)格計(jì)算計(jì)劃包含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)格探究項(xiàng)目主要有清華大學(xué)的先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施ACI和以中科院計(jì)算所為主的國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境NHPCE。目前正在進(jìn)行的網(wǎng)格探究項(xiàng)目主要有摘要:“863”專項(xiàng)計(jì)劃支持的“中國(guó)網(wǎng)格”項(xiàng)

5、目;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”項(xiàng)目;由上海多所大學(xué)參加的“上海教育科研網(wǎng)格”項(xiàng)目;由航天總公司第二探究院和清華大學(xué)共同開(kāi)展的“仿真網(wǎng)格”項(xiàng)目。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”項(xiàng)目,涉及到網(wǎng)格超級(jí)服務(wù)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,其未來(lái)的目標(biāo)是具備大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力、高性能計(jì)算能力,以及資源共享和提高資源利用率方面的能力。2.面臨的技術(shù)新問(wèn)題 網(wǎng)格技術(shù)的興起和發(fā)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,其探究重點(diǎn)是網(wǎng)格軟件技術(shù)的探究和實(shí)現(xiàn),并以網(wǎng)格系統(tǒng)軟件為主要探究對(duì)象。人們需要建立具有開(kāi)放性的體系結(jié)構(gòu)、

6、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,以形成信息獲取、傳輸、訪問(wèn)、共享和處理的單一開(kāi)放的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),需要克服虛擬組織的管理和協(xié)同工作新問(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)平安新問(wèn)題。網(wǎng)格作為基礎(chǔ)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,具有資源虛擬化和服務(wù)特征的網(wǎng)格,還需要理論和技術(shù)創(chuàng)新的支撐。網(wǎng)格探究面臨一系列需要回答的新問(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)變化的資源實(shí)施有效管理?如何在廣域環(huán)境下調(diào)度資源,保證服務(wù)質(zhì)量?(3)網(wǎng)格服務(wù)

7、的語(yǔ)義如何表示?應(yīng)用開(kāi)發(fā)者如何理解服務(wù)語(yǔ)義并和其應(yīng)用目標(biāo)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所屬性,網(wǎng)格能否像電信基礎(chǔ)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)服務(wù)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)新問(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)的探究基本上采用了因特網(wǎng)的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)路線,以層次化開(kāi)放式為基礎(chǔ),在多個(gè)層次上建立橫向技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和平

8、臺(tái),以滿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Globus和OGSA。2003年7月,OMG、W3C、GridForum等標(biāo)準(zhǔn)化組織在出席“軟件服務(wù)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Globus也召開(kāi)會(huì)議探究通過(guò)廣域網(wǎng)聯(lián)接高性能計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施新問(wèn)題。Globus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)格服務(wù)體系”建議標(biāo)準(zhǔn),該體系結(jié)構(gòu)是目前最新的一種網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu),被稱為下一代的網(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)和企業(yè)已達(dá)成一致由美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和南加州大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院

9、合作開(kāi)發(fā)的GlobusToolkit軟件包已成為網(wǎng)格計(jì)算事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。包括IBM、Microsoft、SGI、Sun在內(nèi)的12家計(jì)算機(jī)和軟件廠商已公布將采用GlobusToolkit。2004年3月,GlobusToolkxt32版正式發(fā)布。目前,國(guó)內(nèi)外很多大型的網(wǎng)格項(xiàng)目都是基于GlobusToolkit提供的協(xié)議和服務(wù)的。 3.平安新問(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)重的平安新問(wèn)題。具體實(shí)施網(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)則。(2)加強(qiáng)用戶認(rèn)證,用戶認(rèn)證在網(wǎng)格和信息的平安中屬于技術(shù)辦法的第一道大門,主要目的是提供訪問(wèn)控制和不可抵賴的功能。(3)授權(quán),這主要為特許用戶提供合適的訪問(wèn)權(quán)限,并監(jiān)控用戶的活動(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和傳送的過(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 2錢德沛.網(wǎng)格技術(shù)和信息化建設(shè). 3王晨.基于網(wǎng)格的WebServices。 4孫輝,徐學(xué)文.美、歐網(wǎng)格