什么是网格

网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能则更多更强，让人们透明地使用计算、存储等其他资源。

网格的构成

网格可以分为4个部分:网格资源、网格中间件、网格开发环境和工具以及网格应用层。

1.网格资源

指网络上所有分布的、可访问的计算机资源,包括硬件设施(如高能计算机、贵重仪器、网络线路)、信息资源(如数据库、网站)、人力资源等。这些资源仅仅是在物理上能够相互连通。

2.网格中间件

包括一系列工具和协议软件,用于屏蔽网格资源的分布、异构特性,并提供透明、一致的接口。有些类似Win-dows操作系统的API (应用程序编程接口),能为网格应用程序的开发提供直接调用服务。现在已经开发出一些网格中间件,如Legion、globus。

3.网格开发环境和工具

供开发人员开发各种应用、用户代理的环境和工具,用于在全局资源中调度计算。现在已经有了可供开发人员进行网络开发的操作系统和工具,而将来也会有更成熟的网络操作系统和工具为开发人员提供网格开发环境,使他们得以进行网格应用开发。

4.网格应用层

在这一层可以运行网格应用程序,满足用户需求。该层是用户的网格入口(Grid Potrals)。按照Ian Foster和Globus项目组的观点,网格应用层所包含的领域目前主要有4类:分布式超级计算、分布式仪器系统、数据密集型计算和远程沉浸。

网格技术的基本特性

网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机结合和发展,它与当前的因特网相比,具有高性能、一体化、资源共享、协同工作、知识生产等技术优点。

1.高性能

首先,基于网格的互联网比现有的因特网具有更大的带宽。科学家们这样来形容网格的的带宽:“如果把因特网和今天的道路相比,那么网格的带宽就相当于100条车道的高速公路”;其次,网格上将有更多高性能计算机,因此网格的计算功能、数据处理速度可以大幅度提高;第三,网格的体系将比因特网更有效地利用这些资源,比如网格采用的“广域缓存技术”能自动地把用户最需要的信息放在离用户最近的服务器上,因此用户可以非常迅捷的获取信息资源。

2.一体化

网格的重要特征之一就是一体化。因特网只是通过网页的形式把全球的计算机连为一体,各个机构和公司可以在网上建立自己的网站,并为用户提供相应的信息;但用户却必须通过一定的网址或搜索引擎查找自己所需的信息,而且找到的信息往往是重复繁杂的。网格则是进一步把这些计算机上的所有资源和知识孤岛连为一体,在逻辑上就像一台机器。用户可以方便地使用网上资源,就像现在使用自己计算机上的资源那样方便。

3.资源共享

因特网通过网页为用户提供共享信息,或通过专门的FTP网站共享部分的软件等资源,但其适用范围却很小。网格能够共享的资源范围则可以无限大,它包括网络服务、应用软件、数据、信息、知识以及计算机、雷达、家用电器等设备和仪器,并具有面向用户和透明性的特点,用户可以在不考虑资源物理位置的情况下,通过网络来方便地使用这些资源。

4.协同工作

协同工作包括资源共享协同和问题解决协同等方面。资源共享的协同是以资源互连为基础,它既包括资源使用时不同用户因时间、空间、权限等差异引起的协商,也包括用户对资源的组合。问题解决的协同则是指虚拟组织之间通过协同共同解决某一问题,以满足用户的新需求。网格的出现实现了网络的完全共享,通过众多结点计算机整合而成的“超级计算机”的协同工作,实现广域化、空间化、无限化的连接,全球性的资源共享瞬间享受。网格就非常方便、迅速、准确地完成各种复杂的科学计算任务,如高能物理研究、航空设计、基因工程等,以及全球合作性的开展科学研究。

5.知识生产

因特网只是简单的资源互连和单一使用,用户仅能获得和使用有限的信息资源。而并不能通过因特网进行知识的再加工。而网格则可以通过互连、组合、协同解决用户的各种复杂问题,从而产生出具有附加值的新服务、新数据和新信息等资源来满足用户的新需求,即可以进行知识的再生产。