第25卷第10期計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)2004年10月Vol 25 No 10COMPUTER ENGINEERING AND DESIGNOct.2004文章編號(hào):10007024(2004)101685-04中圖分類(lèi)號(hào):TP39301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A網(wǎng)格技術(shù)及其應(yīng)用應(yīng)宏(重慶三峽學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系,重慶404000摘要:對(duì)網(wǎng)格系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)、功能、體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,重點(diǎn)闡述了五層沙渦結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格操作系統(tǒng)的基本功能和安全認(rèn)誣技術(shù),冏時(shí)給岀了網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)摸型,網(wǎng)格使用模式和一個(gè)基于代理的資源管理模型。討論了網(wǎng)格的應(yīng)用領(lǐng)城,指出了網(wǎng)格必將成為新一代網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式以及新型的分布計(jì)算和協(xié)同工作環(huán)境關(guān)鍵詞:網(wǎng)格;體系結(jié)構(gòu);關(guān)鍵技術(shù);網(wǎng)格應(yīng)用Grid technology and applicationYING Hong( Department of Computer Science, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, China)Abstract: The define, characteristics, functions, architecture and key technology of grid are researched. The five levels hourglassmodel architecture, base functions of grid operation system and secure authentication technology are expounded in detail, as well as anarchitecture model, a mode of using grid and a resource managing model. The application fields of grid is discussed, and it pointed outthat grid will become the new generation of network computing model and a new system of distributed computing and cooperative workKey words: grid; grid architecture: grid key technology: grid application資源、知識(shí)資源、專(zhuān)家資源等智能共享的一種新型的分布式計(jì)算技術(shù)。網(wǎng)格集成了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中多種技術(shù)的最新在科學(xué)、工程和商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域還有很多問(wèn)題難以使用成就,代表了信息技術(shù)和信息化發(fā)展的方向,特別是在現(xiàn)階現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī)解決,基于Web的應(yīng)用也主要限于電子段,突出體現(xiàn)和滿足了科學(xué)研究的需要。郵件通信和信息檢索,分布在 nenet上的異構(gòu)資源不能真22特點(diǎn)正共享,分散閑置的計(jì)算能力得不到利用。基于這種情況(1)分布性:分布性是網(wǎng)格的一個(gè)最主要的特點(diǎn)。網(wǎng)格網(wǎng)格技術(shù)被提了出來(lái),它將網(wǎng)絡(luò)上的各種資源包括超級(jí)計(jì)上的各類(lèi)資源(硬資源和軟資源〕通常類(lèi)型復(fù)雜、規(guī)模較大、算機(jī)、大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、各種軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)資跨越地理范圍較廣,在分布式計(jì)算環(huán)境下,需要解決資源與源、各種設(shè)備等組織在一個(gè)統(tǒng)一的框架下,形成一臺(tái)巨大的任務(wù)的分配和調(diào)度問(wèn)題、安全傳輸與通信問(wèn)題、實(shí)時(shí)性保障虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī),從而能夠以非常方便的方法解決各種復(fù)問(wèn)題、人與系統(tǒng)以及人與人之間的交互問(wèn)題等雜的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境下的資源共享和協(xié)同工作(2)共享性:網(wǎng)格的根本特征是資源共享而不是它的規(guī)網(wǎng)格的概念模。盡管網(wǎng)格資源是分布的,但是它們卻是可以充分共享的。分布是網(wǎng)格硬件在物理上的特征,而共享是在網(wǎng)格軟21定義件支持下實(shí)現(xiàn)的邏輯上的特征網(wǎng)格的構(gòu)想源于電力供應(yīng)網(wǎng)〔 Power grid)t,其基本思想(3)自相似性:網(wǎng)格具有自相似性特征。網(wǎng)格的局部和就像人們?nèi)粘Ｉ钪袕碾娋W(wǎng)中獲取電能一樣獲取高性能的整體之間存在著一定的相似性,局部往往在許多地方具有計(jì)算能力和共享各種異構(gòu)資源。目前,網(wǎng)格尚無(wú)公認(rèn)的定全局的某些特征,而全局的特征在局部也有一定的體現(xiàn)。網(wǎng)義,但普遍認(rèn)為:網(wǎng)格(Grd是建立在 Intemet技術(shù)、Web技格的自相似性在網(wǎng)格的建造和研究過(guò)程中有重要的意義術(shù)、高性能計(jì)算等技術(shù)之上的綜合軟、硬件的基礎(chǔ)設(shè)施。采(4)動(dòng)態(tài)性:隨著時(shí)間的推移,網(wǎng)格擁有的資源或功能用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn),為協(xié)同完成科學(xué)、工程或商業(yè)上的應(yīng)用,提供可以增加或減少。網(wǎng)格可以從最初包含少數(shù)的資源發(fā)展到可擴(kuò)展的、安全的、一致的、普及的、高效的大規(guī)模資源有效具有成千上萬(wàn)資源的大網(wǎng)格,因此它應(yīng)從性能、功能、管理共享,完成計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息軟件、兼容性等方面適應(yīng)規(guī)模的變化。當(dāng)網(wǎng)格資源動(dòng)態(tài)減基金項(xiàng)目:重慶市教委科研基金項(xiàng)目(021105)。收稿日期:2003-0926中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:應(yīng)宏(1962-),男,重慶人,副教授,研究方向分布計(jì)算技術(shù)和webCNMHG少或者資源出現(xiàn)故障時(shí),要求網(wǎng)格能夠及時(shí)采取措施,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)( Grid Operating System),其核心服務(wù)包括網(wǎng)格資源的管任務(wù)的自動(dòng)遷移。理分配、信息優(yōu)化、任務(wù)調(diào)度、存儲(chǔ)訪問(wèn)、安全控制、質(zhì)量服(5)異構(gòu)性:網(wǎng)格可以包含多種異構(gòu)資源,包括跨越地務(wù)(Qos)等。它同時(shí)需要提供用戶編程接口和相應(yīng)的環(huán)境,理分布的多個(gè)管理域。比如構(gòu)成網(wǎng)格系統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)有以支持網(wǎng)格應(yīng)用的開(kāi)發(fā)多種類(lèi)型,不同類(lèi)型的超級(jí)計(jì)算機(jī)在體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)及3)工具環(huán)境網(wǎng)格必須提供良好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境。網(wǎng)格應(yīng)用軟件等多個(gè)層次上可能具有不同結(jié)構(gòu)。因此網(wǎng)格系統(tǒng)應(yīng)提供多種工具、 API. SDK、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、函數(shù)庫(kù)、調(diào)試器以及須能夠解決這些不同結(jié)構(gòu)、不同類(lèi)別資源之間的通信和web工具等以構(gòu)造良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境。如C、C+以及 Fortran互操作問(wèn)題。等通用科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言 MPI, PVM等應(yīng)用開(kāi)發(fā)界面,并支持消6)多級(jí)管理域;:由于構(gòu)成網(wǎng)格計(jì)算系統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)息傳遞、分布共享內(nèi)存等多種編程模型資源通常屬于不同的機(jī)構(gòu)或組織,并且使用不同的安全機(jī)(4)網(wǎng)格應(yīng)用是用戶需求的具體體現(xiàn),是各種應(yīng)用軟件制,因此既需要各個(gè)機(jī)構(gòu)或組織對(duì)其擁有的資源有自主的的研究,如科學(xué)計(jì)算、工程應(yīng)用、信息服務(wù)、Web應(yīng)用等。在管理能力,又需要他們共同參與解決多級(jí)管理域的問(wèn)題,以網(wǎng)格操作系統(tǒng)的支持下,網(wǎng)格用戶可以使用其提供的可視實(shí)現(xiàn)資源共享和互操作,化工具或環(huán)境開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用系統(tǒng),用戶可否方便地共享23主要功能格中的各種資源,可視化界面起著重要的作用。網(wǎng)格的主要功能有兩類(lèi):①超級(jí)計(jì)算功能。對(duì)使用者而言,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就是一臺(tái)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī);②智能信息關(guān)健技術(shù)理功能。即提供全面的信息資源共享,解決信息孤島問(wèn)題網(wǎng)格系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)包括寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)、體系結(jié)構(gòu)能為用戶提供一體化的智能信息服務(wù),用戶通過(guò)單一入口設(shè)計(jì)、網(wǎng)格操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全認(rèn)證技術(shù)、應(yīng)用模式設(shè)計(jì)等。訪問(wèn)所有信息資源。41寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的互聯(lián)網(wǎng)要比因特網(wǎng)具有更大的帶寬,以解決目前互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力不足的間題。通信能力的好壞對(duì)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格的骨架和靈魂,是網(wǎng)格最核心的網(wǎng)格系統(tǒng)提供的性能影響甚大,要做到計(jì)算能力“即連即用”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)和建造好必須要高質(zhì)量的寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持。用戶要獲得延遲小網(wǎng)格,才能夠使網(wǎng)格有效地發(fā)揮作用?？煽康耐ㄐ欧?wù)也離不開(kāi)高速的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)可分為資源層、中間件層(網(wǎng)格操作系統(tǒng)42體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層)工具環(huán)境層和應(yīng)用層4個(gè)層次,圖1描述了網(wǎng)格體系結(jié)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)構(gòu)模型與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模型的比較。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(huà)辦公、上網(wǎng)、游戲等目前對(duì)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已有了一定的研究,提出的模網(wǎng)格應(yīng)用型有:五層沙漏模型、開(kāi)放網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)(OGSA)、模型組件命令行、視窗、Web網(wǎng)格界面(工具環(huán)境)模型、計(jì)算池模型、CPU模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、節(jié)點(diǎn)模型等Windows、 Macos、 Linux網(wǎng)格操作系統(tǒng)(中間件其中五層沙漏是經(jīng)典的模型BM體系結(jié)構(gòu)五層沙漏模型是在 Globus項(xiàng)目中提出的具有一般性的網(wǎng)格資源(硬件)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu),它是以協(xié)議為中心的“協(xié)議結(jié)構(gòu)”,強(qiáng)調(diào)協(xié)議的層次及在網(wǎng)格的資源共享和互操作中的地位。它建立圖1網(wǎng)格系統(tǒng)與傳純計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模型比較在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之上,以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中的通信、路由、名字解(1)網(wǎng)格資源是構(gòu)成網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,主要包括網(wǎng)析等功能為基礎(chǔ),自下而上分為5層:構(gòu)造層、連接層資源格節(jié)點(diǎn)和寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)包括各種計(jì)算資源,如層、匯集層和應(yīng)用層。每層都有自已的服務(wù)、API和SDK,上超級(jí)計(jì)算機(jī)、集群系統(tǒng)、貴重儀器、可視化設(shè)備、現(xiàn)有應(yīng)用軟層協(xié)議調(diào)用下層協(xié)議的服務(wù)。網(wǎng)格內(nèi)的全局應(yīng)用都通過(guò)協(xié)件、數(shù)據(jù)庫(kù)等,這些計(jì)算資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來(lái),具有議提供的服務(wù)調(diào)用操作系統(tǒng)分布和異構(gòu)特性。而寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在網(wǎng)格系統(tǒng)中提供高)構(gòu)造層( Fabric):它的功能是向上提供網(wǎng)格中可供共性能通信的必要手段。網(wǎng)格資源層僅僅實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)資源在享的資源,它們是物理或邏輯實(shí)體。常用的資源包括處理物理上的連通,但從邏輯上看,這些資源仍然是孤立的,資能力、存儲(chǔ)系統(tǒng)、目錄、網(wǎng)格資源、分布式文件系統(tǒng)、分布式源共享問(wèn)題仍然沒(méi)有得到解決。因此,必須在網(wǎng)格資源層計(jì)算機(jī)池、計(jì)算機(jī)集群等的基礎(chǔ)上通過(guò)網(wǎng)格中間件層來(lái)完成廣域異構(gòu)資源的有效共(2)連接層( Connectivity):它是網(wǎng)格中網(wǎng)絡(luò)事務(wù)處理通享信與授權(quán)控制的核心協(xié)議。構(gòu)造層提交的各種資源間的數(shù)(2)網(wǎng)格中間件是指一系列協(xié)議和服務(wù)軟件,其功能是據(jù)交換都在這一層的控制下實(shí)現(xiàn)。各資源間的授權(quán)驗(yàn)證屏蔽網(wǎng)格資源層中資源的分布、異構(gòu)特性,向網(wǎng)格應(yīng)用層提安供透明、一致的使用接口。網(wǎng)格中間件層也稱(chēng)為網(wǎng)格操作中國(guó)煤化工對(duì)單個(gè)資源實(shí)施控制CNMHG與可用資源進(jìn)行安全握手,對(duì)資源做初始化、監(jiān)測(cè)資源運(yùn)行息服務(wù)代理負(fù)責(zé)響應(yīng)資源申請(qǐng)、分配和使用,資源代理可以狀況、統(tǒng)計(jì)與付費(fèi)有關(guān)的資源使用數(shù)據(jù)。直接對(duì)資源本身進(jìn)行操作,響應(yīng)信息服務(wù)代理的各種請(qǐng)求,(4)匯集層( Collective這層的作用是將資源層提交的受給出相應(yīng)的返回信息;⑨資源交易機(jī)制:為鼓勵(lì)不同組織或控資源匯集在一起,供虛擬組織的應(yīng)用程序共享、調(diào)用。為資源擁有者加入系統(tǒng),應(yīng)提供一種計(jì)算資源的交易機(jī)制,允了對(duì)來(lái)自應(yīng)用的共享進(jìn)行管理和控制,匯集層提供目錄服許提供資源者獲得利益,使系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)地取得最好的性價(jià)務(wù)、資源分配、日程安排、資源代理、資源監(jiān)測(cè)診斷、網(wǎng)格啟比資源;⑩節(jié)點(diǎn)自治:不影響各節(jié)點(diǎn)本地的管理和自主性,動(dòng)、負(fù)荷控制、賬戶管理等多種功能不改變?cè)械牟僮飨到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和服務(wù),保證用戶和遠(yuǎn)程(5)應(yīng)用層( Applications);這層是網(wǎng)格上用戶的應(yīng)用程節(jié)點(diǎn)的安全性,允許遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)選擇加入或退出系統(tǒng),盡量使序。應(yīng)用程序通過(guò)各層的AP調(diào)用相應(yīng)的服務(wù),再通過(guò)服用已存在的標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù),以便與已有的應(yīng)用兼容,并能提供務(wù)調(diào)用網(wǎng)格上的資源來(lái)完成任務(wù)。應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)涉及大可靠的容錯(cuò)機(jī)制:①編程工具:必須提供豐富的用戶接口和量庫(kù)函數(shù)。為便于網(wǎng)格應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā),需要構(gòu)建支持網(wǎng)編程環(huán)境,提供最常用的語(yǔ)言,如C+格計(jì)算的庫(kù)函數(shù)+、C#MPI、PVM以及分布式共享存五層沙漏結(jié)構(gòu)是一個(gè)抽象層次結(jié)構(gòu),它的一個(gè)重要特儲(chǔ)器和函數(shù)庫(kù)等:②用戶圖形界面:信息服務(wù)代理」點(diǎn)就是“沙漏”形狀(如圖2所示)。就其原因在于各層協(xié)提供直觀的用戶訪問(wèn)接口,包括Web議的數(shù)量不同,對(duì)于最核心的部分—沙漏的瓶頸,定義核方式,使用戶可以在任何位置、任何源代理心抽象和協(xié)議的一個(gè)小集合(如在 Internet中的TCP和平臺(tái)上使用系統(tǒng)資源,提供能在網(wǎng)格HTTP)。許多不同的高層系統(tǒng)中傳輸和讀取的可視化工具。圖3資源管理模型(沙漏的頂部)行為映射到44安全認(rèn)證技術(shù)應(yīng)用層它們的上面,它們自身也能網(wǎng)格的安全認(rèn)證是網(wǎng)格的難點(diǎn),也是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵被映射到不同的基本技術(shù)在資源全面共享和站點(diǎn)協(xié)同工作的網(wǎng)格系統(tǒng)中,網(wǎng)格必須之上(沙漏的底部),所以為站點(diǎn)管理者提供訪問(wèn)控制等安全管理機(jī)制,以確保信息核心協(xié)議的數(shù)量必須是較的保密性( Confidentiality)、完整性( ntegrty)和確定性(Auth少的。較少的核心協(xié)議有構(gòu)造層indication)。管理者可以自由地決定可以共享哪些資源、共利于移植,也比較容易地實(shí)享給誰(shuí)和不能共享哪些資源。當(dāng)然,這種權(quán)限控制必須是現(xiàn)和得到支持。在5層結(jié)易維護(hù)且獨(dú)立于資源本身,同時(shí)應(yīng)該在邏輯上提供不同的構(gòu)中資源層和連接層共同圖2五層沙漏結(jié)構(gòu)的協(xié)議分層安全管理層次和控制粒度。一般來(lái)說(shuō),網(wǎng)格安全體系結(jié)構(gòu)組成這一核心的瓶頸部分可邏輯劃分為以下5層:①操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)傳輸層:②各種基于五層協(xié)議的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)使得不同的應(yīng)用可以在網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全技術(shù);③安全抽象層,負(fù)責(zé)對(duì)不同的安全技統(tǒng)一的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)框架下使用相同的底層協(xié)議。術(shù)進(jìn)行封裝,給上層安全協(xié)議提供統(tǒng)一的接口;④各種網(wǎng)格43網(wǎng)格操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全協(xié)議;⑤基于網(wǎng)格安全協(xié)議的各種應(yīng)用。網(wǎng)格系統(tǒng)中管理的是廣域分布、動(dòng)態(tài)、異構(gòu)的資源,網(wǎng)為了保證在網(wǎng)格中各個(gè)管理系統(tǒng)和層面上都有安全保格操作系統(tǒng)應(yīng)屏蔽這些資源的分布、異構(gòu)特性,向網(wǎng)格應(yīng)用障,通常還需要解決如下關(guān)鍵問(wèn)題:用戶單點(diǎn)登錄、用戶與提供透明、一致的使用接口。為此,網(wǎng)格操作系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)資源屬性、資源的動(dòng)態(tài)性、環(huán)境的異構(gòu)性、任務(wù)的多樣性等以下基本功能:①管理等級(jí)層次:它定義網(wǎng)格系統(tǒng)的組織方的安全認(rèn)證問(wèn)題式,確定管理層次體系。如按區(qū)域?qū)哟蝿澐止芾碛驔Q定信45使用模式設(shè)計(jì)息流的流向,以適應(yīng)全局的需要:②通信服務(wù):隨應(yīng)用目的網(wǎng)格使用模式解決的是如何使用網(wǎng)格超級(jí)計(jì)算機(jī)的問(wèn)的不同提供不同的服務(wù),包括可靠的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和不可靠的組題。在現(xiàn)有的操作系統(tǒng)上,計(jì)算機(jī)用戶可以使用各種軟件播通信,支持各種通信協(xié)議,提供通信鏈路延遲、帶寬和可工具來(lái)完成各種任務(wù)。而在網(wǎng)格環(huán)境下,用戶需要通過(guò)新靠性等指標(biāo);③信息服務(wù):提供方便可靠的機(jī)制,獲得不斷的方式來(lái)利用網(wǎng)格系統(tǒng)資源。因此,在網(wǎng)格操作系統(tǒng)上設(shè)變化的各節(jié)點(diǎn)信息和狀態(tài):④名字服務(wù):提供全局統(tǒng)一的名計(jì)開(kāi)發(fā)各種工具、應(yīng)用軟件是網(wǎng)格格潤(rùn)覽器字服務(wù),典型的有國(guó)際通用的X50標(biāo)準(zhǔn)或 Internet上DNS標(biāo)使用模式研究需要解決的關(guān)鍵問(wèn)準(zhǔn);⑤文件系統(tǒng):提供一個(gè)分布式文件系統(tǒng)機(jī)制、全局存儲(chǔ)題。目前美國(guó) Argonne因家實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)格應(yīng)用服務(wù)器和緩存空間;⑥安全認(rèn)證:應(yīng)包括登錄認(rèn)證、可信賴(lài)、完整性所開(kāi)發(fā)的 MPICH-O2是廣泛應(yīng)用的和記賬等方面的安全性;⑦監(jiān)視系統(tǒng):提供監(jiān)視系統(tǒng)資源和開(kāi)放式網(wǎng)格編程環(huán)境, Web Service網(wǎng)格編程攮口網(wǎng)格系統(tǒng)軟件運(yùn)行情況的工具:⑧資源管理:為方便對(duì)任務(wù)的查詢控制、技術(shù)正被眾多研究人員所推崇。圖為不同地理位置計(jì)算系統(tǒng)之間的任務(wù)遷移、調(diào)度、平衡提供4給出了一個(gè)使用網(wǎng)格的模型。圖4網(wǎng)格使用模型技術(shù)支持,對(duì)網(wǎng)格資源應(yīng)進(jìn)行合理的透明的管理和調(diào)度種策略是采用基于代理的網(wǎng)格資源管理模型,如圖3所5網(wǎng)格應(yīng)用示。用戶不允許直接對(duì)資源進(jìn)行操作,當(dāng)用戶提出要求,信H中國(guó)煤化工性能科學(xué)和工程計(jì)算CNMHG領(lǐng)域中,現(xiàn)在網(wǎng)格應(yīng)用不局限于此,出現(xiàn)了適用于不同應(yīng)用vice提供了一個(gè)與硬件無(wú)關(guān)的虛擬計(jì)算機(jī),而 Web Service是領(lǐng)域的網(wǎng)格技術(shù)。圖5中根據(jù)不同類(lèi)型的應(yīng)用給出了對(duì)現(xiàn)架構(gòu)在虛擬計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的,與平臺(tái)/語(yǔ)言無(wú)關(guān)的應(yīng)用交互有網(wǎng)格技術(shù)的分類(lèi)集成平臺(tái)。利用 Web Service將 Intemet上的資源和信息匯GG(Great Global Grid)聚在一起,組合成企業(yè)和消費(fèi)者所需要的服務(wù),可以更有效地推進(jìn)企業(yè)信計(jì)算和數(shù)據(jù)網(wǎng)格信息網(wǎng)格和知識(shí)網(wǎng)格商業(yè)應(yīng)用網(wǎng)格息化建沒(méi),提高企業(yè)信息化水平和技術(shù)自主創(chuàng)新能力。在開(kāi)發(fā)新的企業(yè)應(yīng)用,集成現(xiàn)有應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)跨越RTECSETI@Ho式發(fā)展中,網(wǎng)格系統(tǒng)將發(fā)揮越來(lái)越積Web service極的作用ASCI GridData grid歸納起來(lái),網(wǎng)格有以下一些應(yīng)用InformationIBM Web ServiceMicrosoft. NET域:運(yùn)輸業(yè)(公路、鐵道、航空、航海):資源環(huán)境(國(guó)土資源、環(huán)境保護(hù)長(zhǎng)江水利、黃河治理、淮河防災(zāi)):制圖5網(wǎng)格技術(shù)分類(lèi)造業(yè)(航空、仿真、船舶、汽車(chē)、鋼鐵)物醫(yī)藥(基因研究、生物信息學(xué)隨著網(wǎng)格研究的深入和應(yīng)用的不斷需求,網(wǎng)格具有廣物篩選、中藥信息庫(kù)、藥物反應(yīng)的模擬);科學(xué)計(jì)算(科學(xué)網(wǎng)闊美好的應(yīng)用前景1利用網(wǎng)格形成的超級(jí)計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)各計(jì)算中心計(jì)格,遺報(bào)天文臺(tái)虛報(bào)核爆件,人類(lèi)腦計(jì)劃神經(jīng)信息學(xué)財(cái)政算資源共享。在基礎(chǔ)研究、汽車(chē)、大型水電工程、石油勘探、氣象氣候、航空、交通、金融、農(nóng)林、醫(yī)療等領(lǐng)域提供超級(jí)計(jì)引服務(wù)、數(shù)據(jù)挖據(jù)、信息分類(lèi));勞動(dòng)與社會(huì)保障(社會(huì)保障算功能,發(fā)揮空前的作用,餐如:片設(shè)計(jì)廠可以將他們?cè)谶\(yùn)與綠色夷運(yùn):電子商務(wù)與電子政務(wù);遠(yuǎn)程教育與遠(yuǎn)程醫(yī)療從而大大節(jié)省了產(chǎn)品面市的時(shí)間:汽車(chē)制造廠商可以利用數(shù)字圖書(shū)館:超級(jí)視頻會(huì)議;娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)的特殊效果設(shè)計(jì)等網(wǎng)格進(jìn)行模型的模擬測(cè)試,從而取代原來(lái)的電路測(cè)試和風(fēng)6結(jié)束語(yǔ)洞試驗(yàn),降低了汽車(chē)的成本;氣象中心利用網(wǎng)格進(jìn)行衛(wèi)星圖像的快速分析,可大大提高氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性;在網(wǎng)格正在成為越來(lái)越重要的研究領(lǐng)域,被稱(chēng)為是下金融行業(yè),網(wǎng)格在風(fēng)險(xiǎn)抵抗等方面有很好的作用;在基因工代的web技術(shù)。盡管網(wǎng)格技術(shù)的研究還有許多問(wèn)題需要解程領(lǐng)域,藥物分子模擬、藥物研究、基因測(cè)序等都離不開(kāi)網(wǎng)決,但隨著網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格操作系統(tǒng)、安全認(rèn)證及協(xié)議格。以基因治療為例,目前醫(yī)院無(wú)法通過(guò)DNA對(duì)一個(gè)病人標(biāo)準(zhǔn)的不斷深入研究,網(wǎng)格必將成為一種關(guān)系科研、經(jīng)濟(jì)做病理分析,但是,如果網(wǎng)格技術(shù)能夠普及,則會(huì)提供無(wú)限教育、社會(huì)、國(guó)防的重要國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施成為連接和統(tǒng)一各的計(jì)算空間,將使這種診治變?yōu)榭赡?。?lèi)不同遠(yuǎn)程異構(gòu)資源的一種網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式]。網(wǎng)格的研究應(yīng)(2)利用網(wǎng)格智能信息處理功能,為用戶提供一體化的用將網(wǎng)格從以科學(xué)與工程計(jì)算為中心的學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域,擴(kuò)智能信息服務(wù)。實(shí)現(xiàn)全面的信息資源共享,解決信息孤島展到更廣泛的以分布式系統(tǒng)服務(wù)集成為主要特征的社會(huì)經(jīng)問(wèn)題,使用戶通過(guò)單一入口訪問(wèn)所有信息資源。網(wǎng)格的智濟(jì)活動(dòng)領(lǐng)域,從而引發(fā)萬(wàn)維網(wǎng)( World Wide Web升華為網(wǎng)格能信息處理功能有助于實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)的一站式辦公,電子 Great Global Grid,即GG取代wwW,它不僅對(duì)信息資源商務(wù)的一站式服務(wù);完成生命科學(xué)在網(wǎng)格上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代生物的獲取、傳輸、共享和利用帶來(lái)一場(chǎng)革命,而且必將對(duì)人類(lèi)信息資源、各種基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)等資源全面共享:有利于組建的生產(chǎn)和生活方式帶來(lái)巨大的變化統(tǒng)一的勞動(dòng)與社會(huì)保障系統(tǒng),將已有的社會(huì)保障系統(tǒng)、養(yǎng)老參考文獻(xiàn):金系統(tǒng)、醫(yī)療保險(xiǎn)系統(tǒng)和公積金系統(tǒng)等連接起來(lái),組成統(tǒng)一的社會(huì)保障和市民服務(wù)平臺(tái):有助于建設(shè)功能強(qiáng)大的超級(jí)1oer. Kesselman C. The grid: Blueprint for a new comput視頻會(huì)議系統(tǒng)、數(shù)字圖書(shū)館和遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)。infrastructure[D]. San Fransisco, CA: Morgan Kaufmann, 1999(3)企業(yè)界對(duì)網(wǎng)格的研究更注重商業(yè)應(yīng)用,在其相關(guān)研徐志偉,李偉.織女星網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)研究U]計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2002398)923-929究開(kāi)發(fā)工作中最重要的就是 Web Service技術(shù) Web Service[3]都志揮,陳渝,劉鵬網(wǎng)格計(jì)算M.北京清華大學(xué)出版社,的目標(biāo)是將運(yùn)行在通過(guò) Intranet或 Internet連接的分布式服2002.務(wù)器上的應(yīng)用集成在一起,構(gòu)架松散耦合的企業(yè)應(yīng)用和業(yè)(4) Foster I, Kesselman C, Tuecke S. The anatomy of the grid: ena-務(wù)流程,有效地提供內(nèi)容服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)交易服bling scalable virtual organizations [J]. Intemational Jourmal of務(wù)等。以企業(yè)應(yīng)用為背景, Web service架構(gòu)在網(wǎng)格基礎(chǔ)之115(3):200222上,從底層的資源整合,到高層的應(yīng)用集成,網(wǎng)格為 Web set-中國(guó)煤化工(下轉(zhuǎn)第1691頁(yè))1688CNMHG新并做相應(yīng)日志記錄:針對(duì)本部門(mén)系統(tǒng)中不存在的記錄則網(wǎng)絡(luò)中心的等等。數(shù)據(jù)修改則是為了糾正共享數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)在本部門(mén)系統(tǒng)中建立新的檔案數(shù)據(jù)。由于具體的業(yè)務(wù)工作現(xiàn)的信息錯(cuò)誤,以便為別的部門(mén)提供正確的信息導(dǎo)向。數(shù)般都在基層單位進(jìn)行,所以核對(duì)過(guò)的數(shù)據(jù)集能夠通過(guò)本據(jù)刪除提供整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的刪除、有條件的刪除、個(gè)案刪除等部門(mén)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送到相關(guān)基層單位,由基層工作人員來(lái)對(duì)刪除功能。在實(shí)際工作中,各部門(mén)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中往往該數(shù)據(jù)集進(jìn)行確認(rèn),利用準(zhǔn)確的信息來(lái)提高工作質(zhì)量保存歷史信息來(lái)開(kāi)展相關(guān)工作,但在共享數(shù)據(jù)庫(kù)中,只需最數(shù)據(jù)的共享與共享數(shù)據(jù)庫(kù)的管理新的數(shù)據(jù)信息供相關(guān)部門(mén)參考即可,因此,共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)需要經(jīng)常更新在互連共享平臺(tái)系統(tǒng)中,各部門(mén)在利用其他部門(mén)數(shù)據(jù)的同時(shí),要針對(duì)其他部門(mén)對(duì)本部門(mén)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的需求收集本5廣東省南海市互連共享平臺(tái)系統(tǒng)部門(mén)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)信息中心,提供給別通過(guò)對(duì)上述方案的嚴(yán)密研討,在國(guó)家信息化試點(diǎn)城市的部門(mén)共享使用廣東省南海市的網(wǎng)絡(luò)信息中心建立了“互連共享平臺(tái)系統(tǒng)”提供給其他部門(mén)所需求的信息的數(shù)據(jù)流程圖如圖3所該系統(tǒng)連接了公安、民政、防疫、衛(wèi)生、計(jì)生等多個(gè)政務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),目前在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的計(jì)生部門(mén)子系統(tǒng)已經(jīng)正常運(yùn)行。計(jì)生部門(mén)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中心的注冊(cè)認(rèn)證之后登錄平臺(tái)本部門(mén)網(wǎng)[他部門(mén)帶求伯息系統(tǒng),根據(jù)本部門(mén)業(yè)務(wù)特點(diǎn)有條件地查詢和接收其他部門(mén)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)收集、審核的信息,比如計(jì)生部門(mén)的工作對(duì)象是育齡婦女,在接收信息開(kāi)的共享數(shù)據(jù)時(shí),年齡、性別不符的數(shù)據(jù)首先被過(guò)濾除去。數(shù)據(jù)接收后互連通訊平臺(tái)根據(jù)計(jì)生部門(mén)的業(yè)務(wù)要求進(jìn)行校驗(yàn)和核對(duì),核對(duì)結(jié)果可以發(fā)送到具體的基層單位去核實(shí)確認(rèn)來(lái)提高計(jì)生部門(mén)的工作績(jī)效。計(jì)生部門(mén)的用戶在使用該平臺(tái)系統(tǒng)時(shí)也有級(jí)別權(quán)限之分,高級(jí)的用戶可以將工作中的數(shù)據(jù)下發(fā)到基層用戶手門(mén)共亨數(shù)據(jù)庫(kù)中,計(jì)生系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)送數(shù)據(jù)以及進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)維護(hù)都需要特定級(jí)別的用戶權(quán)限,以保證工作的安全性圖3其他部門(mén)信息的數(shù)據(jù)流程圖南海市“互連共享平臺(tái)系統(tǒng)”的成功運(yùn)行,證明了采用局部數(shù)據(jù)集成技術(shù)構(gòu)建互連通訊平臺(tái),在平臺(tái)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)收集與審核部門(mén)子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)加工處理,從而實(shí)現(xiàn)政務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息系依據(jù)其他部門(mén)對(duì)本部門(mén)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的信息需求,子系統(tǒng)統(tǒng)異構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)之間信息互訪的方案是切實(shí)可行的要從本部門(mén)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出相關(guān)數(shù)據(jù),以數(shù)據(jù)集形式預(yù)定制條件過(guò)濾、業(yè)務(wù)校驗(yàn)與核對(duì)、多級(jí)信息確認(rèn)等共享信保存下來(lái)。該數(shù)據(jù)集要經(jīng)過(guò)有審核權(quán)限的用戶審核,才能息高效利用技術(shù)在實(shí)際工作中也得到了用戶的肯定。該方真正發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)信息中心實(shí)現(xiàn)共享。在實(shí)際工作中相當(dāng)于案在南海市的實(shí)施為其他城市的政務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互連提供了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的審批簽字,這樣就保證了待發(fā)送數(shù)據(jù)的安全性定的參考價(jià)值4.2數(shù)據(jù)發(fā)送審核通過(guò)后的數(shù)據(jù)集由具有發(fā)送權(quán)限的用戶發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)信息中心本部門(mén)共享數(shù)據(jù)庫(kù)中,提供給其他職能部門(mén)共]莊鴻棉數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)M北京中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出享使用43共享數(shù)據(jù)庫(kù)的管理[2] North K. Windows multi- DBMS programming[Z].1995在互連共享平臺(tái)系統(tǒng)中,各部門(mén)應(yīng)該能夠?qū)Ρ静块T(mén)的3]張心耘張京生鄭曉軍異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)互連的設(shè)計(jì)方法]計(jì)算共享數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理,要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢、修改、刪機(jī)工程與應(yīng)用,19989)除等功能。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢可以了解在共享數(shù)據(jù)庫(kù)中本部4孫志揮,金遠(yuǎn)平,白義傳分布式異構(gòu)多數(shù)據(jù)庫(kù)的集成技術(shù)門(mén)門(mén)共享了哪些數(shù)據(jù)信息、何時(shí)的工作數(shù)據(jù)、何時(shí)收集上傳到計(jì)算機(jī)導(dǎo)刊,1993,(2)(上接第1688頁(yè))[5] Foster I, Kesselman C. Globus: A metacomputing infrastructure世界,2001-112toolkit. ntermational Jourmal of Supercomputer Applications,[7]應(yīng)宏.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用計(jì)算模型的演變與發(fā)展(J計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用[6]徐志偉.因特網(wǎng)之后是什么?——網(wǎng)格技術(shù)探討N計(jì)算機(jī)H中國(guó)煤化工CNMHG1691