网格在实际中的应用

　进入21世纪，网格技术的发展已经不再单纯依靠科研人员的努力和政府部门的投入，商业化的号角已经吹响。需求吸引了企业的目光，直接促进了商业化技术产品的出现。网格必将掀起继PC与Web之后的第三次浪潮。

　　Internet上汇集了成千上万的计算资源、数据资源、软件资源、各种数字化设备和控制系统。如何将物理上互连的众多资源汇聚起来，联合提供服务，是网格技术的实质。

　　网格的含义和特性

　　网格是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，最初是专门针对复杂科学计算应用的一种新型计算模式。这种计算模式是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机。随着网格技术的发展和应用的扩展，网格逐步进入到商业使用中。人们预言，网格技术和应用将成为Internet信息技术的下一个浪潮，网格将成为具有高性能处理、海量数据存储和大量仪器设备等特征的21世纪人类社会的信息处理基础设施。

　　实际上，可以从三个方面来理解网格。第一、网格是构建信息系统新的思维方式和新的概念;第二、网格计算技术是解决广泛的分布资源共享和协同工作的新技术;第三、网格是支撑各类应用的新的国家信息基础设施。

　　网格的应用需求

　　计算机技术发展奠定了网格的物资基础，大量的各种应用对网格技术的需求推动网格技术的蓬勃发展。

　　科学研究(E-Science)

　　现代科学研究的问题空前复杂化，产生了一种崭新的科研协作模式和大科学工程，就是E-Science。E-Science的实质就是“科学研究的信息化”，它以新一代互联网技术和网格计算技术为基础，通过Internet联合组成一个共同的虚拟研究团队，共享资源和成果，协同工作共同完成大型现代科学研究。

　　电子商务(E-Business)

　　企业计算是高度分布和异构的，需要大量的计算和数据服务。通过应用网格技术，用户能将分散的功能整合起来，将企业的各种应用系统加以集成，创建一个单一的系统。最终实现跨企业、行业或工作组的虚拟共享、管理和设备访问，动态地管理网络上的资源、服务和应用，在不同的组织中集成应用和交换数据，使企业能够共享资源，从而消除企业信息化中存在的“信息孤岛”。

　　借助网格，企业和机构能够合理配置所有必需的IT资源，使有需要的人员在需要时能轻松获得这些资源。并帮助企业突破基础设施的限制，解决诸如研发(R&&D)、工程实施、产品设计和财务分析这样复杂的业务问题。它也为企业实施IT资源的外包业务，摆脱对IT资源管理的负担，关注企业核心竞争力奠定了基础。

　　电子政务(E-Government)

　　国家电子政务应用的目标是建立跨领域、跨区域和跨企业的一体化信息网络。电子政务需要整合的资源和服务，种类繁多，数量巨大，地理上广泛分布，管理上属于不同的管理域，有着不同的管理策略和安全需求，网格计算技术能够很好地适应电子政务的这些需求，为解决这些问题提供了技术基础和标准平台。

　　网格强调顶层设计和统一规划，采用横向设计方法解决了从基础资源到服务和应用等多个层次的共享、互操作和协同问题，将分布的各个局部自治系统统一成为逻辑上的单一全局系统。通过为全局系统整合提供的环境和技术支撑，实现不同机构和平台上的数据交换和业务自动处理以及资源和服务的互通、互联和互动;最终为用户提供高效、丰富的信息和服务;实现政务公开、内外有别、分层授权和保守机密的功能;并且易于使用、维护和升级;从而以有限的资源，达到电子政务的更好效果。

　　电子娱乐(e-Entertainment)

　　Internet的高速发展，网上视频点播和在线游戏成为电子娱乐业的重要一环。使用网格,可以为游戏开发商和服务供应商提供可扩展的、高弹性的基础设施以运行大型多人游戏。通过统一调动各种资源，统一保存和管理各个资源上的用户资源和游戏运行状态环境，实现游戏的运行和服务的可扩展性，使更多的用户以更灵活的方式、更好地性能共同玩同类游戏。

　　教育领域(E-Education)

　　将分布在教育领域中的图书馆数字资料、数字博物馆、论文、高等院校多媒体及课件和数字教学视频等各种海量信息资源集成起来，建立一个教育信息网格，覆盖各个地区，提供统一的、高效的信息服务，提供主动学习方法和交互式的教学方式，使在家学习和交流成为现实。同时，教育网格还可以提供人们在网络上作模拟实验。

　　网格面临的挑战

　　网格技术的兴起和发展得益于技术进步和应用需求的驱动，目前已经从支持科学计算为主向市场更大和应用面更宽方向发展，并面临着诸多挑战。

　　在技术方面，其研究重点是网格软件技术的研究和实现，并以网格系统软件为主要研究对象。人们需要建立一个具有开放的体系结构、标准和协议，以形成信息获取、传输、访问、共享和处理的单一开放的信息处理基础设施平台，需要克服虚拟组织的管理和协同工作问题，需要解决网格的可用性和可开发性障碍，并解决系统安全问题。

　　网格作为基础设施，除了技术上的挑战外，一些社会、政治因素对网格的普及也至关重要，应当建立资源的外包、数据的保密等法律保护机制。

　　网格应用发展趋势

　　

　　全球网格消费市场趋势(单位：百万美元)

　　网格技术的不成熟，并不说明网格技术目前不可用，一些商业应用网格已经开始出现。随着网格体系和技术标准的出现，未来几年网格应用将会更快地涌现出来，据Global Information公司预测，全球在网格领域的花费将从2003年的2.5亿美元发展到2008年的49亿美元(如图所示)。归纳起来，我们可以看到其中的一些发展趋势和特点：

　　走开放标准路线

　　国际上网格技术的研究基本上采用了因特网的开放标准路线，以层次化开放式为基础，在多个层次上建立横向技术标准和平台，以满足不同层次资源和应用集成的需要。这些标准中最主要的是Globus和OGSA。平台化也是网格的一个重要特征。

　　多技术融合

　　许多网格应用和系统是综合网格技术和其它多种主流技术建立而成的，这些技术包括中间件技术、P2P、Web Service等等。事实上，网格技术解决了网格应用面临的一些问题，而现行的许多技术很好地解决了系统集成的各种问题。同时，网格作为一种信息基础设施，其必然要综合使用各种技术来建立这种设施及其各种应用。

　　构建网格操作系统

　　网格和多种技术的结合为应用利用网络资源提供了一个类似操作系统的管理平台。这个平台屏蔽了异构资源的差异和地理上的分布性，管理分布的计算、储存、网络等资源，提供实现应用之间的可交互性和互操作性的工具，提供用户开发网络应用的环境和网络应用的基本功能构件，支持各种应用的开发和按需服务的能力。

　　形成信息综合服务商

　　网格作为一种IT基础设施已经得到众多公司和学术界的一致认同。如何构建、管理、维护和运营这种能够按需提供服务的基础设施，如何在这个平台上开发应用，成为网格服务和产业发展的关键。在这样一个环境下，结合软件和计算机硬件的系统综合服务提供商将出现，并在网格产业的发展上起到关键作用。

　　服务网格是重要产品方向

　　采用Web service和网格计算技术，遵循OGSI的Grid Service的标准，面向企业集成、支持服务连接、管理、集成优化和运行的服务网格将成为商业网格系统的一个重要发展方向，它为实现多企业或部门之间广域分布业务应用的集成和协同提供了按需服务、系统互操作和可监控等方面的有力支持。

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　　依标准构造网格

　　Globus是一个由美国的学院、政府机构和IBM、Microsoft 以及Cisco发起的项目，由美国Argonne国家实验室进行研究。目前的Globus 可以认为是计算网格技术的典型代表和事实上的规范。Globus最核心的部分就是它的元计算工具包，其中定义了构建计算网格最基础的服务。

　　在Globus的基础上，又发展出OGSA(Open Grid Services Architecture，开放网格服务架构)。

　　OGSA被称为是下一代的网格体系结构，它是在网格计算技术的基础上，结合最新的Web Service 技术提出来的。以服务为中心是OGSA的基本思想，在OGSA中一切都是服务。

　　OGSA 在原来Web Service 服务概念的基础上，提出了“网格服务(Grid Service)”的概念，用于解决服务发现、动态服务创建、服务生命周期管理等与临时服务有关的问题。 　　基于网格服务的概念，OGSA 将整个网格看作是“网格服务”的集合。但是这个集合不是一成不变的，是可以扩展的，这反映了网格的动态特性。

　　OGSA使用虚拟组织(Virtual Organizations，VOs)的概念，通过标准的界面和约定来创建、终止、管理瞬时服务，进行动态管理。定义这些服务的约定使用现有的网络服务定义语言(WDSL)，这是一种基于XML的，用数据或可执行的内容来表达信息的方法，并可以把网格服务和现有的诸如SOAP、MIME和HTTP联系起来。

原文转自：http://www.ltesting.net