深入剖析网格发展趋势

　　就像Inte.net 需要依赖TCP/IP 协议一样，网格也需要依赖标准协议才能共享和互通。目前，包括全球网格论坛GGF(Global Grid Forum)、对象管理组织OMG(ObjectManagement Group)、寰球网联盟W3C(World Wide Web Consortium)以及Globus 项目组在内的诸多团体都试图争夺网格标准的制定权。

　　Globus 项目组在网格协议制定上有很大发言权，因为迄今为止，Globus Toolkit已经成为事实上的网格标准。Globus 由美国Argonne 国家实验室数学与计算机分部、南加州大学信息科学学院和芝加哥大学分布式系统实验室合作开发，并与美国国家计算科学联盟、NASA IPG 项目(Information Power Grid)、美国国家先进计算基础设施同盟NPACI(National Partnership for Advanced Computational Infrastructure)等建立了伙伴关系。一些重要的公司，包括IBM、Microsoft、Compaq、Cray、SGI、Sun、Fujitsu、Hitachi、NEC 等公开宣布支持Globus Toolkit。目前大多数网格项目都是基于Globus Tookit 所提供供的协议及服务建设的，例如美国的物理网格GriPhyN、欧洲的数据网格DataGrid、荷兰的集群计算机网格DAS-2、美国能源部的科学网格和DISCOM 网格、美国学术界的TeraGrid，等等。

　　2002 年2 月，在加拿大多伦多市召开的全球网格论坛GGF 会议上，Globus 项目组和IBM 共同倡议了一个全新的网格标准OGSA。OGSA 叫做开放网格服务体系(Open GridServices Architecture)，它把Globus 标准与以商用为主的Web Services 的标准结合起来，网格服务统一以Services 的方式对外界提供。OGSA 的诞生，标志着网格已经从学术界的象牙塔延伸到了商业世界中，而且从一个封闭的世界走向了开放的环境中。OGSA 从一诞生，就得到业界的广泛支持，像微软、Platform Computing(一家分布式计算软件公司)、AVAKI(商用网格解决方案提供商)、Entropia(基于PC 的分布式计算网格技术提供商)等从一开始就宣传支持OGSA。到目前为止，OGSA 已经广为接受，几乎所有的业界同仁都认为它就是网格的未来。由于OGSA 是在GGF 会议上提出来的，GGF也就顺理成章地成为OGSA 标准化进程的领头羊。目前，GGF 有4 个研究组负责与OGSA相关的标准制定工作：开放网格服务体系结构工作组OGSA-WG、开放网格服务基础设施工作组OGSI-WG、开放网格服务体系结构安全工作组OGSA-SEC-WG 和数据库访问和集成服务工作组DAIS-WG。

　　2003 年1 月13 日，符合OGSA 规范的Globus Toolkit 3.0 (Alpha 版)已经在第一届Globusworld 会议上发布，预计正式版在2003 年上半年就能发布。这标志着OGSA已经从一种理念、一种体系结构，走到付诸实践的阶段了。

　　技术融合趋势

　　在OGSA 出现之前，已经出现很多种用于分布式计算的技术和产品。例如，1987 年，SUN 公司就推出了开放网络计算(Open Network Computing)，1989 年分别出现了OSF 的DCE 和对象管理集团OMG 的CORBA, 1996 年微软推出了DCOM。这些机制互不兼容，严重到了同一家公司的产品都不兼容的程度，例如，从1997 年开始，微软开始推动基于XML的分布式计算(通过建构在HTTP 之上的远程过程调用RPC 实现)，而这又与DCOM 的做法相冲突。其实，在OGSA 出现之前，各种以填补异构平台之间的差异为己任的网格平台，如Condor、Legion、Ninf、Globus 等，也都是各行其道、互不兼容的。

　　90 年代末，让人扼腕叹息的混乱局面终于有望结束，因为此时基于XML 的WebServices 技术开始大行其道。Web Services 之所以能够迅速走红，是因为它在各种异构平台之上构筑了一层通用的、与平台无关的信息和服务交换设施，从而屏蔽了互联网中千差万别的差异，使信息和服务畅通无阻地在计算机之间流动。Web Services 得到了各大公司的支持，解决方案精彩纷呈，包括：IBM 的WebSphere、微软的.Net、SUN 的SunOne、Oracle 的Oracle9i、惠普的eSpeak，等等。

　　Globus 项目组看到了Web Services 的巨大潜力，在2002 年迅速将Globus Toolkit的开发转向了Web Services 平台，试图用OGSA 在网格世界一统天下。基于OGSA 之后，网格的一切对外功能都以网格服务(Grid Service)来体现，并借助一些现成的、与平台无关的技术，如XML、SOAP、WSDL、UDDI、WSFL、WSEL 等，来实现这些服务的描述、查找、访问和信息传输等功能。这样，一切平台及所使用技术的异构性都被屏蔽。用户访问网格服务时，根本就无需关心该服务是CORBA 提供的，还是.Net 提供的。

　　大型化趋势

　　美国政府单在网格技术的基础研究上，每年投入的经费就高达5 亿美元。美国能源部DOE 支持的科学网格(Science Grid)用622Mbps 的ESNet 网格连接了能源部的两台超级计算机，网格计算能力达到每秒5 万亿次，存储能力达到1.3 千万亿字节;美国国家科学基金NSF 支持的TeraGrid 将连接位于五个不同地方的超级计算机，达到每秒20 万亿次的计算能力，并能存储和处理近1 千万亿字节的数据。TeraGrid 最大特色是连接网格的专用网络带宽将达到惊人的40Gbps。TeraGrid 项目始于2001 年8 月，由NSF 投资5300 万美元，次年10 月又追加3500 万美元;美国物理网格GriPhyN (Grid Physics Network)计划建立每秒千万亿次级别的计算平台，用于数据密集型计算。

　　美国军方正在实施的全球信息网格GIG(Global Information Grid)，预计在2020年完成。目前，GIG 没有专项经费，但美国国防部每年在信息技术上的投资高达220 亿美元，GIG 的经费存在于其中的各种项目中。美国政府电子信息技术协会的一位负责人预测，到2006 年，GIG 有可能成为五角大楼的最大投资项目。

　　不单美国政府对网格作了巨大投资，公司也不甘示弱。IBM 在2001 年8 月宣布，将投入40 多亿美元进行“网格计算创新计划”(Grid Computing Initiative)，全面支持网格计算。IBM 这一招已经见效，它不仅成为Globus 的首席合作伙伴，还成为OGSA 标准的制定者之一。由于掌控了制高点，IBM 已经开始笑眯眯地从网格研究中取得回报。它不仅是DOE 科学网格的主要承包商，还得到英国国家网格的青睐。英国政府宣布投资1 亿英镑，用以研发“英国国家网格”(UK National Grid)。

　　除此之外，欧洲还有DataGrid、UNICORE、MOL 等网格研究项目正在开展。其中，DataGrid涉及到欧盟的20 几个国家，是一种典型的“大科学”应用平台。日本NTT 数据公司联合Intel、SGI 等，在2002 年中期开展了为期6 个月的网格计算试验。试验将连接日本家庭、企业和学术机构的100 万台PC，集合处理能力将达到每秒65 万亿次浮点运算。2002 年11 月，日本产业技术综合研究所网格计算研究中心宣布，在由多台个人电脑通过网络连接组成网格计算环境下，实现了日美之间创纪录的707Mbps 的数据传输。甚至，连印度都启动了建设国家网格计划。我国也奋起直追，仅2002 年公布的863网格专项，就拨出了上亿元的资金用于China Grid 相关的研究。

　　作者介绍 刘鹏，清华大学计算机系 高性能所网格研究组博士研究生，IEEE、GGF、CGF会员。个人主页：

原文转自：http://www.ltesting.net