網(wǎng)格計算技術發(fā)展趨勢.ppt

1、網(wǎng)格計算技術發(fā)展及其趨勢,主要內(nèi)容,一、網(wǎng)格的含義和應用 二、網(wǎng)格計算挑戰(zhàn)與趨勢 三、國內(nèi)網(wǎng)格研究工作 四、看法,一、網(wǎng)格的含義和應用,Grid的由來,什么是網(wǎng)格？,通常講，網(wǎng)格（Grid）將網(wǎng)絡上地理分布的各種資源聚合為一體，支持應用問題合作求解系統(tǒng)的構造 集成計算、數(shù)據(jù)、存儲、設備、軟件和人員等各種資源； 思想：資源共享和協(xié)同，強調(diào)統(tǒng)一和橫向設計； 方法：建立廣泛的資源共享標準和協(xié)議,網(wǎng)格應用需求背景,E-Science 大規(guī)模構造和挖掘大型的觀測和模擬數(shù)據(jù)庫 開發(fā)計算機模擬和分析 訪問遠程的特殊設備 分布各地的合作研究人員近實時的交換信息 E-Business 企業(yè)計算是高度分布、異構、

2、企業(yè)之間(B2B) 企業(yè)計算需要大量計算和數(shù)據(jù)服務 各種資源和服務的提供商出現(xiàn)，租賃業(yè)務是可行的,網(wǎng)格應用需求背景,E-Government 各個政府部門的信息互通和互操作 部門之間資源和信息共享和整合 EEntertainment 大規(guī)模的視頻點播：分布、海量 在線游戲:成千上萬人、交互、處理 E-Education 教育信息化 主動學習方法和交互式的教學方式 網(wǎng)絡上作模擬實驗,從高性能計算領域,網(wǎng)格是一個集成Internet資源的虛擬超級計算機 許多巨大挑戰(zhàn)性應用 計算和數(shù)據(jù)密集型應用 需要比單個計算機更強的計算能力 通過匯集 Internet的高性能計算資源，建立虛擬超級計算機平臺 這是

3、 Grid computing最初動力 提供共享資源：超級計算機，存儲器，數(shù)據(jù)和儀器， etc. on Internet 通過高速網(wǎng)絡連接,網(wǎng)格對不同用戶意味著不同的事情,從高性能計算領域(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

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)絡上各種空閑PC，處理能力達到 54 teraflops 適應特定應用 Napster, Gnutella, etc.,從工業(yè)界信息集成角度,Grid 為應用的無縫集成提供了一種有效的方式 在不同的組織中集成應用和交換數(shù)據(jù) 象WEB一樣連接了分布在網(wǎng)絡上的頁面 集中在不同組織中應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)格是一個大規(guī)模的合作平臺 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 ：建立一個大規(guī)模電子會議

6、和分布會議的平臺 Enable persistent electronic spaces integrate visual devices share persons presence now used at over 150 institutions,網(wǎng)格是通過網(wǎng)絡提供綜合計算機、數(shù)據(jù)、設備等資源和服務的基礎設施 計算資源共享 軟件共享 設備共享 數(shù)據(jù)信息共享 服務共享 人才共享 為應用提供不間斷的，無限的處理和按需能力，如同電力和水力基礎設施； 以服務為手段； 新一代信息基礎設施（4T）,從基礎設施看，什么是網(wǎng)格？,二、網(wǎng)格計算挑戰(zhàn)與發(fā)展,技術挑戰(zhàn),建立一個開放的信息處理基礎設施平臺 一個

7、開放的體系結(jié)構、標準和協(xié)議，以形成信息獲取、傳輸、訪問、共享和處理的單一虛擬系統(tǒng)基礎平臺 虛擬組織的管理和協(xié)同工作 多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和集成 服務和應用的自治管理和優(yōu)化 自動配置和部署 網(wǎng)格的可用性和可開發(fā)性 資源多層次和多方面的異構性 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 多域的安全問題,挑戰(zhàn),如何將網(wǎng)格技術和傳統(tǒng)的技術相互結(jié)合 Grid 和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理 網(wǎng)格和目前流行企業(yè)中間件 網(wǎng)格和其它 應用的使用模式 社會和體制障礙 人們的思想障礙 網(wǎng)格的市場在什么地方？究竟有多大？如何達到和開發(fā)？ 目前的成功在科學計算領域eScience,網(wǎng)格技術研究現(xiàn)狀,網(wǎng)格技術從支持科學計算為

8、主向市場更大和應用面更寬方向發(fā)展 Data grid、Sensor grid Information Grid和Service grid擴展 重點是在網(wǎng)格軟件技術的研究和實現(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)格編程語言：MPI-G2、服務綜合描繪語言，基于構件技術、WebPortal等。,網(wǎng)格技術研究現(xiàn)狀,2002年Grid與web Service技術結(jié)合體系結(jié)構OGSA （OGSI） 可望成為業(yè)界網(wǎng)格系統(tǒng)軟件的體系結(jié)構標準； 推動網(wǎng)格技術從科學工程計算領域向商業(yè)領域擴展 網(wǎng)格軟件技術雖然不成熟，在一些大型行

9、業(yè)領域已進入實際開發(fā)運行生產(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,開放、標準、面向服務和平臺化是網(wǎng)格體系結(jié)構的特征 應用層提供的資源共享、協(xié)同工作、非集中控制、非平凡服務質(zhì)量、動態(tài)功能、開放系統(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通過網(wǎng)格系統(tǒng)軟件平臺提供。,發(fā)展趨勢（續(xù)）,Grid和其它計算機重要技術相融合 網(wǎng)格應用綜合網(wǎng)格技術和其它技術建立而成的,發(fā)展趨勢（續(xù)）,結(jié)合網(wǎng)

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

11、設施 微軟依托他人硬件平臺，以公共設施方式出租和賣軟件服務而不是賣軟件；,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”,實質(zhì)是網(wǎng)格； Sun公司公布了它的網(wǎng)格計劃和Sun One/1; 微軟、HP、ORCALE等公司開始投資此方面的研究; 2002年底第一個商業(yè)上的游戲網(wǎng)格Butterfly Grid建立，目標是解決許多人同時在線游戲的技術挑戰(zhàn)。 全球網(wǎng)格論壇：,國內(nèi)研究情況,在1999-2001年期間，863計劃支持下，國家高性能計算環(huán)境建設計算網(wǎng)格 六個城市的8個高性能計算中心通過Interne

12、t連接起來 國防科技大學、中科院網(wǎng)絡中心、XX國科技大學、清華大學、西安交大、復旦大學、西南交大、華中科技大學等單位構成 研制網(wǎng)格系統(tǒng)軟件和網(wǎng)格應用，支持并行計算的運行 其開創(chuàng)性的工作為我們今天更大規(guī)模的網(wǎng)格研究與建設奠定了基礎,國內(nèi)研究情況（續(xù)）,國家863“高性能計算機及核心軟件”專項 聚焦于網(wǎng)格，以建設“高性能網(wǎng)格計算環(huán)境”的關鍵技術攻關和設備研制為核心； 制定國內(nèi)網(wǎng)格標準，參與國際標準制定，培養(yǎng)一批人才 4TFlop/s高性能計算機 開發(fā)一套具有自主知識產(chǎn)權的網(wǎng)格軟件 XX國國家網(wǎng)格China National Grid (CNGrid)試驗床,國內(nèi)研究情況（續(xù)）,建設若干個大型行業(yè)應

13、用網(wǎng)格； 氣象服務網(wǎng)格、航空制造網(wǎng)格、XX國地質(zhì)調(diào)查網(wǎng)格、科學數(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)格項目： XX國教育科研網(wǎng)格：XX國教育部2003年十月份啟動，將連接上百所院校 上海市網(wǎng)格：智能交通等應用 國家基金委的網(wǎng)格專項：建立跨地域的協(xié)同網(wǎng)絡科學研究環(huán)境 軍隊等,國防科大網(wǎng)格研究,XX國國家網(wǎng)格的負責單位之一 結(jié)點、軟件、環(huán)境建設（1999-） XX國教育科研網(wǎng)格的主結(jié)點 網(wǎng)格應用： XX國國家氣象網(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 支持計算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格; 服務網(wǎng)格系統(tǒng) Service grid、Agent and grid.,四、看法,看法,網(wǎng)格計算技術還不成熟，勇于創(chuàng)新，機會很多 基礎理論研究還很薄弱、OGSI還不成熟 適應網(wǎng)格環(huán)境的硬件設施研究非常不足 支持“5E”網(wǎng)格軟件系統(tǒng)和應用工具有待長時間的開發(fā)和實踐 突破網(wǎng)格基礎設備 面向網(wǎng)格的高性能計算機 高速網(wǎng)絡 海量存儲設備、大型分布儲存系統(tǒng)等 網(wǎng)格軟件關鍵技術 動態(tài)資源共享 高可用和可靠性 按需服務 安全,看法,面向多企業(yè)的企業(yè)服務網(wǎng)格是未來的一個商業(yè)重點 Grid service、結(jié)合