网格计算及其关键技术综述
网格体系结构及关键技术分析

中圈分类号 : P 9 T 33
文献标识码 : A
文章编号 :o 9 3 4 (o 63 — 0 0 0 1o - 0 42 o )5 0 3 - 2
GAIL n - u , i g- n XU e g y P n -mi n
Re e rh Suv y frGr c i cu e a d Cdi c nq e s ac re i Ar ht tr n t al o d e c Ye h iu
虚 拟 组 织 的 应用 程 序 共 享 。
2网格 的概念 与特 征
网格 就 是 一 个 集 成 的计 算 与 资 源 环 境 。 者 说 是 一 个 计 算 资 或 源 池 。指 出 了网 格 的 三个 主要 特 征 : 一 , 源共 享 , 第 资 动态 配 置 , 协 同] 作 , 二 不存在任何集 中控制 ; 第二 , 使用标准 、 通用 、 开放 的协议 和 接 口 ; 三 , 服 务 质 量 , 括 响 应 时 间 、 量 、 用 性 和 安 全 第 高 包 流 可 性 。 一 般来 说 . 网格 具 有 分 布 共 享 性 、 自相 似性 、 态 多 样 性 以及 动 管 理 的多 重 性 等 多个 方 面 的特 点 。 分布性是指网格的资源是分布 的。组成 网格 的有着不同计算 能力的计算机 以及各种类型 的设备 与资源。 是分布在不 同的地理
维普资讯
、 网络 通 讯 与 安 全
.
. . . ...本 目任 辑 冯 栏 Nhomakorabea责 编 :蕾
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网格体系结构及关键技术分析
盖 凌 云 。 鹏 民 徐
( 莱阳农学院 网络 中心 , 山东 青 岛 2 60 ) 6 19 摘要: 网格计算是 以大规模的资源协作共 享、 创新 的应 用以度高性能计算 为特点。 诞生的一个全新领域 。本文对网格的特点和体 系结 构进行 了介绍 . 并详细分析 了网格计算的关键技术 。 关键词 : 网格 ; 网格计算 ; 系结构 ; 体 关键技术
网格计算综述-许东菊

Thanks!
网 格计算实际上应归属于分布式计算(Distributed Computing)。网格计算模式首先把要计算的数据分 割成若干“小片”,而计算这些“小片”的软件通 常是一个预先编制好的程序,然后处于不同节点的 计算机可根据自己的处理能力下载一个或多个数据 片断和程序。只要节点的计算机的用户不使用计算 机时,程序就会工作。
构造层(Fabric)它的功能是向上提供网格中可供 共享的资源,它们是物理或逻辑实体。
连接层(Connectivity.)它是网格中网络事务处理 通信与授权控制的核心协议。构造层提交的各种资 源间的数据交换都在这一层的控制下实现。各资源 间的授权验证、安全控制也在这里实现。
资源层(Resource)这一层的作用是对单个资源实 施控制,与可用资源进行安全握手、对资源做初始 化、监测资源运行状况、统计与付费等有关的资源 使用数据。
网格计算综述
Review on Grid Computing
•什么是网格计算 •为什么需要网格计算 •目前的主要研究现状 • 主要的研究内容 • 主要的应用
什么是网格计算
网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的专门针 对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式利 用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一 个虚拟的超级计算机, 其中每一台参与计算的计算 机就是一个节点, 而整个计算是由成千上万个节点 组成的一张网格, 所以这种计算方式叫网格计算。
网格计算的安全问题
网格计算一个最早的引发点是受到了电网的 启示,所以,网格计算与电网有很多地方可以类比。 正如电网的首要问题是安全一样, 网格计算的安 全也是最为重要的。通俗地说,需要重视的安全 问题主要来自两个方面,一是身份验证的问题,另 一个是网格计算必须要受到有序的控制和管理。 对于网格计算中的身份验证问题, 虽然与我们现 在的基于客户机/服务器模式的身份验证有所不 同,但目前各大学和研究机构多是采用安全的 telnet 和ftp 应用环境,虽然黑客们也会对此发 动攻击和挑战,以达到"偷电"的目的,但其危险性 会因人为的干预或者安全措施的加强而并不十分 严重。
网格计算及其应用综述

() 4 共享性 : 网格的根本特征是资源共享而不是它的规模. 尽管网格 资源是 分布的 , 是它们 却是 但 可以充分共享的. 分布是 网格硬件在物理上 的特征 , 而共享是网格软件支持, 具有很多 资源 , 资源发生故障的概率很高. 网格 的资源管理或应用必须能
网格体系结构是关于如何建造网格的技术 , 包括对网格基本组成部分和各部分功能的定义和描述 ,
网格各部分相互关 系与集成方法的规定 , 网格有效运行机制的刻 画. 显然 , 网格体系结构是 网格 的骨架
和灵魂 , 是网格最核心的技术 , 只有建立合理的网格体系结构 , 才能够设计和建造好网格 , 才能够使 网格 有效地发挥作用. 目前网格体系结构 的设计 已有 了一定的研究 , 提出的模型有 : 五层沙漏模型、 组件模 型、 开放网格体系结构( G A 模型、 O S) 计算池模型、 P C U模型 、 神经网络模型、 节点模型等. 中五层沙漏 其
V 12 . o . 4 No 2
J n 2 0 ue 0 6
网格 计 算 及 其 应 用 综 述
赵 巍 庞 慧
河北建筑工程学院计算机系
摘 要 介绍 了网格计 算的概念 、 特点、 功能、 源、 究现状及 其应用领域 , 起 研 而且介绍 了网格 计算 中的关键技术. 关键词 网格 ; 网格计算 ; 网格体 系结构 ; 网格操作系统 中 图号 T 3 U
O 引言
网格计算( r C m un ) Gi o p t g 是当前互联网研究 中的一个热点 , d i 也是并行 和分布处理技术 的一个 发展
方向. 传统因特网实现了计算机硬件 的连通 , b实现了网页的连通 , 网站( We 但 信息 孤岛) 的信息并不 上 能按照用户 的指令进行有意义的交流. 人们不能共享广域网络 中的异构资源; 不能将运行在通过 I r na t.
网格计算与网格体系结构综述

LI U L q n iu
( fr t n Sin e a d T c n lg c olo nu A r utrlU i ri ,L nh u 7 0 7 ) I oma o cec n eh ooy S h o fGa s gi l a nv sy a zo 3 0 0 n i c u e t
施 .能 提供 可 靠 的 、可 协 调 的 、可 扩展 的 和 廉 价 的高
端 计 算 能力 的 访 问 。根 据 网格 的定 义 ,网 格 具 有 异 构 性 、可扩 展 性 、动 态 可 适 应 性 , 以及 自治 性 和 管 理 的 多重 性 等 特 点 [ 。 网格 的 异 构 性 是 指 网格 可 以包 含 多 - 种 异 构 资源 ,包 括 跨 越 地 理 分 布 的 多个 管 理 域 。 构 成
网格计算 系统的计 算机有多种类 型 ,其 体系结构 、操
作 系统 及 应 用 软件 等 在 多 个 层 次 上 都 可 以具 有 不 同 的 结 构 网格 的可 扩 展 性 指 网 格 资 源 规 模 会 随着 各 种计
算 资 源 的不 断加 入 而不 断 扩 大 。动 态 可 适 应 性 指 网格
・
网络 与 电子 商务/ 务 ・ 政
农 业 网 络 信 息
A G: C观 Tl NETW ORK 唧 础 强 RM A竹 DⅣ
2 1年 第 2期 01
网格 计算 与 网格体 系结构 综 述
刘立 群
( 甘肃农 业大 学信 息科学 技术 学 院 ,兰州 70 7) 30 0
摘
要 :论述 了网格 的特 点和 分 类,总结 比较 了网格 技术 与其他 技术 的不 同。 分析 了网格体 系 的结构 ,包 括 五层 协议结
网格计算解密未来智能家居的核心

网格计算解密未来智能家居的核心随着科技的不断进步,智能家居已经成为当今社会中的热门话题。
在智能家居中,网格计算作为其核心技术之一,扮演着关键的角色。
本文将探讨网格计算在未来智能家居中的应用和其所带来的潜力。
一、什么是网格计算网格计算(Grid Computing)是一种通过将多个计算机资源共享起来形成一个虚拟化的计算机网络,从而实现对计算资源的高效利用的技术。
它能够将大规模的、复杂的计算任务分解为多个小的子任务,然后通过计算机网络将这些子任务分配给多个参与计算的节点进行并行计算,最后将计算结果合并输出,从而提高计算的效率和性能。
二、网格计算在智能家居中的应用1. 资源共享和调度网格计算可以实现智能家居设备之间的资源共享和调度。
智能家居中的各个设备可以通过网格计算平台进行连接和交互,共享自身的处理能力和存储资源。
通过网格计算的调度算法,可以将不同设备之间的计算任务进行合理的分配和调度,提高整个智能家居系统的效率和性能。
2. 数据处理和分析智能家居中产生的大量数据需要进行处理和分析,以提取有价值的信息和知识。
网格计算可以利用各个设备的计算能力,将数据处理和分析任务分解为多个子任务,然后并行计算,提高数据处理和分析的速度和效率。
同时,网格计算还可以提供分布式的存储系统,用于存储和管理智能家居的数据。
3. 响应速度和实时性智能家居中,一些应用对响应速度和实时性要求较高,比如智能安防和智能家电控制等。
网格计算可以将计算任务分配给靠近设备的节点进行处理,减少了计算任务的传输延迟,提高了响应速度和实时性。
三、网格计算在未来智能家居中的潜力1. 提高系统性能和可扩展性网格计算作为一种分布式计算技术,可以充分利用智能家居中的各种计算和存储资源,提高整个系统的性能和可扩展性。
未来智能家居的规模和复杂度会不断增加,而网格计算可以满足大规模和复杂任务的需求,为智能家居的发展提供强有力的支持。
2. 降低成本和能耗网格计算可以通过充分利用智能家居中的各种计算和存储资源,减少额外的硬件和设备投入,从而降低成本。
网格计算技术的特点及关键技术

共享网格,则要冒很大的风险。5)高带宽需求:有限的网络带宽满足不了网格计算技术的数据传输速率要求,这就限制了适 合在网格上运行的应用类型,应提高现有网络的带宽以更好的发挥网格计算的优势。6)人机通信的问题:必须提供丰富的用 户接口和编程环境,提供最常用的语言,如C、C + + 、FOR- TRAN、MPI、PVM 以及分布式共享存储器和一些函数库等; 提供直观的用户访问接口,包括Web 方式,使用户可以在任何位置、任何平台上使用系统资源〔6〕。7)知识产权问题:在 网格计算中很多被共享的数据都存在知识产权问题,如何保护知识产权也是一个需要解决的问题。8)协议和服务标准:迄今 为止,网格计算还没有正式的标准。在核心技术上,现在比较普遍的是采用由美国Argonne 国家实验室与南加州大学信息科 学学院合作开发的Globus Toolkit。Globus Toolkit 是一种开放架构和开放标准基础设施,它提供了构建网格应用所需的很多 基本服务,如资源发现、资源管理、数据访问、安全等。IBM、微软、Sun 等厂商已宣布将支持GlobusToolkit 〔10〕。3 结 束语1)目前网格计算技术主要应用在高等学校和科研单位内部,用以提供高性能的计算环境。解决教学和科研中的模拟实验 和科学计算问题。随着研究的深入其他行业也会利用网格计算技术。2)根据Internet 和Web 发展的历史,网格的重要技术标 准将在2004 ~ 2005 年这一时段出现,它将主导2004 ~ 2020 年期间信息技术的发展。不论是集群网格、校园网格或者将来的 全球网格(Global Grid),它们都是给网格内的用户提供一体化的高性能计算环境和信息服务,帮助人们完成一些需要高性 能计算环境的实验或科研活动。参考文献:〔1 〕孙晓钟. 高能物理和网格计算〔N〕. 人民日报,2001 (10). 〔2 〕李三立. 先进计算基础设施的作用与意义〔N〕. 计算机世界报,(B1). 〔3 〕桂小林,钱德沛. 基于INTERNET 的网格计算模型研究 〔J〕. 西安交通大学学报,2001,35 (10):〔4 〕徐扬,王宏,宋宇,等. 网格计算网罗一切〔N〕. 中国计算机报,
网格计算及其关键技术综述_罗作民

! 网格计算的发展 !$% 网格计算的起源
网格计算的起源是由于单台高性能计算机已经不能胜任 一些超大规模应用问题的解决。于是, 人们想象分布在世界各 地的超级计算机的计算能力能否通过利用广域互连技术使其 像电力资源那样输送到每一用户, 来求解一些大规模科学与工 程计算等问题, 从而形成了计算网格( 又称网格计算系统) 。网 格计算是作为虚拟的整体而使用在地理上分散的异构计算资 源, 这些资源包括高速互连的异构计算机、 数据库、 科学仪器、 文件和超级计算系统等。使用计算网格, 一方面能使人们聚集
5DDIV9- 作 为 自 由 软 件 已 经 在 因 特 网 上 公 开 。 包 括 ;,-/DN9H 、 +@A、 A9C/DEDF-、 MDJNHO 等在内的 )! 家 计 算 机 和 软 件 厂 商 已 宣
布将采用 8ID17E 5DDIV9-,作为一种开 放 架 构 和 开 放 标 准 基 础 设施。 8ID17E 5DDIV9- 提供了构建网格应 用 所 需 的 很 多 基 本 服 务, 如安全、 资源发现、 资源管理、 数据访问等。 目前所有重大的 网 格 项 目 都 是 基 于 8ID17E 5DDV9- 提 供 的 协 议 与 服 务 建 设 的 。 此外, 包 括 8ID1HI 8/9: GD/7J 、 对象管理组织( 、 以 >A8 ) 0#M , 及 8ID17E$D/< 等 标 准 化 团 体 都 参 与 了 网 格 计 算 标 准 以 及 全 球 标准的制定工作。美国 URHV9 MD/N$ 公司于 !""! 大网格( 888 ) 年 ! 月 提 出 了 名 为 68?L ( 的命 6.C7/. 8/9: ?HJ9,< L/D-DCDI) 标准。目前已有康柏、 惠普、 名服务( ?HJ9,< 6./R9C. ) +@A、 67, 等公司表示支持。中国科学院计算所正在开发一个“ 网格计算 , 试图将应用与网格资源连结 协议” ( 8/9: MDJN7-9,< L/D-DCDI) 起来。
网格计算及网格体系结构研究综述

第 2 卷 第 5 7 期
VO. 127
NO 5 .
计 算 机 工 程 与 设 计
Co u e gn eiga dDe in mp tr En ie rn n sg
20 年 3 06 月
M a .2 0 r 0 6
网格计算及 网格体系结构研究综述
地 使 用 计 算 、 储 等 其 它 资 源 。 由此 可 见 , 际 上 It t 存 ” 实 ne 实 me
是广域高 性能 的元计 算技术 , 元计 算术语现 己被 网格 计算 所取代 。目前 网格计算技 术己从最初 的面 向工程和 科学 计算 问题 的解决 , 发展到支持经 济和 社会活动的各个领域 , 已有许
深 科学 家、 o s b a s nF
t, e 曾在 19 年 编 著 出版 的 《 格 : 种 新 计算 基 础 设施 的 蓝 r 98 网 一
图》 书中这样 描述 网格 : 网格是 构建在 Itme 上 的一组 一 “ ne t 新兴技 术 , 它将 高速 互联 网、 高性能 计算机 、 型数据 库、 大 传 感器、 远程设备等 融为一体 , 为科技 人员和普通百姓 提供 更多 的资源 、 功能和 交互性 。 互联 网主要 为人 们提供 电子 邮件、 网 页浏览等通信 功能, 网格 的功 能则更多更强 , 而 能让人们 透明
S r e f rdc mp t g a dg i r h t cu e u v y o i o u i n rda c i tr g n e
ZHAo a — in , J S ig a g Nin qa g U h — u n
(c o l f o ue S i c d e cmm nct n n i eig i guU i rt,Z ej n 10 3 hn) Sh o o mptr ce e n l o u i i s gn r ,J n s nv sy hni g 2 1,C i C n a Te ao E e n a ei a 2 a
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m tn or skol g r or s t wdl san ad lbri . a o e cniet i xes e - ao r u e,n e e u e, i y r g c l on n l o r ost ad pn v a i e e s w d e c e , s c e h i n oa o h s f s s n n n e i c
时8 年的项 目, 包括系统研发 、 制造 、 维护及升级叹
迄今为 1 网格计算还没有正式的标准 但在核心技术土 , , 卜 相关机构与企业 已达成一致 山美国能源部及 N S A A等政府研
发机构为中心推动, 美国Agne r n 国家实验室与南加州大学信 o
息科学学院( ]合作开发的项 目Gou 协议已成为日 I) S l s b 前网格 技术的典 型代表和 网格计算事实 卜 的规范 与标准。Gou l s b To i作为 自由软件 己经在因特网上公开。包括 Etp , olt k n i o r a
( ici、 Ht h)宝马(M 等都已经开始构造和试用内部网格m a B W) a
我国的网格计算研究起步不久。由中国科学院牵头的“ 国
起着关键的作用, 统一管理计算网格, 将各个结点集成起来, 组
成一个虚拟协同高性能计算环境 , 向社会大众和各领域的科研
机构统一提供高性能计算和海量信息处理服务。 网格应用是以
生产、 资源共享等技术优点, 其结点异构 自治、 资源动态演化 、 任务分布协同。如何在动态、 异构虚拟组织间实现协同的资源
共享以及协同地解决某一问题是网格计算面对的根木问题气
网格计算的报本特征不是它的规模,而是消除资源孤岛,
使在不额外购买新设备的情况下 ,充分发挥现有资源的潜 力
像电J资源那样输送到每一用户, 1 来求解一些大规模科学与工 程计算等问题, 从而形成了计算网格( 又称网格计算系统) 。网
资源得 以充分利用1 气 网格计算系统 主要包括网格结点 、 系统软件 、 网格 网格应 用。 网格结点是地理上独立的计算和信息中心。 网格系统软件
公司 等大型企业都已开始进行有关Gi Cm un 的实验, r optg d i 尝 试用网格计算进行复杂的仿真与 设计。 爱立信(r n 、 立 E c o)口 s s
基金项目: 高等学校重点实脸室访问学者基金资助
作者简介: 罗作民 男, 博士研究生, 副教授, 主要研究方向为分布式计算、 网格计 算。张景. 博士生导师, 男. 主要研究方向为分布式计算、 网格计
算。李军怀, 博上, 男, 讲师, 主要研究方向为分布式计算,S W C C 谢长生, 博士生导师, o 男, 主要研究方向为网络存储、 数据网格
办的五个 国家高性能计算f心已经运行。目前 我国的网格讨 卜
算研究主要集中于中科院计算所、 国防科大、 江南计算所 、 清华 大学等几家在高性能计算方面有较强实力的研究单位 这些单
位在高性能计算研究方面有很好的技术积 累和很强 的科研能
力
2 网格计算的研究现状 . 2
网格计算被誉为继 Ie e和 We 之后的“ nr t tn b 第三件信息技 术浪潮喇 从美国、 欧洲、 本等发达国家到印度等一些发展中 口 国家, 都启动了大型网格研究计划 并得到 f Y 产4界大力支持 . 英国政府已投资 1 亿英镑, 研发“ 英国国家网格’ , 口美国政府用 于 网格技术的基础研究经费达 5 亿美元 美国军方 I F 规划实施 一巨型网格计划一 全球信息网格”预计22 年完成。作为该 “ , 00 计划的一部分, 美国海军陆战队推动一项耗资 10 6 亿美元、 历
生物 、 、 气象 能源、 石油、 水利等行业的重大应用为背景建 " 1 的 应用1 1 6 。网格计算系统具有资源分布性、 管理多重性 、 动态多样 性、 结构可扩展性等特点1 , 1 其结点及各种资源分布于不同的 刃 地方, 隶属于不同的所有者, 多层管理 为了完成特定的工作 , 各种各样的异构资源可动态组合 规模可不断加大。
tk n eeto mn ao t hogs e r mcai ,e iea , r t dt un dn i c p a m a mn, m uitn nli , i e nm u r rc e ,o h ir tg a c - s ag c c i e oe s ut h s s n fe t fm si i y m o c c y t c e b o e tn rn v w t htoeeu ev n et ri w k g i h e r nos i m n an o i i n e e e g nr o
K y od; cm un, i tg a i coe tn rn , r s ngmn ew rs gd ptgdtb i dnmc pri w k gr o c m aeet r o i irun y i s o ao o i e u e a s
1 引言
一个集成的计算与资源环境称为网格。 基于网格的问题求
算机的应用及各行各业的信息化产生重大影响
下面是作者基于华 中科技 大学外存储系统实验室异构 网
解叫网格计算o 网格计算是近年来兴起的一个研究热点 当前 f
的因特网技术实现了计算机之间的通信和信息交换, 而网格计 算技术则试图实现互连网 匕 所有资源〔 计算资源、 存储资源、 通 信资源、 软件资源、 信息资源, 知识资源等) 的全面共享与协同 工作, 使整个因特网整合成一台巨大的超级计算机, 为用户提
供“ 即连即用’ . 式的服务l 2 1 。网格 计算具有高性能、 一体化 、 知识
络存储系统, 根据国内外相关资料 , 对网格计算及其关键技术
的研 究和分析 ,
2 网格计算的发展 21 网格计算的起源 . 网格计算的起源是由于单台高性能计算机已经不能胜任
一些超大规模应用I题的解决。于是 人们想象分布在世界各 ' 6 l 地的超级计算机的计算能力能否通过利用广域互连技术使其
格计算是作为虚拟的整体而使用在地理上分散的异构计算资 源, 这些资源包括高速互连的异构计算机、 数据库 科学仪器 、
文件和超级计算系统等。使用计算 网格 , 一方面能使人们聚集
பைடு நூலகம்
( 即能使网 卜 的闲置处理能力得到充分利用) 。同时 作为一种
新兴的造价低廉 而数据处理能力超强的计算模型! 必将对计 l f ,
摘 要 网格计算是近年来兴起的一个研究热点。它旨 在使互联 网上所有资源( 计算资源、 存储资源、 通信资源、 软件资
源、 信息资源、 知识资源等) 实现全面共享与协同工作, 使整个因特网整合成一台巨大的超级计算机, 为用户提供“ 即连即
用” 式的服务 论文不仅介绍了网格计算的概念、 特点、 源、 究现状及 当前几个典型的系统 , 起 研 而且从 网格计算即异构网
家高性能不算环境(H C ,aoa Hg Prrac Cm l N PENtnl h fmne - i i eo o plg inet, 和山 un Ev mn ' i nr o )项目 清华大学牵头的“ 先进计算基础 设 A I dacd m u tn fsute, 施(C, vne C pti a Irtc r)北京上海试 A o aol nar u 点工程” 两个网格计算项目已取得初步成果。由科技部支持创
格结.在网络环沈下的分布动态协同工作的角度出发, a 着重介绍了网格计算的休 系结构、 资源管理、 任务管理、 通信技 术、 安全机制、 用户界面等关键技术 关键词 网格计算 分布动态 同工作 资源管理 协
文童编号 10 - 3 1 (0 3 3 - 0 8 0 0 2 83 - 2 0 )0 0 1- 5 文献标识码 A 中图分类号 T 3 3 P9
cs t ror s s cv o t ipyil tn acs pi. ts im k t wo ie e j t e o u e ie e i f r sa l ao o ce o t h wy ae h hl n r t le s e c r p te h h c o i r s nl i a t s s r e c n e e n u i t s k a e opt. e e nt ep i t gd ptg enet ca c rt ,incrn st ad e spm m u rh ppr o xln h r c un' ocp ,iatii op , m t e s u eT a o 吻 a s i o i s e m s lr esc r i u t n o a m t i l cm un s t sbt ir ue t ky hog s uh gd heteror m ngmn, y c gd ptg e , a o dc h e t nli , c a r a ic r,s c aa et pa r o i y m u l n i s s t o s e e o e s c s r t u e u e e i c
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