网格计算技术发展趋势
网格计算文档
网格计算1. 简介网格计算是指利用计算机集群或分布式计算环境进行大规模计算和数据处理的一种技术。
它通过将任务分解成多个小任务，并将这些小任务分布到计算资源丰富的多个计算节点上，从而达到分布式运算和并行计算的目的。
网格计算可以显著提高计算效率和数据处理能力，适用于科学研究、工程计算、大数据分析等各个领域。
2. 网格计算的特点•分布式资源利用：网格计算利用分布式计算资源，包括计算节点、存储节点和网络节点，可以跨越多个物理地域进行计算和数据处理。
这种资源的集中和协调使用可以提高计算能力和数据处理效率。
•任务划分和调度：网格计算通过将大任务分解成多个小任务，并通过任务调度算法，将这些小任务分布到不同的计算节点上进行并行处理。
任务划分和调度需要考虑计算节点的负载平衡和通信开销，以最大限度地提高整个计算过程的效率。
•异构计算环境：网格计算环境中的计算节点通常是异构的，具有不同的硬件配置和性能特征。
因此，在任务划分和调度时需要考虑不同计算节点的计算能力和通信带宽，以充分利用各个计算节点的资源，提高整个计算过程的效率。
•灵活性和可扩展性：网格计算环境的设计具有很好的灵活性和可扩展性。
可以根据需求增加或减少计算节点的数量，以适应不同规模的计算需求。
同时，可以根据任务的特点和资源的分布做动态的任务分配和调度，以充分利用计算节点的资源。
•安全性和可靠性：网格计算环境需要保证计算任务的安全性和可靠性。
通过合理的权限管理和身份验证，确保只有授权用户能够访问计算资源。
同时，通过冗余备份和错误恢复机制，保证计算任务的可靠性和持久性。
3. 网格计算的应用领域3.1 科学研究网格计算在科学研究中具有广泛的应用。
科学家可以利用网格计算环境进行大规模的数据处理和模拟实验，从而加快科学研究的进程。
例如，在高能物理中，通过利用网格计算，可以对大型对撞机的实验数据进行处理和分析，以验证理论模型和寻找新的粒子。
3.2 工程计算在工程领域，网格计算可以用于模拟和优化复杂的工程问题。
网格计算的探析
网格计算的探析作者：程媛媛来源：《软件导刊》2012年第01期摘要：网格计算越来越被人们所提起,并作为一种分布式计算体系结构日益流行,它非常适合企业计算的需求。
很多领域都正在采用网格计算解决方案来解决自己关键的业务需求。
介绍了网格计算的基本概念、发展过程和未来的一些发展趋势。
关键词：网格计算；资源共享中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2012）001-0058-0 引言20世纪60年代末，人类采用信息包传输和开放式整体结构技术,组建了ARPAnet,从而诞生了计算机网络。
人们对数据处理的强大需求成为现实。
网格技术正是在此背景之下应运而生，并且正在逐渐地由一个新兴名词转变成为运用于商业、科研、医药等各行业的技术产物。
本文所讨论的网格计算即分布式计算，是研究如何把一个需要巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多网络中的计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果的技术。
最近的网格计算项目已经被用于使用世界各地成千上万志愿者的计算机的闲置计算能力，通过因特网，您可以分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以寻找超过1000万位数字的质数；用以完成需要惊人的计算量的庞大项目。
网格计算是利用网络上的计算机的 CPU 的闲置处理能力来解决大型计算问题的一种计算科学。
1 网格计算介绍简单说,网格是高性能计算机、数据源、网络3种技术的有机组合和发展,它与网络相比具有较高的品质、一体化的服务、应用知识化生产、资源共享等技术优点。
在知识生产的过程中,高性能计算机将起到关键的作用。
它把从数据源得到的原始数据,运行特定的程序加工成信息和知识，网格可以自动地找到高性能计算机、程序软件和数据源。
2 网格计算做网格计算环境将能够使各行各业及各单位解决目前难以处理的问题，最大程度地使用网格系统，满足使用者要求并降低他们计算机资源的购置和管理的总成本。
浅析网格技术及国内外研发现状
摘要:本文首先详细阐述了网格的相关概念和特点，对网格技术进行了分类，并详细介绍了网格的核心管理技术。
基于以上这些对网格和网格技术的分析，介绍了国内外一些有代表性的网格研究计划的开发进展，并指出了网格技术研究呈现的趋势。
关键词:网格网格技术研究发展1概述网格是近些年来发展起来的新兴的重要信息技术，该技术是继传统因特网、Web 之后的第三次浪潮，因此也被称为第三代因特网。
网格将消除一个个信息孤岛和资源孤岛，让人们的工作、学习和生活变得更加方便。
2网格的概念及特点2.1网格的概念通常情况下，网格就是对计算与资源环境进行的集成，或者可以说是一个计算资源池。
网格能够对各种计算资源进行充分的吸纳，并且在一定程度上可以将其转化成为标准的，同时是经济的计算能力。
2.2网格的特点①虚拟性；②共享性；③集成性；（4）协同性；⑤自相似性；⑥自治性与管理的多重性。
3网格技术3.1网格技术的发展互联网标准自定义方案事实标准单一实现真正的标准多种实现Web 服务等计算机科学研究GLOBUS 工具集开放式网络服务体系结构受管理的共享虚拟系统1990年1995年2000年2005年图1网格技术的发展如图1所示，我们可以将这个发展过程分为：①自定义方案：开始于20世纪90年代早期的元计算及相关领域的工作，该自定义方案通常情况下主要涉及到针对网络计算问题。
②Globus 工具集：从1997年起，开放源码的Globus 工具集第二版（GT2）成为了网格计算的事实标准。
③开放式网格服务体系结构：2002年出现的开放式网格服务体系结构是一个具有多种实现的真正社区标准。
④受管理的共享虚拟系统：对于该系统来说，通常情况下，可以对大量的实体，以及小的设备描述进行相应的，进而在一定程度上增加可视化的程度。
3.2网格核心管理技术①高性能调度技术。
对于网格的调度，通常情况下，需要建立预测模型，并且该模型性能随时间变化，进而在一定程度上利用网格的动态信息表示网格性能的波动。
网络计算的应用及发展前景
网络计算的应用及发展前景目前,科学技术的飞速发展,计算机也在经历一场革命。
技术在不断地更新换代,结合现代控制技术、图形技术为人们随时随地地给人们提供人们想要的各种服务,使得计算机真正进入到人们的生活中去。
然后,随着计算机技术的不断成熟,计算的模式也发生了根本性的变化,模式的变化必对整个信息产业产生巨大而深远的影响。
本文主要从网络计算的发展概况,技术的应用、在科学领域的各方面的应用及未来网络计算技术在市场中发展的潜力所在等方面进行的论述,并针对现有的网络计算的研究,给出了自己的一些看法。
标签：网络计算网格计算资源共享对等计算计算机技术自诞生以来,其发展速度之快远超过以往任何一种技术,应用之广泛是人们无法想象的。
正因为其惊人的发展速度,也给很多方面带来了一些明显或潜在的问题。
计算机行业的竞争十分激烈,造成了很多不同标准的共存,在九十年代,网络技术已经遍布全球,各种不同标准就给用户带来了很多困扰。
在我们追赶时代的脚步、享受新技术给我们带来的便利时,如何保护现有的经济投资、很好的利用现有的技术,扩大我们对投资的选择及购买的灵活性,最终为我们想要的结果准确率提高效率?上述的变化对计算机的要求更为严格,对其运算速度及存储容量有更高一层的要求。
从计算机的发展历史来看,计算机改进不但可以从硬件方面改进,还能从软件方面着手。
所以,为了提高计算机的计算速度极其存储容量,我们必须提高系统的硬件速度,还要对系统的结构进行改进以提高系统的匹配,更好的提高计算机的处理功能。
但硬件的速度提高是很有限的,那么当硬件元器件的速度达到最大无法再提高时,计算机计算性能的提高该如何进行呢?提高计算机的计算性能,人们最容易想到的方法必然是造就一台超级计算机,用其来完成复杂科学及其他学科中的大量计算工作,随着超级计算机的不断发展,它也已经成为了复杂科学计算领域的核心。
我们知道虽然超级计算机处理能力很强,但是它的造价也是极高的,一般的企业部门并不能利用这种超级计算机,除非是一些国家部门,像航天、气象等才有能力及经济支持来配置这样的设备,而现在的商业中计算也越来越复杂,不能普及就是其一大基本的缺陷。
云计算发展背景和趋势
云计算发展背景和趋势在当今数字化的时代，云计算已经成为了推动信息技术发展和变革的关键力量。
它不仅改变了企业的运营方式和个人的生活方式，还为整个社会带来了前所未有的创新和发展机遇。
云计算的发展背景可以追溯到上世纪 60 年代，当时计算机技术刚刚兴起，大型机是主要的计算资源。
然而，这些大型机价格昂贵，只有少数大型企业和机构能够负担得起。
随着时间的推移，微型计算机的出现使得计算资源逐渐普及，但仍然存在着资源分配不均、利用率低等问题。
到了 21 世纪初，互联网的迅速普及为云计算的诞生奠定了基础。
随着企业和个人对计算资源的需求不断增长，传统的计算模式已经无法满足需求。
在这种情况下，云计算应运而生，它通过将计算资源集中起来，以服务的形式提供给用户，实现了资源的高效利用和灵活分配。
云计算的出现也得益于虚拟化技术的发展。
虚拟化技术使得一台物理服务器可以同时运行多个虚拟机，从而大大提高了服务器的利用率。
此外，分布式计算、网格计算等技术的发展也为云计算提供了重要的技术支撑。
云计算的发展还受到了企业数字化转型的推动。
在竞争激烈的市场环境下，企业需要快速响应市场变化，提高创新能力和运营效率。
云计算为企业提供了灵活、可扩展的计算资源和服务，帮助企业降低了IT 成本，提高了业务的敏捷性和竞争力。
在个人用户方面，随着移动互联网的普及和智能设备的广泛应用，人们对随时随地访问数据和应用的需求日益增长。
云计算使得个人用户可以将数据存储在云端，通过不同的设备进行访问和共享，极大地提高了数据的可用性和便利性。
从趋势来看，云计算未来将朝着更加智能化、融合化和安全化的方向发展。
智能化是云计算发展的重要趋势之一。
随着人工智能技术的不断发展，云计算将与人工智能深度融合，为用户提供更加智能的服务。
例如，通过智能算法优化资源分配，实现自动扩缩容，提高资源利用率；利用机器学习进行预测性维护，保障云计算系统的稳定运行。
融合化也是云计算未来发展的一个重要方向。
网格计算
网格计算一、网格计算的定义网格，是一个集成的计算与资源环境。
它能够充分吸纳各种计算资源，并将其转化成为一个随处可得的、可靠的、标准的，同时还是经济的计算能力。
这里的计算包括网格通信能力。
数据资料、仪器设备，甚至是人等各种相关资源。
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。
基于网格的问题求解就是网格计算。
网格计算即分布式计算，是一门计算机科学，这种计算模式是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”，所以这种计算叫网格计算。
二、网格计算的目的网格计算的目的是，通过任何一台计算机都可以提供无限的计算能力，可以接入浩如烟海的信息。
这种环境能够使各企业解决以前难以处理的问题，最有效地使用他们的系统，满足客户要求降低他们计算机资源的拥有和管理总成本。
网格计算的主要目的是设计一种能够提供以下功能的系统：提高或拓展企业内所有计算资源的效率和利用率，满足最终用户的要求，同时能够解决以前由于计算、数据或存储资源的短缺而无法解决的问题。
建立虚拟组织，通过让他们共享应用和数据来对公共问题进行合作。
整合计算能力、存储和其他资源，能使得需要大量计算资源的巨大问题求解成为可能。
通过对这些资源进行共享、有效优化和整体管理，能够降低计算的总成本。
三、网格计算的优点这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势。
一是数据处理能力超强；另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。
实际上，网格计算是分布式计算的一种，如果我们说某项工作是分布式的，那么，参与这项工作的一定不只是一台计算机，而是一个计算机网络，显然这种“蚂蚁搬山”的方式将具有很强的数据处理能力。
充分利用网上的闲置处理能力则是网格计算的又一个优势。
网格计算模式首先是把要计算的数据分割成若干“小片”，而计算的这些“小片”的软件通常是一个预先编制好的屏幕保护程序，然后不同节点的计算机可以根据自己的处理能力下载一个或多个数据片段和这个屏幕保护程序。
网格计算解析未来科技趋势
网格计算解析未来科技趋势近年来，随着信息技术的飞速发展，全球各行各业纷纷转型数字化，科技变革已成为不可忽视的趋势。
在这个数字化时代，网格计算作为一种强大的计算模式，正在悄然崛起，并为未来科技带来了巨大的影响和变革。
本文将探讨网格计算的概念、应用、优势以及它对未来科技的趋势和影响。
一、网格计算概述网格计算是一种基于互联网的分布式计算模式，通过将广泛分布的计算资源整合起来，形成一个大规模的虚拟计算机网络。
这种计算模式是众多计算机和资源的集合体，并通过高效的通信、数据共享和计算任务管理，将这些资源整合为一个整体，以提供强大且高效的计算能力。
二、网格计算的应用1. 科学研究领域网格计算在科学研究领域有着广泛的应用，特别是在基因组学、气候模拟、天文学等领域。
通过网格计算，科学家可以迅速地处理海量的实验数据，进行数据的分析和计算模拟，加速科学研究的进程。
2. 工程设计与制造在复杂工程设计与制造领域，网格计算可以帮助工程师模拟和优化设计，在提高生产效率的同时降低成本。
例如，通过网格计算可以模拟飞机的空气动力学性能，优化设计方案，减少试验和测试的成本，并提高研发速度。
3. 金融和经济领域在金融和经济领域，网格计算也发挥着重要的作用。
通过网格计算可以进行复杂的金融模型计算，包括风险评估、资产定价和投资组合优化等。
这些计算可以为金融机构提供准确的决策支持，帮助他们做出更明智的投资决策。
三、网格计算的优势1. 强大的计算能力网格计算将广泛分布的计算资源整合为一个整体，可以提供大规模的计算能力。
这种计算能力远超过单一计算机或服务器的能力，可以在短时间内处理海量的数据和复杂的计算任务。
2. 高效的资源利用由于网格计算的分布式特性，它可以充分利用各个计算节点的计算资源，避免资源的浪费。
通过合理分配任务和数据，可以实现计算资源的最优利用，提高整体的计算效率。
3. 可扩展性和灵活性网格计算具有良好的可扩展性和灵活性。
它可以根据需求动态地添加或移除计算节点，并根据任务的复杂程度和优先级分配合适的计算资源。
网格技术研究与发展趋势综述
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精品课件
网格应用需求背景
▪ E-Government ❖各个政府部门的信息互通和互操作 ❖部门之间资源和信息共享和整合
▪ E－Entertainment ❖大规模的视频点播：分布、海量 ❖在线游戏:成千上万人、交互、处理
▪ E-Education ❖教育信息化 ❖主动学习方法和交互式的教学方式 ❖网络上作模拟实验精品课件
▪ 应用的使用模式 ▪ 社会和体制障碍 ▪ 人们的思想障碍 ▪ 网格的市场在什么地方？究竟有多大？如何达
到和开发？
❖目前的成功在科学计算领域－eScience
精品课件
网格技术研究现状
▪网格技术从支持科学计算为主向市场更
大和应用面更宽方向发展
❖Data grid、Sensor grid
❖Information Grid和Service grid扩展
• such as CPU or file at desktop PCs
❖ Dedicated to some special applications
▪ SETI@Home
❖ 集成网络上各种空闲PC，处理能力达到 54 teraflops ❖ 适应特定应用
▪ Napster, Gnutella, etc.
fiber links ❖Aggregated resources
• Over 21 TeraFlops computing power • Over 600 terabytes storage
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从 P2P 研究团体角度
▪ Grid is a P2P computing Platform
❖ Normally, utilize the autonomous resources at the edge of Internet
• integrate visual devices • share persons’ presence • now used at over 150 institutions
精品课件
从基础设施看，什么是网格？
•网格是通过网络提供综合计算机、数据、
设备等资源和服务的基础设施
❖计算资源共享 共享
软件共享
al Grid
九十年代中期
精品课件
广域资源的联合
处理服务Grid：
含义变化 应用广阔
本世纪初
什么是网格？ ▪ 通常讲，网格（Grid）将网络上地理
分布的各种资源聚合为一体，支持应 用问题合作求解系统的构造
❖集成计算、数据、存储、设备、软件和 人员等各种资源；
❖思想：资源共享和协同，强调统一和横 向设计；
▪ 虚拟组织的管理和协同工作
❖ 多个系统的协调和集成 ❖ 服务和应用的自治管理和优化 ❖ 自动配置和部署
▪ 网格的可用性和可开发性
❖ 资源多层次和多方面的异构性 ❖ 系统状态的不确定性
▪ 安全
❖ 和现有分布的空间信息系统的结合 ❖ 多域的安全问题
精品课件
挑战
▪ 如何将网格技术和传统的技术相互结合
❖Grid 和传统数据库管理 ❖网格和目前流行企业中间件 ❖网格和其它……
设备
❖ 数据信息共享 服务共享
人才
共享
•为应用提供不间断的，无限的处理和按
需能力，如同电力和水力基础设施；
•以服务为手段； •新一代信息基础设施（4T）
精品课件
二、网格计算 挑战与发展
精品课件
技术挑战
▪ 建立一个开放的信息处理基础设施平台
❖ 一个开放的体系结构、标准和协议，以形成信息获取、传 输、访问、共享和处理的单一虚拟系统基础平台
❖提供共享资源：超级计算机，存储器，数据和仪器， etc. on Internet
• 通过高速网络连接
精品课件
从高性能计算领域(cont’)
▪ TERAGRID (a typical project)
❖Funded by NSF of U.S.A ❖Connect 5 supercomputer centers with 40Gbps
• interact via symmetric protocols (vs. client/server) • take decentralized control • collect huge resources over Internet
❖ Share idle resources at edges
网格计算技术 发展及其趋势
主要内容
一、网格的含义和应用 二、网格计算挑战与趋势 三、国内网格研究工作 四、看法
精品课件
一、网格的含义和应用
精品课件
Grid的由来
网络资源联合 计算
MetaComputer
八十年代
国家信息基础设施
－数字信息基础设
施
本世纪
一个无缝集成的 计算和协同环境 Computation
精品课件
从工业界信息集成角度
▪ Grid 为应用的无缝集成提
供了一种有效的方式
❖在不同的组织中集成应用和 交换数据
• 象WEB一样连接了分布在
网络上的页面
❖集中在不同组织中应用间的 连接和互操作
• 例如：Inter-enterprise
business processes 精品课件
Design Analytics
Design
Design
Pricing
Simulation
从合作研究的角度
▪ 网格是一个大规模的合作平台
❖支持全球分布的人与人或组织与组 织之间的高质量网上合作
❖Access grid ：建立一个大规模电 子会议和分布会议的平台
❖Enable persistent electronic spaces
从高性能计算领域 ▪ 网格是一个集成Internet资源的虚拟超级计算
机
❖许多巨大挑战性应用
网格•• 对计需算要不和比数单同据 个密 计用集 算型 机户应 更意用 强的味计算着能力不同的事情
• 通过汇集 Internet的高性能计算资源，建立虚拟超级计
算机平台
• 这是 Grid computing最初动力
❖方法：建立广泛的资源共享标准和协议
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网格应用需求背景
▪ E-Science ❖大规模构造和挖掘大型的观测和模拟数据库 ❖开发计算机模拟和分析 ❖访问远程的特殊设备 ❖分布各地的合作研究人员近实时的交换信息
▪ E-Business ❖企业计算是高度分布、异构、企业之间(B2B) ❖企业计算需要大量计算和数据服务 ❖各种资源和服务的提供商出现，租赁业务是 可行的