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文檔簡介
1、網(wǎng)格計算技術(shù)發(fā)展及其趨勢,主要內(nèi)容,一、網(wǎng)格的含義和應(yīng)用 二、網(wǎng)格計算挑戰(zhàn)與趨勢 三、國內(nèi)網(wǎng)格研究工作 四、看法,一、網(wǎng)格的含義和應(yīng)用,Grid的由來,什么是網(wǎng)格?,通常講,網(wǎng)格(Grid)將網(wǎng)絡(luò)上地理分布的各種資源聚合為一體,支持應(yīng)用問題合作求解系統(tǒng)的構(gòu)造 集成計算、數(shù)據(jù)、存儲、設(shè)備、軟件和人員等各種資源; 思想:資源共享和協(xié)同,強調(diào)統(tǒng)一和橫向設(shè)計; 方法:建立廣泛的資源共享標準和協(xié)議,網(wǎng)格應(yīng)用需求背景,E-Science 大規(guī)模構(gòu)造和挖掘大型的觀測和模擬數(shù)據(jù)庫 開發(fā)計算機模擬和分析 訪問遠程的特殊設(shè)備 分布各地的合作研究人員近實時的交換信息 E-Business 企業(yè)計算是高度分布、異構(gòu)、
2、企業(yè)之間(B2B) 企業(yè)計算需要大量計算和數(shù)據(jù)服務(wù) 各種資源和服務(wù)的提供商出現(xiàn),租賃業(yè)務(wù)是可行的,網(wǎng)格應(yīng)用需求背景,E-Government 各個政府部門的信息互通和互操作 部門之間資源和信息共享和整合 EEntertainment 大規(guī)模的視頻點播:分布、海量 在線游戲:成千上萬人、交互、處理 E-Education 教育信息化 主動學(xué)習(xí)方法和交互式的教學(xué)方式 網(wǎng)絡(luò)上作模擬實驗,從高性能計算領(lǐng)域,網(wǎng)格是一個集成Internet資源的虛擬超級計算機 許多巨大挑戰(zhàn)性應(yīng)用 計算和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用 需要比單個計算機更強的計算能力 通過匯集 Internet的高性能計算資源,建立虛擬超級計算機平臺 這是
3、 Grid computing最初動力 提供共享資源:超級計算機,存儲器,數(shù)據(jù)和儀器, etc. on Internet 通過高速網(wǎng)絡(luò)連接,網(wǎng)格對不同用戶意味著不同的事情,從高性能計算領(lǐng)域(cont),TERAGRID (a typical project) Funded by NSF of U.S.A Connect 5 supercomputer centers with 40Gbps fiber links Aggregated resources Over 21 TeraFlops computing power Over 600 terabytes storage,從 P2P 研究團
4、體角度,Grid is a P2P computing Platform Normally, utilize the autonomous resources at the edge of Internet interact via symmetric protocols (vs. client/server) take decentralized control collect huge resources over Internet Share idle resources at edges such as CPU or file at desktop PCs Dedicated to s
5、ome special applications SETIHome 集成網(wǎng)絡(luò)上各種空閑PC,處理能力達到 54 teraflops 適應(yīng)特定應(yīng)用 Napster, Gnutella, etc.,從工業(yè)界信息集成角度,Grid 為應(yīng)用的無縫集成提供了一種有效的方式 在不同的組織中集成應(yīng)用和交換數(shù)據(jù) 象WEB一樣連接了分布在網(wǎng)絡(luò)上的頁面 集中在不同組織中應(yīng)用間的連接和互操作 例如:Inter-enterprise business processes,從合作研究的角度,網(wǎng)格是一個大規(guī)模的合作平臺 支持全球分布的人與人或組織與組織之間的高質(zhì)量網(wǎng)上合作 Access grid :建立一個大規(guī)模電子會議
6、和分布會議的平臺 Enable persistent electronic spaces integrate visual devices share persons presence now used at over 150 institutions,網(wǎng)格是通過網(wǎng)絡(luò)提供綜合計算機、數(shù)據(jù)、設(shè)備等資源和服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施 計算資源共享 軟件共享 設(shè)備共享 數(shù)據(jù)信息共享 服務(wù)共享 人才共享 為應(yīng)用提供不間斷的,無限的處理和按需能力,如同電力和水力基礎(chǔ)設(shè)施; 以服務(wù)為手段; 新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施(4T),從基礎(chǔ)設(shè)施看,什么是網(wǎng)格?,二、網(wǎng)格計算挑戰(zhàn)與發(fā)展,技術(shù)挑戰(zhàn),建立一個開放的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施平臺 一個
7、開放的體系結(jié)構(gòu)、標準和協(xié)議,以形成信息獲取、傳輸、訪問、共享和處理的單一虛擬系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺 虛擬組織的管理和協(xié)同工作 多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和集成 服務(wù)和應(yīng)用的自治管理和優(yōu)化 自動配置和部署 網(wǎng)格的可用性和可開發(fā)性 資源多層次和多方面的異構(gòu)性 系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性 安全 和現(xiàn)有分布的空間信息系統(tǒng)的結(jié)合 多域的安全問題,挑戰(zhàn),如何將網(wǎng)格技術(shù)和傳統(tǒng)的技術(shù)相互結(jié)合 Grid 和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理 網(wǎng)格和目前流行企業(yè)中間件 網(wǎng)格和其它 應(yīng)用的使用模式 社會和體制障礙 人們的思想障礙 網(wǎng)格的市場在什么地方?究竟有多大?如何達到和開發(fā)? 目前的成功在科學(xué)計算領(lǐng)域eScience,網(wǎng)格技術(shù)研究現(xiàn)狀,網(wǎng)格技術(shù)從支持科學(xué)計算為
8、主向市場更大和應(yīng)用面更寬方向發(fā)展 Data grid、Sensor grid Information Grid和Service grid擴展 重點是在網(wǎng)格軟件技術(shù)的研究和實現(xiàn) 網(wǎng)格系統(tǒng)軟件為主 Globus,Avaki,Condor,Unicore,LSF,Sun Grid等 網(wǎng)格工具軟件 網(wǎng)格編程語言:MPI-G2、服務(wù)綜合描繪語言,基于構(gòu)件技術(shù)、WebPortal等。,網(wǎng)格技術(shù)研究現(xiàn)狀,2002年Grid與web Service技術(shù)結(jié)合體系結(jié)構(gòu)OGSA (OGSI) 可望成為業(yè)界網(wǎng)格系統(tǒng)軟件的體系結(jié)構(gòu)標準; 推動網(wǎng)格技術(shù)從科學(xué)工程計算領(lǐng)域向商業(yè)領(lǐng)域擴展 網(wǎng)格軟件技術(shù)雖然不成熟,在一些大型行
9、業(yè)領(lǐng)域已進入實際開發(fā)運行生產(chǎn)型系統(tǒng)的階段。 NASA IPG、 PPDG, TeraGrid(DTF) Eu-DataGrid, UK Escience GIG,Asci Grid,DOE grid China national grid,發(fā)展趨勢,開放、標準、面向服務(wù)和平臺化是網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的特征 應(yīng)用層提供的資源共享、協(xié)同工作、非集中控制、非平凡服務(wù)質(zhì)量、動態(tài)功能、開放系統(tǒng)、單一系統(tǒng)映像等共性功能和安全、作業(yè)、用戶、資源信息等共性的基本管理與基本服務(wù)通過網(wǎng)格系統(tǒng)軟件平臺提供。,發(fā)展趨勢(續(xù)),Grid和其它計算機重要技術(shù)相融合 網(wǎng)格應(yīng)用綜合網(wǎng)格技術(shù)和其它技術(shù)建立而成的,發(fā)展趨勢(續(xù)),結(jié)合網(wǎng)
10、格概念和技術(shù)、單機操作系統(tǒng)和目前主流中間件技術(shù),向網(wǎng)格操作系統(tǒng)方向發(fā)展 IBM已經(jīng)把WebSphere grid當(dāng)作“Internet operating system” .Net及其未來版本就是微軟的Internet操作系統(tǒng)。 Globus目標是成為“分布式計算的Linux”。 形成一個網(wǎng)格操作系統(tǒng)平臺,發(fā)展趨勢(續(xù)),綜合軟件和硬件技術(shù)形成公共信息基礎(chǔ)設(shè)施資源的綜合服務(wù)提供商 IBM的On demand Computing是機器、存儲設(shè)備到數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)格和中間件的綜合服務(wù)提供商; SUN Sun/One依托機器、Java、J2EE等支持網(wǎng)格 HP集中存儲、CLUSTER和數(shù)據(jù)管理支持公用基礎(chǔ)
11、設(shè)施 微軟依托他人硬件平臺,以公共設(shè)施方式出租和賣軟件服務(wù)而不是賣軟件;,工業(yè)界的網(wǎng)格,2002年10月IBM年投資100億美元,全面轉(zhuǎn)向“On Demand Computing”,實質(zhì)是網(wǎng)格; Sun公司公布了它的網(wǎng)格計劃和Sun One/1; 微軟、HP、ORCALE等公司開始投資此方面的研究; 2002年底第一個商業(yè)上的游戲網(wǎng)格Butterfly Grid建立,目標是解決許多人同時在線游戲的技術(shù)挑戰(zhàn)。 全球網(wǎng)格論壇:,國內(nèi)研究情況,在1999-2001年期間,863計劃支持下,國家高性能計算環(huán)境建設(shè)計算網(wǎng)格 六個城市的8個高性能計算中心通過Interne
12、t連接起來 國防科技大學(xué)、中科院網(wǎng)絡(luò)中心、XX國科技大學(xué)、清華大學(xué)、西安交大、復(fù)旦大學(xué)、西南交大、華中科技大學(xué)等單位構(gòu)成 研制網(wǎng)格系統(tǒng)軟件和網(wǎng)格應(yīng)用,支持并行計算的運行 其開創(chuàng)性的工作為我們今天更大規(guī)模的網(wǎng)格研究與建設(shè)奠定了基礎(chǔ),國內(nèi)研究情況(續(xù)),國家863“高性能計算機及核心軟件”專項 聚焦于網(wǎng)格,以建設(shè)“高性能網(wǎng)格計算環(huán)境”的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和設(shè)備研制為核心; 制定國內(nèi)網(wǎng)格標準,參與國際標準制定,培養(yǎng)一批人才 4TFlop/s高性能計算機 開發(fā)一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)格軟件 XX國國家網(wǎng)格China National Grid (CNGrid)試驗床,國內(nèi)研究情況(續(xù)),建設(shè)若干個大型行業(yè)應(yīng)
13、用網(wǎng)格; 氣象服務(wù)網(wǎng)格、航空制造網(wǎng)格、XX國地質(zhì)調(diào)查網(wǎng)格、科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格、新藥發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格、生物信息網(wǎng)格、數(shù)字林業(yè)網(wǎng)格; 其它網(wǎng)格項目: XX國教育科研網(wǎng)格:XX國教育部2003年十月份啟動,將連接上百所院校 上海市網(wǎng)格:智能交通等應(yīng)用 國家基金委的網(wǎng)格專項:建立跨地域的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)科學(xué)研究環(huán)境 軍隊等,國防科大網(wǎng)格研究,XX國國家網(wǎng)格的負責(zé)單位之一 結(jié)點、軟件、環(huán)境建設(shè)(1999-) XX國教育科研網(wǎng)格的主結(jié)點 網(wǎng)格應(yīng)用: XX國國家氣象網(wǎng)格 生物信息網(wǎng)格 空間信息柵格等 Grid Data Engine系統(tǒng)GridDaen V0.9 支持計算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格; 服務(wù)網(wǎng)格系統(tǒng) Service grid、Agent and grid.,四、看法,看法,網(wǎng)格計算技術(shù)還不成熟,勇于創(chuàng)新,機會很多 基礎(chǔ)理論研究還很薄弱、OGSI還不成熟 適應(yīng)網(wǎng)格環(huán)境的硬件設(shè)施研究非常不足 支持“5E”網(wǎng)格軟件系統(tǒng)和應(yīng)用工具有待長時間的開發(fā)和實踐 突破網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)備 面向網(wǎng)格的高性能計算機 高速網(wǎng)絡(luò) 海量存儲設(shè)備、大型分布儲存系統(tǒng)等 網(wǎng)格軟件關(guān)鍵技術(shù) 動態(tài)資源共享 高可用和可靠性 按需服務(wù) 安全,看法,面向多企業(yè)的企業(yè)服務(wù)網(wǎng)格是未來的一個商業(yè)重點 Grid service、結(jié)合
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