網(wǎng)格探究及其面臨的新問題的論文

1、網(wǎng)格探究及其面臨的新問題的論文網(wǎng)格是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來的，最初是專門針對復(fù)雜科學(xué)計算應(yīng)用的一種新型計算模式。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)存儲和大量儀器設(shè)備等特征的21世紀(jì)人類社會的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施。通過它可以匯聚in ternet中分散異構(gòu)、動態(tài)變化的計算和信息資源，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計算機(jī)那樣使用in ternet中的各種資源，把 in ternet從通訊和信息交互平臺提升到資源共享和協(xié)同工作的平臺。1探究熱潮美國政府自20世紀(jì)90年代就開始投資于網(wǎng)格技術(shù)探究，

2、累計用于網(wǎng)格技術(shù)基礎(chǔ)探究方 面的經(jīng)費已近 5億美元，相繼提出了各種網(wǎng)格理論，并建立以globus、globe、netsolve、javalin 為代表的實驗?zāi)Ｐ秃晚椖俊Ｗ鳛榫W(wǎng)格計算最杰出的代表，由美國argonne國家實驗室實施研發(fā)的globus，被認(rèn)為是網(wǎng)格技術(shù)的典型代表。globus通過對網(wǎng)格技術(shù)的探究相應(yīng)軟件的開發(fā)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，力圖構(gòu)造一個規(guī)范的網(wǎng)格計算環(huán)境，實現(xiàn)對高性能計算機(jī)遠(yuǎn)程計算資源普遍、可靠、一致性的訪問。在對資源管理、平安、信息服務(wù)及數(shù)據(jù)管理等網(wǎng)格計算的關(guān)鍵理 論進(jìn)行探究的同時 ,globus于1999年開發(fā)出的能運(yùn)行于各類平臺的網(wǎng)格計算工具軟件 globustoolkit

3、是該系統(tǒng)最重要的成果，其源代碼完全開放，可以幫助規(guī)劃和組建大型網(wǎng)格實驗 平臺，開發(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、美國國家技術(shù)網(wǎng)格等8個項目中得到應(yīng)用。美國國防部規(guī)劃實施的全球信息網(wǎng)格”計劃，將在2020年完成。作為該計劃的一部分，美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊已先期啟動了一個耗資160億美元、歷時8年的項目，進(jìn)行系統(tǒng)的研制、建設(shè)、維護(hù)和升級。英國政府已決定投入1億英鎊用于網(wǎng)格探究，建立英國的國家網(wǎng)格項目，形成全國范圍內(nèi)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。歐盟已于2001年1月起，正式實施由歐洲粒子實驗室等6個探究機(jī)構(gòu)參和的數(shù)據(jù)網(wǎng)格項目，計劃在3年內(nèi)投資980

4、萬歐元，采用globus網(wǎng)格技術(shù)，建立一個在歐洲范 圍內(nèi)不同數(shù)據(jù)源之間實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)交換的大規(guī)模分布計算環(huán)境和共享平臺，為科學(xué)探究提供強(qiáng)大保障。法國啟動的國家網(wǎng)格計劃，前3年計劃的經(jīng)費投入是 1000萬美元。荷蘭國家網(wǎng)格計算計劃將使5個大學(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目方面進(jìn)行合作。這一網(wǎng)格計算計劃包含5臺linux群集系統(tǒng)（每個大學(xué)各一臺）,通過荷蘭大學(xué)的高性能網(wǎng)絡(luò)supernet連接在一起。我國已經(jīng)完成的網(wǎng)格探究項目主要有清華大學(xué)的先進(jìn)計算基礎(chǔ)設(shè)施aci和以中科院計算所為主的國家高性能計算環(huán)境nhpce。目前正在進(jìn)行的網(wǎng)格探究項目主要有摘要：“863專項計劃支

5、持的 中國網(wǎng)格”項目；由中國科學(xué)院計算所領(lǐng)銜開發(fā)的織女星網(wǎng)格”項目；由上海多所大學(xué)參加的上海教育科研網(wǎng)格”項目；由航天總公司第二探究院和清華大學(xué)共同開展的仿真網(wǎng)格”項目。其中，由中國科學(xué)院計算所領(lǐng)銜攻關(guān)的織女星網(wǎng)格”項目，涉及到網(wǎng)格超級服務(wù)器、網(wǎng)格操作系統(tǒng)、信息網(wǎng)格和知識網(wǎng)格的架構(gòu)、性能、應(yīng)用的各個層面，其未來的目標(biāo)是具備大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力、高性能計算能力，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，但面臨著諸多挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面,其探究重點是網(wǎng)格軟件技術(shù)的探究和實現(xiàn)，并以網(wǎng)格系統(tǒng)軟件為主要探究對象。人們需要建立具有開放性的體系

6、結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以形成信息獲取、傳輸、訪問、共享和處理的單一開放的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施平臺，需要克服虛擬組織的管理和協(xié)同工作新問題，需要解決網(wǎng)格的可用性和可開發(fā)性障礙，并解決系統(tǒng)平安新問題。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、政治因素對網(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？要求什么樣的存儲模型 ？(2)如何對動態(tài)變化的資源實施有效管理？如何在廣域環(huán)境下調(diào)度資源，保證服務(wù)質(zhì)量?(3)

7、網(wǎng)格服務(wù)的語義如何表示？應(yīng)用開發(fā)者如何理解服務(wù)語義并和其應(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)營商來運(yùn)營？它的經(jīng)濟(jì)模型和盈利機(jī)制是什么？如何通過引入投資機(jī)制，建立網(wǎng)格的運(yùn)營服務(wù)業(yè)？在強(qiáng)調(diào)共享技術(shù)的同時，如何用有效的利益機(jī)制來促進(jìn)共享 ？這對于網(wǎng)格在中國的成功也許比技術(shù)新問題更為重要。此外,迄今為止尚未制定出全球統(tǒng)一的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)。國際上網(wǎng)格技術(shù)的探究基本上采用了因特網(wǎng)的開放標(biāo)準(zhǔn)路線，以層次化開放式為基礎(chǔ)，在多個層次上建立橫向技

8、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和平臺，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"后加快了全球大網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)的制定。同時，另一開放源代碼網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)組織一一globus也召開會議探究通過廣域網(wǎng)聯(lián)接高性能計算的基礎(chǔ)設(shè)施新問題。 globus目前正致力于開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格架構(gòu)和其他技術(shù)，并已提出開放網(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)格計算技術(shù)方面，迄今為止還沒有正式的標(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argonne國家實驗室和

9、南加州大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院合作開發(fā)的globustoolkit軟件包已成為網(wǎng)格計算事實上的標(biāo)準(zhǔn)。包括ibm、microsoft、sgi、sun在內(nèi)的12家計算機(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，國內(nèi)外很多大型的網(wǎng)格項目都是基于globustoolkit提供的協(xié)議和服務(wù)的。3平安新問題數(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)帶來嚴(yán)重的平安新問題。具體實 施網(wǎng)格平安管理可從以下5個方面著手。(1)采用法律、法規(guī)手段,建立平安管理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。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權(quán)限，并監(jiān)控用戶的活動，使其不能越權(quán)使用。加密，加密是信息平安應(yīng)用中最早開展的有效手段之一擻據(jù)通過加密可以保證在存取和傳送的過程中不被非法查看、篡改、竊取等。(5)審計、監(jiān)控和