1、 1 引引 言言 因特网(Internet)在20世纪80年代诞生； 20 世纪90年代初,万维网(World Wide Web)技术出现并迅速推广;21 世纪初,网格计算(Grid Computing)技术的设 想引起了全球范围的关注。这三大新生事物的出现,形成了互联网发展的三大里 程碑。在今天的网络上,75%的 CPU 时间和 80%的服务器资源都是浪费的,利用网 格技术就可以将这些网络资源的利用率提高到 98%99%。网格计算是一种使用 网络中的多个计算资源来解决单一问题的计算模式。将地理上分布的计算资源 （包括数据库、贵重仪器等其他的各种资源）充分利用起来，协同解决复杂的大 规模问题。
2、当一个计算工程需要的处理资源超过本地可提供的能力时,网格计算 允许该计算工程通过网络使用远程机器的 CPU 和存储资源。随着技术的发展,网 格计算技术应用已经超越了原来的学术领域,对其他行业和领域也产生了重大的 影响。随着研究的进展,网格计算将能够适应更多的领域。它在改变传统计算方 式的同时，也改了人们对计算机的使用方式。近几年来，网格计算已经逐渐成为 超级计算发展的一个重要趋势， 是世界上计算能力最强的超级计算系统和最庞大 的计算资源，是互连网络深入发展的必然结果。电子技术推动了 20 世纪经济的 发展，人们预计网格必将成为 21 世纪经济发展的重要的推动力，被称为“第三 代因特网” 。它以
3、大粒度资源共享、高性能计算和创新性应用为主要特征，同时 研究开发相应的中间件，使这些资源看起来就像一台单一映像的虚拟机器。网格 计算技术的发展将分 3 个阶段： 利用软件控制分布式计算系统的独立软件工程 发展起来的集群网格(Cluster Grid)；校园网格(Campus Grid)从几个建筑物 或地点合并计算资源；全球网格(Global Grid)将作为新一代网格计算概念浮 现。 第一章 网格技术简介 2 第一章第一章 网格技术网格技术简介简介 1.11.1 网格技术概述网格技术概述 术语“网格”在 90 年代中期出现只是为了标记现代科学和工程的分布式计 算基础结构。在构造这种基础结构方面
4、,已获得重要的进展。但术语“网格”已 被设想为涵盖从先进网络到人工智能的一切事物。但是,就网格是否真有一些实 际要领和意义存在如下疑问:是否存在一类明显的“网格问题”并因此而存在对 新的网格技术的需要?若然,这些技术的本质是什么?它们的应用域是什么? 其实，网格问题确实由实际和专门的问题所驱动,并且存在一个正在形成中 的解决此类问题的有意义的网格技术基础。所谓的“网格问题”,即在动态的一 组个体、机构和资源动态集中的虚拟组织(VO)中实行灵活、可靠、可调整的资源 共享。在此环境中, “网格问题”的解决面临唯一性认可、认证、资源访问、资 源发现等诸多挑战。这就是网格技术所要解决的一类问题。此外,
5、虽然网格技术 与当前其它主要技术趋势,如 Internet enterprise、distributed 和 peer-to-peer 计算性质不同。但通过将这些技术扩展到网格技术所解决的问题领域,这些技术 能从中获益匪浅。网格概念所强调的实际和专门的问题是:在动态的,多机构的虚 拟组织中可调整的资源共享和问题求解。 但我们所关心的共享不仅只限于文件共 享,更重要的是能直接访问计算机、软件、数据和其它资源,如在工业、科学和工 程中出现的协作性的问题求解和资源代理中所要求的资源。这里,关于共享的规 则是:资源提供者和资源消费者高度可控并明确、详细地定义什么被共享,允许谁 被共享以及共享出现的条件
6、。由以上共享规则所定义的一组个体与/或机构我们 称之为虚拟组织(VO)1。 下面是一些 VO 实例：一汽车制造商计划筹建一个新的工厂,邀请一批应用 服务提供者、存储服务提供者以及相关系列提供者和顾问对新厂实施前景评估; 一个工业协会组织正开发一个新的航空器； 一个应急管理小组数据库及用于对一 个紧急情况作出响应的模拟系统;大规模国际性、多年的高能物理协会。以上的 每一个例子表示一种计算与问题求解解决方法,这种方法基于在计算与数据丰富 的环境中的协作。 由以上这些例子可知,VO 在目的、作用域、大小、持久性、共有性和社会性 方面有很大差异。然而,经过研究发现,它们有共同关心的问题和相同的需求,特别 3 是从Client-Server 到peer-to-peer高度灵活共享关系的需求,需要具备如何使用共 享资源的精细和精确的控制层,包括粒度良好的和多个栈持有者访问、委派、局 部和全局策略的应用;需要从程序、文件、数据到计算机、传感器、网络等各种 资源的共享。 不同的使用模式需要是以单用户还是多用户以及注重性能还是注重 成本。因此,涉及的诸如服务质量、进度、合作分配、成本等
