什么是網(wǎng)格?

【專家解說】：網(wǎng)格(Grid)這個(gè)詞來自于電力網(wǎng)格(PowerGrid)?！熬W(wǎng)格”與“電力網(wǎng)格”形神相似。一方面，計(jì)算機(jī)網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，很像電力網(wǎng)；另一方面，電力網(wǎng)格用高壓線路把分散在各地的發(fā)電站連接在一起，向用戶提供源源不斷的電力。用戶只需插上插頭、打開開關(guān)就能用電，一點(diǎn)都不需要關(guān)心電能是從哪個(gè)電站送來的，也不需要知道是水力電、火力電還是核能電。建設(shè)網(wǎng)格的目的也是一樣，其最終目的是希望它能夠把分布在因特網(wǎng)上數(shù)以億計(jì)的計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、貴重設(shè)備、數(shù)據(jù)庫等結(jié)合起來，形成一個(gè)虛擬的、空前強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，滿足不斷增長(zhǎng)的計(jì)算、存儲(chǔ)需求，并使信息世界成為一個(gè)有機(jī)的整體。 　　網(wǎng)格-優(yōu)勢(shì) 　　（1）資源共享，消除資源孤島：網(wǎng)格能夠提供資源共享，它能消除信息孤島、實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的互連互通。網(wǎng)格與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的是一種硬件的連通，而網(wǎng)格能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層面的連通。 　?。?）協(xié)同工作：網(wǎng)格第二個(gè)特點(diǎn)是協(xié)同工作，很多網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)可以共同處理一個(gè)項(xiàng)目。 　?。?）通用開放標(biāo)準(zhǔn)，非集中控制，非平凡服務(wù)質(zhì)量：這是Ian Foster最近提出的網(wǎng)格檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)格是基于國(guó)際的開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這跟以前很多行業(yè)、部門或者公司推出的軟件產(chǎn)品不一樣。 　?。?）動(dòng)態(tài)功能，高度可擴(kuò)展性：網(wǎng)格可以提供動(dòng)態(tài)的服務(wù)，能夠適應(yīng)變化。同時(shí)網(wǎng)格并非限制性的，它實(shí)現(xiàn)了高度的可擴(kuò)展性。 　　網(wǎng)格的體系特征 　　網(wǎng)格之所以能有以上所說的種種優(yōu)勢(shì)特征，是由網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)賦予它的。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的主要功能是劃分系統(tǒng)基本組件，指定組件的目的與功能，刻畫組件之間的相互作用，整合各部分組件。科研工作者已經(jīng)提出并實(shí)現(xiàn)了若干種合理的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。下面介紹目前影響比較廣泛的兩個(gè)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)：網(wǎng)格計(jì)算協(xié)議體系結(jié)構(gòu)(Grid Protocol Architecture，GPA)和計(jì)算經(jīng)濟(jì)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)(GRACE)模型。 　　OGSA（Open Grid Services Architecture）被稱為是下一代的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，它是在原來“五層沙漏結(jié)構(gòu)”的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新的Web Service 技術(shù)提出來的。OGSA包括兩大關(guān)鍵技術(shù)即網(wǎng)格技術(shù)和Web Service 技術(shù)。 　　隨著網(wǎng)格計(jì)算研究的深入，人們?cè)絹碓桨l(fā)現(xiàn)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的重要。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是關(guān)于如何建造網(wǎng)格的技術(shù)，包括對(duì)網(wǎng)格基本組成部分和各部分功能的定義和描述，網(wǎng)格各部分相互關(guān)系與集成方法的規(guī)定，網(wǎng)格有效運(yùn)行機(jī)制的刻畫。顯然，網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格的骨架和靈魂，是網(wǎng)格最核心的技術(shù)，只有建立合理的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，才能夠設(shè)計(jì)和建造好網(wǎng)格，才能夠使網(wǎng)格有效地發(fā)揮作用。 　　OGSA最突出的思想就是以“服務(wù)”為中心。在OGSA框架中，將一切都抽象為服務(wù)，包括計(jì)算機(jī)、程序、數(shù)據(jù)、儀器設(shè)備等。這種觀念，有利于通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口來管理和使用網(wǎng)格。Web Service提供了一種基于服務(wù)的框架結(jié)構(gòu)，但是，Web Service 面對(duì)的一般都是永久服務(wù)，而在網(wǎng)格應(yīng)用環(huán)境中，大量的是臨時(shí)性的短暫服務(wù)，比如一個(gè)計(jì)算任務(wù)的執(zhí)行等?？紤]到網(wǎng)格環(huán)境的具體特點(diǎn)，OGSA 在原來Web Service 服務(wù)概念的基礎(chǔ)上，提出了“網(wǎng)格服務(wù)（Grid Service）”的概念，用于解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)服務(wù)創(chuàng)建、服務(wù)生命周期管理等與臨時(shí)服務(wù)有關(guān)的問題。 　　基于網(wǎng)格服務(wù)的概念，OGSA 將整個(gè)網(wǎng)格看作是“網(wǎng)格服務(wù)”的集合，但是這個(gè)集合不是一成不變的，是可以擴(kuò)展的，這反映了網(wǎng)格的動(dòng)態(tài)特性。網(wǎng)格服務(wù)通過定義接口來完成不同的功能，服務(wù)數(shù)據(jù)是關(guān)于網(wǎng)格服務(wù)實(shí)例的信息，因此網(wǎng)格服務(wù)可以簡(jiǎn)單地表示為“網(wǎng)格服務(wù)＝接口/行為＋服務(wù)數(shù)據(jù)”。 　　在目前，網(wǎng)格服務(wù)提供的接口還比較有限,OGSA 還在不斷的完善過程之中，下一步將考慮擴(kuò)充管理、安全等等方面的內(nèi)容。 　　網(wǎng)格協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 　　Ian Foster于2001年提出了網(wǎng)格計(jì)算協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，認(rèn)為網(wǎng)格建設(shè)的核心是標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議與服務(wù)，并與Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行類比(如圖1)。該結(jié)構(gòu)主要包括以下五個(gè)層次： 　　構(gòu)造層(Fabric)：控制局部的資源。由物理或邏輯實(shí)體組成，目的是為上層提供共享的資源。常用的物理資源包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)系統(tǒng)、目錄、網(wǎng)絡(luò)資源等；邏輯資源包括分布式文件系統(tǒng)、分布計(jì)算池、計(jì)算機(jī)群等。構(gòu)造層組件的功能受高層需求影響，基本功能包括資源查詢和資源管理的QoS保證。 　　連接層(Connectivity)：支持便利安全的通信。該層定義了網(wǎng)格中安全通信與認(rèn)證授權(quán)控制的核心協(xié)議。資源間的數(shù)據(jù)交換和授權(quán)認(rèn)證、安全控制都在這一層控制實(shí)現(xiàn)。該層組件提供單點(diǎn)登錄、代理委托、同本地安全策略的整合和基于用戶的信任策略等功能。 　　資源層(Resource)：共享單一資源。該層建立在連接層的通信和認(rèn)證協(xié)議之上，滿足安全會(huì)話、資源初始化、資源運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)、資源使用狀況統(tǒng)計(jì)等需求，通過調(diào)用構(gòu)造層函數(shù)來訪問和控制局部資源。 　　匯集層(Collective)：協(xié)調(diào)各種資源。該層將資源層提交的受控資源匯集在一起，供虛擬組織的應(yīng)用程序共享和調(diào)用。該層組件可以實(shí)現(xiàn)各種共享行為，包括目錄服務(wù)、資源協(xié)同、資源監(jiān)測(cè)診斷、數(shù)據(jù)復(fù)制、負(fù)荷控制、賬戶管理等功能。 　　應(yīng)用層(Application)：為網(wǎng)格上用戶的應(yīng)用程序?qū)?。?yīng)用層是在虛擬組織環(huán)境中存在的。應(yīng)用程序通過各層的應(yīng)用程序編程接口（API）調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)，再通過服務(wù)調(diào)動(dòng)網(wǎng)格上的資源來完成任務(wù)。為便于網(wǎng)格應(yīng)用程序的開發(fā)，需要構(gòu)建支持網(wǎng)格計(jì)算的大型函數(shù)庫。 參考文獻(xiàn)：http://www.ciotimes.com/baike/200907291136.html