第三章網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)

1、網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂第三章網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)第三章網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂內(nèi)內(nèi) 容容五層沙漏結(jié)構(gòu)五層沙漏結(jié)構(gòu)開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)OGSAvOpen Grid Service ArchitectureWeb Service 資源服務(wù)框架資源服務(wù)框架WSRFvWeb Service Resource FrameWork網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)絡(luò)計算體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展（續(xù)）網(wǎng)絡(luò)計算體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

2、（續(xù)）網(wǎng)格計算體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計算體系結(jié)構(gòu)v 層次體系結(jié)構(gòu)層次體系結(jié)構(gòu)v 開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)OGSAv OGSIWSRFWSRF（WSWSResource FrameworkResource Framework）八十年代中后期八十年代中后期2004自治多域服務(wù)聯(lián)自治多域服務(wù)聯(lián)合計算合計算九十年代中期九十年代中期20012002多層網(wǎng)格多層網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)n開放網(wǎng)開放網(wǎng)格服務(wù)體格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)系結(jié)構(gòu)OGSAOGSAn技術(shù)體技術(shù)體系系OGSIOGSInOGSAOGSAn技術(shù)體技術(shù)體系系WSRFWSRF元計算元計算計算網(wǎng)格計算網(wǎng)格網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Gr

3、id Computing 肖儂肖儂Grid的主要問題的主要問題在動態(tài)變化的、多機(jī)構(gòu)組成的虛擬組織（在動態(tài)變化的、多機(jī)構(gòu)組成的虛擬組織（VO)內(nèi)的協(xié)作資源共享和問題求解內(nèi)的協(xié)作資源共享和問題求解1.1.允許分布的服務(wù)和資源集成允許分布的服務(wù)和資源集成2.2.采用通用的協(xié)議和基礎(chǔ)支撐采用通用的協(xié)議和基礎(chǔ)支撐3.3.獲得較好的獲得較好的QOSQOS服務(wù)服務(wù)網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂一個虛擬組織例子一個虛擬組織例子: CERNs Large Hadron Collider1800 Physicists, 150 Institutes, 32 C

4、ountries 100 PB of data by 2010; 50,000 CPUs?網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid Communities & Applications:Data Grids for High Energy PhysicsTier2 Centre 1 TIPSOnline SystemOffline Processor Farm 20 TIPSCERN Computer CentreFermiLab 4 TIPSFrance Regional Centre Italy Regional Centre G

5、ermany Regional Centre InstituteInstituteInstituteInstitute 0.25TIPSPhysicist workstations100 MBytes/sec100 MBytes/sec622 Mbits/sec1 MBytes/secThere is a “bunch crossing” every 25 nsecs.There are 100 “triggers” per secondEach triggered event is 1 MByte in sizePhysicists work on analysis “channels”.E

6、ach institute will have 10 physicists working on one or more channels; data for these channels should be cached by the institute serverPhysics data cachePBytes/sec 622 Mbits/sec or Air Freight (deprecated)Tier2 Centre 1 TIPSTier2 Centre 1 TIPSTier2 Centre 1 TIPSCaltech 1 TIPS622 Mbits/sec1 TIPS is a

7、pproximately 25,000 SpecInt95 網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)計算模型網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)計算模型vInternet活動規(guī)律和特性活動規(guī)律和特性網(wǎng)格計算的資源共享和協(xié)同的基礎(chǔ)理論網(wǎng)格計算的資源共享和協(xié)同的基礎(chǔ)理論vAgent？v協(xié)同優(yōu)化理論？協(xié)同優(yōu)化理論？標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議體系標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議體系建立一個開放的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施平臺建立一個開放的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施平臺v一個開放的體系結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，

8、以形成信息獲一個開放的體系結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以形成信息獲取、傳輸、訪問和處理的單一虛擬系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺取、傳輸、訪問和處理的單一虛擬系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺 v屏蔽異構(gòu)平臺、異構(gòu)語言屏蔽異構(gòu)平臺、異構(gòu)語言網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）虛擬組織的管理和協(xié)同工作虛擬組織的管理和協(xié)同工作v基于服務(wù)的協(xié)作集成技術(shù)等；基于服務(wù)的協(xié)作集成技術(shù)等；v多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和集成多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和集成v服務(wù)和應(yīng)用的自治管理和優(yōu)化服務(wù)和應(yīng)用的自治管理和優(yōu)化v自動配置和部署自動配置和部署網(wǎng)格的高可靠和可用性技術(shù)網(wǎng)格的高可靠和可用性技術(shù)v資源多層次和多

9、方面的異構(gòu)性資源多層次和多方面的異構(gòu)性v系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性 v異構(gòu)分布的環(huán)境高可靠的保證異構(gòu)分布的環(huán)境高可靠的保證v單點失敗不導(dǎo)致系統(tǒng)，單點失敗不導(dǎo)致系統(tǒng)，網(wǎng)格的安全機(jī)制和可信技術(shù)網(wǎng)格的安全機(jī)制和可信技術(shù)v多域的安全問題多域的安全問題v訪問控制模型訪問控制模型v可信技術(shù)可信技術(shù)網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）高度靈活的共享關(guān)系定義和共享資源的高度靈活的共享關(guān)系定義和共享資源的復(fù)雜高級控制復(fù)雜高級控制v細(xì)粒度訪問控制、代理細(xì)粒度訪問控制、代理v靈活，可應(yīng)付許多資源類型和共享方式靈活，可應(yīng)付許

10、多資源類型和共享方式v可擴(kuò)展大量資源、許多的參與者和程序模塊可擴(kuò)展大量資源、許多的參與者和程序模塊的調(diào)度和聯(lián)合分配的調(diào)度和聯(lián)合分配記帳技術(shù)記帳技術(shù)各個站點同時履行資源分配的合約，具各個站點同時履行資源分配的合約，具有事務(wù)性原則有事務(wù)性原則網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）海量分布數(shù)據(jù)的存儲、分發(fā)、訪問和管理海量分布數(shù)據(jù)的存儲、分發(fā)、訪問和管理v 高速透明訪問多個地點的海量存儲系統(tǒng)高速透明訪問多個地點的海量存儲系統(tǒng)v 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)操作和管理空間統(tǒng)一的數(shù)據(jù)操作和管理空間v 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問和管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問和管理v

11、 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問和管理，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問和管理，etc網(wǎng)格資源與服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、組織和調(diào)度與管理的方法和網(wǎng)格資源與服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、組織和調(diào)度與管理的方法和算法算法在線設(shè)備的數(shù)據(jù)自動注釋和分類目錄在線設(shè)備的數(shù)據(jù)自動注釋和分類目錄高性能分布數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)必須使用網(wǎng)絡(luò)級別、平臺高性能分布數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)必須使用網(wǎng)絡(luò)級別、平臺級別和構(gòu)件級別的并行和流水線級別和構(gòu)件級別的并行和流水線高速系統(tǒng)的精確監(jiān)控高速系統(tǒng)的精確監(jiān)控v 對于算法分析、問題監(jiān)測和動態(tài)自適應(yīng)配置非常重要對于算法分析、問題監(jiān)測和動態(tài)自適應(yīng)配置非常重要v 資源、系統(tǒng)、應(yīng)用的監(jiān)控資源、系統(tǒng)、應(yīng)用的監(jiān)控網(wǎng)格系統(tǒng)的自治管理技術(shù)網(wǎng)格系統(tǒng)的自治管理技術(shù)v 靈活

12、的、自治的資源管理（自動的服務(wù)器重啟、數(shù)據(jù)遷移、靈活的、自治的資源管理（自動的服務(wù)器重啟、數(shù)據(jù)遷移、擁塞避免等）擁塞避免等）網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）網(wǎng)格技術(shù)挑戰(zhàn)（續(xù)）網(wǎng)格的編程模型和語言網(wǎng)格的編程模型和語言v 我們需要突破傳統(tǒng)的程序設(shè)計和并行程序設(shè)計語言與編程模我們需要突破傳統(tǒng)的程序設(shè)計和并行程序設(shè)計語言與編程模型型v MPIG？網(wǎng)格環(huán)境下網(wǎng)格服務(wù)的應(yīng)用形態(tài)和高層網(wǎng)格環(huán)境下網(wǎng)格服務(wù)的應(yīng)用形態(tài)和高層shell語言語言網(wǎng)格工作流語言和機(jī)制網(wǎng)格工作流語言和機(jī)制v 面向服務(wù)的工作流？面向服務(wù)的工作流？v 多域環(huán)境下的工作流多

13、域環(huán)境下的工作流網(wǎng)格系統(tǒng)的自適應(yīng)技術(shù)和機(jī)制網(wǎng)格系統(tǒng)的自適應(yīng)技術(shù)和機(jī)制v 應(yīng)用系統(tǒng)在異構(gòu)分布環(huán)境中優(yōu)化執(zhí)行；應(yīng)用系統(tǒng)在異構(gòu)分布環(huán)境中優(yōu)化執(zhí)行；基于構(gòu)件技術(shù)的網(wǎng)格應(yīng)用開發(fā)環(huán)境和工具基于構(gòu)件技術(shù)的網(wǎng)格應(yīng)用開發(fā)環(huán)境和工具面向應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)支撐工具和服務(wù)。面向應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)支撐工具和服務(wù)。網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂對體系結(jié)構(gòu)基本要求對體系結(jié)構(gòu)基本要求在技術(shù)上，從應(yīng)用的角度看：在技術(shù)上，從應(yīng)用的角度看：不能破壞現(xiàn)有系統(tǒng)，不能重蹈覆轍（分布操作不能破壞現(xiàn)有系統(tǒng)，不能重蹈覆轍（分布操作系統(tǒng)系統(tǒng) ）為應(yīng)用提供單一分布資源全局視圖和聚集各種為應(yīng)用提供單一分

14、布資源全局視圖和聚集各種分布的自治資源成為一個系統(tǒng)分布的自治資源成為一個系統(tǒng)不導(dǎo)致應(yīng)用程序的重新編寫不導(dǎo)致應(yīng)用程序的重新編寫v移植簡單移植簡單網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂對體系結(jié)構(gòu)基本要求對體系結(jié)構(gòu)基本要求l不同組織之間的資源共享互操作是必不可少的不同組織之間的資源共享互操作是必不可少的v 對資源直接訪問，不單單是文件共享和交換對資源直接訪問，不單單是文件共享和交換v 體現(xiàn)在各種資源構(gòu)件之間和機(jī)制之間體現(xiàn)在各種資源構(gòu)件之間和機(jī)制之間標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議是至關(guān)重要的標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議是至關(guān)重要的v 允許跨節(jié)點的允許跨節(jié)點的 interoperabilityv

15、 允許允許 shared infrastructure網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂需要標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、服務(wù)是重要的需要標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、服務(wù)是重要的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的APIs/SDKs是重要的是重要的v 允許應(yīng)用可移植允許應(yīng)用可移植v 沒有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互操作很難沒有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互操作很難 (every SDK speaks every protocol?)基本服務(wù)的定義基本服務(wù)的定義v 可共享，避免重復(fù)開發(fā)和安裝可共享，避免重復(fù)開發(fā)和安裝v E.g., one port/service/protocol for remote access to computin

16、g, not one per tool/applnv E.g., Certificate Authorities: expensive to run網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)設(shè)計網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)設(shè)計在技術(shù)上，從在技術(shù)上，從Grid 實現(xiàn)者的角度：實現(xiàn)者的角度：v一個層次型中間件服務(wù)集合（一個層次型中間件服務(wù)集合（like 現(xiàn)行的系統(tǒng)）現(xiàn)行的系統(tǒng)）v按照現(xiàn)代軟件系統(tǒng)的設(shè)計原則，以服務(wù)的方式為應(yīng)按照現(xiàn)代軟件系統(tǒng)的設(shè)計原則，以服務(wù)的方式為應(yīng)用工具和應(yīng)用的開發(fā)提供支持；用工具和應(yīng)用的開發(fā)提供支持；v服務(wù)的實現(xiàn)必須能夠自由地使用各個層次上

17、的功能服務(wù)的實現(xiàn)必須能夠自由地使用各個層次上的功能和服務(wù)進(jìn)行構(gòu)造。和服務(wù)進(jìn)行構(gòu)造。（這和許多系統(tǒng)的設(shè)計原則不同）（這和許多系統(tǒng)的設(shè)計原則不同）網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid “體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)”從標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、服務(wù)角度分析從標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、服務(wù)角度分析Grid 系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)果是一個層次協(xié)議體系結(jié)構(gòu)結(jié)果是一個層次協(xié)議體系結(jié)構(gòu)五層沙漏體系結(jié)構(gòu)五層沙漏體系結(jié)構(gòu)vIan Foster等描述了一種具有代表性的體系等描述了一種具有代表性的體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂沙漏結(jié)構(gòu)設(shè)計原則沙漏結(jié)構(gòu)

18、設(shè)計原則保持參與的開銷最小保持參與的開銷最小v核心協(xié)議較少的，要普遍支持核心協(xié)議較少的，要普遍支持v提供一些核心服務(wù)為基礎(chǔ)提供一些核心服務(wù)為基礎(chǔ)v類似類似OS內(nèi)核，移植方便內(nèi)核，移植方便管轄多種資源，允許局部控管轄多種資源，允許局部控制制用來構(gòu)建高層的、特定領(lǐng)域用來構(gòu)建高層的、特定領(lǐng)域 的應(yīng)用服務(wù)的應(yīng)用服務(wù)支持適應(yīng)性支持適應(yīng)性“IP hourglass” modelDiverse global services核心服務(wù)核心服務(wù)Local OSA p p l i c a t i o n s 高層功能 向瓶頸部分 的映射瓶頸部分 功能向底層 的映射瓶 頸 部分網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Comput

19、ing Grid Computing 肖儂肖儂Hourglass網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂 Grid Architecture比較比較Internet ArchitectureApplication構(gòu)造層構(gòu)造層Fabric“Controlling things locally”: Access to, & control of, resources連通層連通層“Talking to things”: 通訊通訊 (Internet protocols) & 安全安全資源層資源層Resource“共享單個資源共享單個資源”:

20、 協(xié)商訪問協(xié)商訪問, 控制使用控制使用聚合層聚合層Collective“管理多個資源管理多個資源”: 無處不在的底層基礎(chǔ)服無處不在的底層基礎(chǔ)服務(wù)務(wù)services應(yīng)用層“Specialized services”: 面向用戶面向用戶或面向應(yīng)用的分布式服務(wù)或面向應(yīng)用的分布式服務(wù) servicesInternetTransportApplicationLinkInternet Protocol Architecture網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂每一層存在的協(xié)議、服務(wù)和接口每一層存在的協(xié)議、服務(wù)和接口Languages/FrameworksF

21、abric LayerApplicationsLocal Access APIs and ProtocolsCollective Service APIs and SDKsCollective ServicesCollective Service ProtocolsResource APIs and SDKsResource ServicesResource Service ProtocolsUser Service ProtocolsUser Service APIs and SDKsUser ServicesConnectivity APIsConnectivity Protocols網(wǎng)格

22、計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂詳細(xì)構(gòu)成詳細(xì)構(gòu)成 工具與應(yīng)用目錄代理診斷與監(jiān)控等資源與服務(wù)的安全訪問 應(yīng)用層匯聚層資源與連接層 各種資源，比如計算機(jī)，存儲介質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)，傳感器等 構(gòu)造層 網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid體系結(jié)構(gòu)各層說明體系結(jié)構(gòu)各層說明構(gòu)造層構(gòu)造層(Fabric)：提供一套對局部資源控制的工：提供一套對局部資源控制的工具和接口；具和接口；v計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和目錄等計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和目錄等v對所控制的共享資源進(jìn)行局部管轄和調(diào)度對所控制的共享資源進(jìn)行局部管轄和調(diào)度v實

23、現(xiàn)各種資源本身的一些控制管理機(jī)制實現(xiàn)各種資源本身的一些控制管理機(jī)制v不同類型資源不同的控制管理機(jī)制不同類型資源不同的控制管理機(jī)制YH資源和作資源和作業(yè)管理系統(tǒng)業(yè)管理系統(tǒng)SGI資源和作資源和作業(yè)管理系統(tǒng)業(yè)管理系統(tǒng)IBM資源和作資源和作業(yè)管理系統(tǒng)業(yè)管理系統(tǒng)網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂特定構(gòu)造層資源及其功能特性構(gòu)造層資源舉例構(gòu)造層資源舉例 功能特性功能特性 計算資源計算資源啟動程序，監(jiān)控和控制進(jìn)程的執(zhí)行，控制進(jìn)程資源分配的啟動程序，監(jiān)控和控制進(jìn)程的執(zhí)行，控制進(jìn)程資源分配的管理機(jī)制，提前預(yù)留機(jī)制，查詢功能管理機(jī)制，提前預(yù)留機(jī)制，查詢功能.存儲資源

24、存儲資源存放與獲取文件的機(jī)制，第三方高性能傳輸方式，讀寫文存放與獲取文件的機(jī)制，第三方高性能傳輸方式，讀寫文件子集機(jī)制，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)選取與歸約機(jī)制，對分配用于數(shù)據(jù)件子集機(jī)制，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)選取與歸約機(jī)制，對分配用于數(shù)據(jù)傳輸資源的控制管理機(jī)制，提前預(yù)約機(jī)制，查詢功能傳輸資源的控制管理機(jī)制，提前預(yù)約機(jī)制，查詢功能.網(wǎng)絡(luò)資源網(wǎng)絡(luò)資源對網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的管理機(jī)制，查詢功能（用來得到網(wǎng)絡(luò)特對網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的管理機(jī)制，查詢功能（用來得到網(wǎng)絡(luò)特性和負(fù)載）性和負(fù)載）.代碼庫代碼庫源代碼和目標(biāo)代碼管理機(jī)制，比如源代碼和目標(biāo)代碼管理機(jī)制，比如CVS控制系統(tǒng)控制系統(tǒng).目錄目錄目錄查詢與更新操作機(jī)制，比如關(guān)系數(shù)據(jù)庫目錄查詢與更新操作

25、機(jī)制，比如關(guān)系數(shù)據(jù)庫網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid體系結(jié)構(gòu)各層說明體系結(jié)構(gòu)各層說明連通層連通層(connectivity):定義了定義了Grid網(wǎng)絡(luò)事務(wù)處網(wǎng)絡(luò)事務(wù)處理的通信和驗證協(xié)議，基于理的通信和驗證協(xié)議，基于Internet協(xié)議；協(xié)議；v基于基于Internet協(xié)議，完成通信；協(xié)議，完成通信；v認(rèn)證和安全通信認(rèn)證和安全通信網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂連接層安全認(rèn)證特性特點特點描述描述單一登陸單一登陸用戶只需登陸一次，就可以以該身份訪問不同的構(gòu)造層用戶只需登陸一次，就可以以該

26、身份訪問不同的構(gòu)造層網(wǎng)格資源，不需要對不同的資源多次重復(fù)登陸，也不需網(wǎng)格資源，不需要對不同的資源多次重復(fù)登陸，也不需要用戶進(jìn)一步介入要用戶進(jìn)一步介入.代理代理用戶必須有讓程序以自己身份運行的能力，因此程序就用戶必須有讓程序以自己身份運行的能力，因此程序就能夠訪問用戶認(rèn)證的不同資源能夠訪問用戶認(rèn)證的不同資源.該程序還能夠有條件將它該程序還能夠有條件將它的部分權(quán)限授予另一個程序（受限制的代理）的部分權(quán)限授予另一個程序（受限制的代理）.與局部安全方法與局部安全方法的集成的集成不同的資源可以使用其局部的安全方案，但是網(wǎng)格安全不同的資源可以使用其局部的安全方案，但是網(wǎng)格安全方案必須與那些局部的方案進(jìn)行互

27、操作方案必須與那些局部的方案進(jìn)行互操作.不要求網(wǎng)格安全不要求網(wǎng)格安全方案完全代替局部安全方案，但是它必須能夠?qū)崿F(xiàn)向局方案完全代替局部安全方案，但是它必須能夠?qū)崿F(xiàn)向局部安全的映射部安全的映射.基于用戶的信任基于用戶的信任機(jī)制機(jī)制用戶可以使用多個提供者提供的資源，但并不是要求資用戶可以使用多個提供者提供的資源，但并不是要求資源提供者在安全環(huán)境中協(xié)同操作或互操作源提供者在安全環(huán)境中協(xié)同操作或互操作.即如果一個用即如果一個用戶有權(quán)使用站點戶有權(quán)使用站點A和和B的資源，用戶能夠?qū)⒌馁Y源，用戶能夠?qū)和和B的資源的資源結(jié)合起來使用，并不要求結(jié)合起來使用，并不要求A和和B的安全管理相互作用的安全管理相互作用

28、.網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid體系結(jié)構(gòu)各層說明（續(xù)）體系結(jié)構(gòu)各層說明（續(xù)）資源層（資源層（Resource)：定義了一些對單個的資源：定義了一些對單個的資源共享操作協(xié)議共享操作協(xié)議v定義了某類資源的管理和操作等的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和接口定義了某類資源的管理和操作等的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和接口v可以遠(yuǎn)程統(tǒng)一的訪問和共享操作資源可以遠(yuǎn)程統(tǒng)一的訪問和共享操作資源v如交換、啟動、監(jiān)視、控制、記帳和支付等，以及如交換、啟動、監(jiān)視、控制、記帳和支付等，以及應(yīng)用程序接口和軟件包；應(yīng)用程序接口和軟件包；例如：標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)管理系統(tǒng)接口和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Com

29、puting Grid Computing 肖儂肖儂資源層的協(xié)議類型與描述協(xié)議類型協(xié)議類型描述描述信息協(xié)議信息協(xié)議得到資源的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)信息，比如配置，當(dāng)前負(fù)載，使用得到資源的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)信息，比如配置，當(dāng)前負(fù)載，使用策略等策略等.管理協(xié)議管理協(xié)議通過判斷訪問共享資源，指出資源需求以及執(zhí)行的操作通過判斷訪問共享資源，指出資源需求以及執(zhí)行的操作.初初始化共享關(guān)系，保證要求的協(xié)議操作與底層共享資源提供始化共享關(guān)系，保證要求的協(xié)議操作與底層共享資源提供的共享策略一致的共享策略一致.還要考慮記賬和付費的問題，協(xié)議還可能還要考慮記賬和付費的問題，協(xié)議還可能需要具有監(jiān)控操作的狀態(tài)并控制某些操作的功能需要具有監(jiān)

30、控操作的狀態(tài)并控制某些操作的功能.網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid體系結(jié)構(gòu)各層說明（續(xù)）體系結(jié)構(gòu)各層說明（續(xù)）聚合聚合(Collective)：提供多個資源協(xié)同工作：提供多個資源協(xié)同工作v聯(lián)合資源調(diào)度和預(yù)約，信息服務(wù)，數(shù)據(jù)復(fù)制服務(wù)、聯(lián)合資源調(diào)度和預(yù)約，信息服務(wù)，數(shù)據(jù)復(fù)制服務(wù)、資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)、團(tuán)體授權(quán)服務(wù)、協(xié)作服務(wù)和分布記資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)、團(tuán)體授權(quán)服務(wù)、協(xié)作服務(wù)和分布記帳服務(wù)等；帳服務(wù)等；例如：標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)管理系統(tǒng)接口和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合分配網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂匯聚層服務(wù)和協(xié)議服務(wù)與功能名稱

31、服務(wù)與功能名稱描述描述目錄服務(wù)目錄服務(wù)允許虛擬組織參加者發(fā)現(xiàn)存在的資源或者是存在的資源的特允許虛擬組織參加者發(fā)現(xiàn)存在的資源或者是存在的資源的特性，允許用戶根據(jù)名字或者屬性來查詢資源性，允許用戶根據(jù)名字或者屬性來查詢資源.協(xié)同分配，調(diào)度以協(xié)同分配，調(diào)度以及代理服務(wù)及代理服務(wù)允許虛擬組織參加者申請一個或者更多的資源，并且在相應(yīng)允許虛擬組織參加者申請一個或者更多的資源，并且在相應(yīng)的資源上進(jìn)行任務(wù)調(diào)度的資源上進(jìn)行任務(wù)調(diào)度.監(jiān)控和診斷服務(wù)監(jiān)控和診斷服務(wù)用于監(jiān)視虛擬組織資源的失敗，惡意的攻擊，入侵檢查，過用于監(jiān)視虛擬組織資源的失敗，惡意的攻擊，入侵檢查，過載等等載等等.數(shù)據(jù)復(fù)制服務(wù)數(shù)據(jù)復(fù)制服務(wù)支持虛擬組織

32、存儲，網(wǎng)絡(luò)與計算的管理，按照響應(yīng)時間，可支持虛擬組織存儲，網(wǎng)絡(luò)與計算的管理，按照響應(yīng)時間，可靠性，費用等標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問性能靠性，費用等標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問性能.網(wǎng)格支持下的編程網(wǎng)格支持下的編程系統(tǒng)系統(tǒng)可以才網(wǎng)格中提供熟悉的編程模型，使用不同的網(wǎng)格服務(wù)解可以才網(wǎng)格中提供熟悉的編程模型，使用不同的網(wǎng)格服務(wù)解決資源發(fā)現(xiàn)，安全，資源分配以及其它問題決資源發(fā)現(xiàn)，安全，資源分配以及其它問題.負(fù)載管理系統(tǒng)與協(xié)負(fù)載管理系統(tǒng)與協(xié)同分配工作框架同分配工作框架提供描述，使用以及管理多步，異步以及多組件工作流提供描述，使用以及管理多步，異步以及多組件工作流.軟件發(fā)現(xiàn)服務(wù)軟件發(fā)現(xiàn)服務(wù)基于求解問題的參數(shù)發(fā)現(xiàn)和選擇最好的軟件

33、實現(xiàn)和執(zhí)行平臺基于求解問題的參數(shù)發(fā)現(xiàn)和選擇最好的軟件實現(xiàn)和執(zhí)行平臺協(xié)作服務(wù)協(xié)作服務(wù)用于潛在較大的用戶社團(tuán)內(nèi)的協(xié)同交換信息，包括同步和異用于潛在較大的用戶社團(tuán)內(nèi)的協(xié)同交換信息，包括同步和異步兩種方式步兩種方式.網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂Grid體系結(jié)構(gòu)各層說明（續(xù)）體系結(jié)構(gòu)各層說明（續(xù)）應(yīng)用層：提供應(yīng)用層：提供Grid的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用開發(fā)工的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用開發(fā)工具、環(huán)境具、環(huán)境v程序設(shè)計語言和應(yīng)用開發(fā)方法、環(huán)境程序設(shè)計語言和應(yīng)用開發(fā)方法、環(huán)境v可視化工具可視化工具v資源發(fā)布和預(yù)定工具資源發(fā)布和預(yù)定工具v工作流管理工具工作流管理工具vWeb

34、 Portalsv應(yīng)用代碼構(gòu)件應(yīng)用代碼構(gòu)件v應(yīng)用應(yīng)用網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂五層結(jié)構(gòu)應(yīng)用 例1應(yīng)用層應(yīng)用層多科學(xué)模擬多科學(xué)模擬光線追蹤光線追蹤匯聚層（面匯聚層（面向問題）向問題）聯(lián)合求解器，聯(lián)合求解器，分布式數(shù)據(jù)文檔分布式數(shù)據(jù)文檔檢查點，作業(yè)管理，故障避免，檢查點，作業(yè)管理，故障避免，分段運輸分段運輸匯聚層（通匯聚層（通用）用）資源發(fā)現(xiàn)，資源代理，系統(tǒng)監(jiān)控，社團(tuán)授權(quán)，收回證書資源發(fā)現(xiàn)，資源代理，系統(tǒng)監(jiān)控，社團(tuán)授權(quán)，收回證書資源層資源層訪問計算，訪問數(shù)據(jù)，訪問系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，狀態(tài)與性能信息訪問計算，訪問數(shù)據(jù)，訪問系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，狀態(tài)與性能信息連接層

35、連接層通信（通信（IP），服務(wù)發(fā)現(xiàn)（），服務(wù)發(fā)現(xiàn)（DNS），認(rèn)證，授權(quán)，代理），認(rèn)證，授權(quán)，代理構(gòu)造層構(gòu)造層存儲系統(tǒng)，計算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)，代碼庫，目錄存儲系統(tǒng)，計算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)，代碼庫，目錄網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂五層結(jié)構(gòu)應(yīng)用 例2應(yīng)用層應(yīng)用層高吞吐率系統(tǒng)高吞吐率系統(tǒng)匯聚層（面向問匯聚層（面向問題）題）檢查點，作業(yè)管理，故障避免，分段運輸檢查點，作業(yè)管理，故障避免，分段運輸.匯聚層（通用）匯聚層（通用）代理，證書授權(quán)代理，證書授權(quán).資源層資源層計算訪問，數(shù)據(jù)訪問計算訪問，數(shù)據(jù)訪問,網(wǎng)絡(luò)性能訪問網(wǎng)絡(luò)性能訪問.連接層連接層通信通信，服務(wù)發(fā)現(xiàn)（，服務(wù)

36、發(fā)現(xiàn)（DNS），認(rèn)證，授權(quán)，代理），認(rèn)證，授權(quán)，代理構(gòu)造層構(gòu)造層存儲系統(tǒng)，調(diào)度存儲系統(tǒng)，調(diào)度網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂五層結(jié)構(gòu)應(yīng)用 例3應(yīng)用層應(yīng)用層特定科學(xué)的數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用特定科學(xué)的數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用匯聚層（面向問匯聚層（面向問題）題）移植性控制，選擇復(fù)制，任務(wù)管理，虛擬數(shù)據(jù)目錄，虛擬數(shù)移植性控制，選擇復(fù)制，任務(wù)管理，虛擬數(shù)據(jù)目錄，虛擬數(shù)據(jù)代碼目錄據(jù)代碼目錄.匯聚層（通用）匯聚層（通用）目錄復(fù)制，復(fù)制管理，協(xié)同分配，證書授權(quán)，元數(shù)據(jù)目錄目錄復(fù)制，復(fù)制管理，協(xié)同分配，證書授權(quán)，元數(shù)據(jù)目錄.資源層資源層數(shù)據(jù)訪問數(shù)據(jù)訪問,計算訪問計算訪問,網(wǎng)絡(luò)性能訪

37、問網(wǎng)絡(luò)性能訪問.連接層連接層通信通信，服務(wù)發(fā)現(xiàn)（，服務(wù)發(fā)現(xiàn)（DNS），認(rèn)證，授權(quán)，代理），認(rèn)證，授權(quán)，代理構(gòu)造層構(gòu)造層存儲系統(tǒng)，機(jī)群，網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)緩存存儲系統(tǒng)，機(jī)群，網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)緩存.網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算Grid Computing Grid Computing 肖儂肖儂RequestPlanningServicesDiscipline-Specific Data Grid ApplicationsCommunication, service discovery (DNS), authentication, delegationApplicationCollectiveResourceConnecti

38、vityFabricStorageSystemsComputeSystemsNetworksCatalogsReplicaSelectionServicesReplicaManagementServicesCommunityAuthorizationServiceCodeRepositoriesStorageMgmtProtocolComputeMgmtProtocolNetworkMgmtProtocolCatalogMgmtProtocolCodeMgmtProtocolServiceReg.ProtocolEnquiryProtocolOnlineCertificateRepositoryInformationServicesCoallocationServicesDistributedCatalogServicesConsistencyManagem