网格计算的应用及发展前景

在科学计算领域，网格计算可以在以下几个方面得到广泛应用： 1.分布式超级计算。网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协 同解决复杂的大规模的问题。使大量闲置的计算机资源得到有效的组织，提 高了资源的利用效率，节省了大量的重复投资，使用户的需求能够得到及时 满足。 2.高吞吐率计算。网格技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用 CPU 的周期窃取技术，将大量空闲的计算机的计算资源集中起来，提供给对 时间不太敏感的问题，作为计算资源的重要来源。 3.数据密集型计算。数据密集型的问题的求解往往同时产生很大的通讯 和计算需求，需要网格能力才可以解决。网格可以药物分子设计、计算力学 、 计算材料、电子学、生物学、核物理反应、航空航天等众多的领域得到广泛 的需求。 4.基于广泛信息共享的人与人交互。网格的出现更加突破了人与人之间 地理界线的限制，使得科技工作者之间的交流更加的方便，从某种程度上可 以说实现人与人之间的智慧共享。 5.更广泛的资源贸易。随着大型机的性能的提高和微机的更加普及，及 其资源的闲置的问题也越来越突出，网格技术能够有效地组织这些闲置的资 源，使得有大量的计算需求的用户能够获得这些资源，资源的提供者的应用 也不会受到太大的干扰。需要计算能力的人可以不必购买大的计算机，只要 根据自己的任务的需求，向网格购买计算能力就可以满足计算需求。 早期的网格体系结构是五层沙漏结构。在五层沙漏结构中，最重要的思 想是以“协议”为中心，它侧重于外部的行为而不是内部的特征，通过协议可 以实现一种机制，使得虚拟组织的拥护与资源之间可以进行资源使用的协商 ， 建立共享关系，并且可以进一步管理和开发新的共享关系。这一标准化的开 放结构对网格的扩展性、互操作性、一致性以及代码的共享都有好处。 在 2002 年 的 2 月 ， IBM 与 Globus 共 同 发 表 了 OGSA(Open Grid Services Architecture)，勾勒了 Globus Toolkit3.0 的蓝图。OGSA 主要是将 Web Services、数据库存取、J2EE 等技术规范纳入网格计算。初步的规范已 经公布在网络上供大家评估建议。 五层沙漏模型中，强调的是被共享的物理资源(或者是这些资源所支持的 服务)在 OGSA 中，服务所指的概念更广，包括各种计算资源、存储资源、网 络、程序、数据库等等，一切都是服务。五层模型实现的是对资源的共享， 而在 OGSA 中，实现的对服务的共享。在 OGSA 中一切都看作是网格服务， 网格是可扩展的网格服务的集合，即网格={网格服务}。 以网格服务为中心的模型的好处有以下几点： 网格中所有组建都是虚拟的，通过提供一组相对统一的核心接口，所有 的网格服务都基于这些接口的实现，就可以很容易地构造出具有层次结构的、 更高级别的服务，这些服务可以跨越不同的抽象层次，以一种统一的方式来 看待。 虚拟化也使得将多个逻辑资源实例映射到相同的物理资源上成为可能， 在对服务进行组合时不必考虑具体的实现，可以以底层资源组成为基础，在 虚拟组织中进行资源管理。通过网格服务的虚拟化，可以将通过的服务语义 和行为，无缝地映射到本地平台的基础设施之上。 “蓝色巨人”IBM 正在构筑一项名为“Grid Computing””的计划，旨在通过 因特网，向每一台个人电脑提供超级的处理能力。IBM 公司副总裁、也是这 项计划的总设计师欧文·伯杰说，“Grid Computing””是一种整合电脑资源的 新手段，它通过因特网把分散在各地的个人电脑连接起来，不仅可使每台个 人电脑通过充分利用相互间闲置的电脑能源，来提升各自的电脑处理能力， 还可使成千上万的用户在大范围的网络上共享电脑处理功能、文件以及应用 软件。正如网络技术总是从科学开发领域转向企业商务领域一样，我们也希 望看到‘Grid Computing”’能取得这样的进展。 另一个业界巨人 SUN 也推出新软件促进网络计算的发展。2001 年 11 月， Sun 推出了 Sun Grid Eng”ine 企业版软件的、，继续提升它的网络技术计算 水平。该软件自推出以来， Sun Grid Eng”ine 企业版软件的用户已经增长了 20 倍。今天，全球有 118000 多颗 CPU 都是采用 Sun Grid Eng”ine 软件管理 的。 除此之外，一批围绕网格计算的软件公司也逐渐壮大和为人所知并成为 受到关注的新商机，如：Entropia、Avaki、Noemix、Data Synapse 等等。 有业界专家预测，网格计算将成为未来网络市场发展的热点。据 《ForbesASAP》预测，网格技术将在本年度达到高峰，并带来因特网的新生。 如果网格技术能促使市场按预期的 17%年增长率持续成长的话，那么在 2020 年将会形成一个年产值 20 万亿美元的大产业. 【参考文献】 [1]李秀.计算机文化基础[M].北京：清华大学出版社，2003. [2]王森.计算机原理[M].北京：电子工业出版社，2002. [3]施伯乐.数据库教程[M].北京：人民邮电出版社，2004. [4]陈明德.Novell 网络实际操作[M].北京：北京电子工业出版社，1998.