網(wǎng)格計算

目錄
·網(wǎng)格計算的3個定義
·全球網(wǎng)格論壇
·網(wǎng)格運算的商業(yè)化
·概念框架





   網(wǎng)格計算通過利用大量異構(gòu)計算機（通常為桌面）的未用資源（CPU周期和磁盤存儲），將其作為嵌入在分布式電信基礎(chǔ)設(shè)施中的一個虛擬的計算機集群，為解決大規(guī)模的計算問題提供了一個模型。網(wǎng)格計算的焦點放在支持跨管理域計算的能力，這使它與傳統(tǒng)的計算機集群或傳統(tǒng)的分布式計算相區(qū)別。
網(wǎng)格計算的設(shè)計目標(biāo)是解決對于任何單一的超級計算機來說仍然大得難以解決的問題，并同時保持解決多個較小的問題的靈活性。這樣，網(wǎng)格計算就提供了一個多用戶環(huán)境。它的第二個目標(biāo)就是：更好的利用可用計算力，迎合大型的計算練習(xí)的斷斷續(xù)續(xù)的需求。
這隱含著使用安全的授權(quán)技術(shù)，以允許遠程用戶控制計算資源。
網(wǎng)格計算包括共享異構(gòu)資源(基于不同的平臺，硬件/軟件體系結(jié)構(gòu)，以及計算機語言)，這些資源位于不同的地理位置，屬于一個使用公開標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)上的不同的管理域。簡而言之，它包括虛擬化計算資源。
網(wǎng)格計算經(jīng)常和集群計算相混淆。二者主要的不同就是：集群是同構(gòu)的，而網(wǎng)格是異構(gòu)的；網(wǎng)格擴展包括用戶桌面機，而集群一般局限于數(shù)據(jù)中心。
從功能上來說，可以將網(wǎng)格分類為:

計算網(wǎng)格（包括CPU scavenging網(wǎng)格），
數(shù)據(jù)網(wǎng)格。





網(wǎng)格計算的3個定義

對于網(wǎng)格計算（Grid computing）這一術(shù)語有三重理解可供參考，如下：

為萬維網(wǎng)誕生起到關(guān)鍵性作用的歐洲核子研究組織（CERN,European Organization for Nuclear Research),其對網(wǎng)格計算是這樣定義的：“網(wǎng)格計算就是通過互聯(lián)網(wǎng)來共享強大的計算能力和數(shù)據(jù)儲存能力”。
外部網(wǎng)格（External grids）。事實上，網(wǎng)格計算對分布在世界各地的、非營利性質(zhì)的研究機構(gòu)頗有吸引力，進而造就了美國國家超級電腦應(yīng)用中心計算生物學(xué)網(wǎng)格，如生物學(xué)和醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)。
內(nèi)部網(wǎng)格（Internal grids）。同樣，網(wǎng)格計算對那些需要解決復(fù)雜計算問題的商業(yè)公司有著非同一般的吸引力，其目標(biāo)是將企業(yè)內(nèi)部的計算能力最大化。



全球網(wǎng)格論壇

全球網(wǎng)格論壇 (GGF) 的目標(biāo)是為網(wǎng)格計算定義相關(guān)的規(guī)范。Globus聯(lián)盟 通過Globus工具包實現(xiàn)了這些標(biāo)準(zhǔn)，這個工具箱已經(jīng)成為網(wǎng)格 中間件事實上的標(biāo)準(zhǔn)。作為一個中間件組件，它為構(gòu)建于它之上的服務(wù)提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的平臺，但是網(wǎng)格計算也需要其他的組件，以及很多其他的工具的運轉(zhuǎn)以支持一個成功的網(wǎng)格環(huán)境。這種情形類似于TCP/IP的開發(fā): 互聯(lián)網(wǎng) 的有用性來自于TCP/IP 的成功以及新聞組和網(wǎng)頁等應(yīng)用程序的建立。
Globus實現(xiàn)了下述一些由GGF定義的協(xié)議：

資源管理: 網(wǎng)格資源分配管理協(xié)議 (GRAM)
信息服務(wù): 監(jiān)視及發(fā)現(xiàn)服務(wù) (MDS)
安全服務(wù): 網(wǎng)格安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (GSI)
數(shù)據(jù)遷移和管理: Global Access to Secondary Storage (GASS) and GridFTP

Globus同時還提供了一些工具，使網(wǎng)格計算平臺更加健壯，更適用于高性能計算的需要。他們有：

網(wǎng)格入口軟件(Grid Portal Software)，如 GridPort 和 OGCE
網(wǎng)格封裝工具集(Grid Packaging Toolkit)(GPT)
MPICH-G2 (Grid Enabled MPI)
網(wǎng)絡(luò)氣象服務(wù)(Network Weather Service)(NWS) (QoS監(jiān)控和統(tǒng)計)
Condor (CPU Cycle Scavenging) and Condor-G (Job Submission)

北美及歐洲的研究機構(gòu)和學(xué)術(shù)社區(qū)里運行的大多數(shù)網(wǎng)格都采用Globus工具集作為核心中間件。
基于XML的web服務(wù)提供了在分布式環(huán)境中訪問各種不同的服務(wù)和應(yīng)用的方法。2003年網(wǎng)格計算界開始共同將網(wǎng)格作為web服務(wù)提供出來（稱為網(wǎng)格服務(wù)）。開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)定義了這種環(huán)境，提供了一些遵守網(wǎng)格服務(wù)語義的功能。
網(wǎng)格提供了解決Grand Challenge problem的辦法，如蛋白質(zhì)折疊、金融建模、地震模擬、氣象模型等等。網(wǎng)格還為組織內(nèi)部如何優(yōu)化使用大量的信息技術(shù)資源提供了解決途徑。網(wǎng)格也作為公用事業(yè)機構(gòu)為商業(yè)和非商業(yè)客戶提供信息技術(shù)提供了一種方法，這些客戶可以只為他們所需要的服務(wù)付費，就象電和自來水一樣。


網(wǎng)格運算的商業(yè)化

約在公元2000年左右，開始有業(yè)者提供網(wǎng)格解決方案，有的是以Globus Toolkit為基礎(chǔ)來實現(xiàn)，有的則采行自有的專屬架構(gòu)。要提醒與注意的，有些業(yè)者會將隨選運算（大陸亦稱隨機運算）（computing on demand）、叢集運算（大陸亦稱集群運算）（cluster computing）包裝成網(wǎng)格運算來推行。
目前能提供網(wǎng)格運算方案的主要業(yè)者：

Parabon Computation
DataSynapse
IBM Grid Computing website國際商業(yè)機器
Sun Microsystems Grid Computing website升陽電腦
Oracle Corp. "Oracle Grid"甲骨文
HP Grid Computing惠普科技
United Devices



概念框架

網(wǎng)格計算的概念反映的是一種理念框架，而不是指一個物理上存在的資源。所謂的網(wǎng)格所采用的方法是指，利用位于分散管理域內(nèi)的資源完成計算任務(wù)。網(wǎng)格技術(shù)的焦點在于對超出本地管理域的計算資源的需求的靈活提供。

歷史回顧
如同Internet一樣，網(wǎng)格的概念也是從‘大科學(xué)’的巨大計算需求演化來的。Internet是為了滿足各大型的聯(lián)邦資助的計算中心之間的普通通訊需求而開發(fā)的。這些通訊連接實現(xiàn)了這些中心之間的資源和信息共享，并最終為額外用戶提供了訪問。這些組之間的特殊資源共享‘程序’催生了協(xié)議的‘標(biāo)準(zhǔn)化’，以滿足任意管理域間的通訊需求。當(dāng)前的網(wǎng)格技術(shù)也可以被看作是Internet這個框架的一個擴展或是應(yīng)用，目的是為了創(chuàng)建一個更為通用的資源共享環(huán)境。SETI@home是第一個非營利性的科學(xué)項目，其目的是為了對空閑的CPU周期加以回收利用。該項目所設(shè)計的程序通常是在計算機沒有被用戶使用或是使用極少得的情況下在后臺運行或作為屏幕保護程序。其后的許多的其他的同類項目進步的地方在于增加了投入控制（prohibitive investment）和返回結(jié)果延遲（delay in results）。

虛擬組織
網(wǎng)格環(huán)境的創(chuàng)建是為了滿足資源共享的需求，而各種資源（例如，CPU周期，磁盤存儲空間，數(shù)據(jù)，軟件程序，外圍設(shè)備等）取決于該資源在本地管理域之外是否可用。這種‘外部提供’的方法的不足使我們迫切需要創(chuàng)建一個新的管理域：虛擬組織，或VO。每個虛擬組織有各自獨立和分離的管理政策（本地管理政策+外部資源管理政策=VO管理政策）。‘任務(wù)執(zhí)行’所需要的環(huán)境是根據(jù)該任務(wù)在本地管理域之外執(zhí)行時的需求所區(qū)分的。網(wǎng)格技術(shù)（也稱作中間件，middleware）是用來規(guī)范化的，以保證你的應(yīng)用程序執(zhí)行時所關(guān)聯(lián)的網(wǎng)格環(huán)境的具有統(tǒng)一的規(guī)范并且遵守之。

網(wǎng)格化（Grid enabled）
除了定義管理的需求和確定‘外部’資源（external resource）需求以外，目標(biāo)程序必須是網(wǎng)格化的。網(wǎng)格化這項工作的本質(zhì)和外延是由VO（虛擬組織）所處的環(huán)境和應(yīng)用程序本身共同作用的結(jié)果。舉個例子來說，如果我們需要用到的‘外部資源’是被位于隔壁的大樓內(nèi)的另一個部門所有，那么對于資源發(fā)現(xiàn)，資源中介，時序安排，記賬，安全和通訊的要求都可以達到最小。

• 通信詞典解釋