学文网摘要：网格计算技术是一项新兴学科，目前正处于迅猛发展中，也是未来第三代网络的计算模式。创建一个合理的网格解决方案，可以让让网络上的各种资源安全协同、最大限度地被利用。文章简单介绍了什么叫网格计算、网格计算技术的核心内容以及如何构建一个合理的网格解决方案。
关键词：网格；分布式计算；网格解决方案；物理网格；逻辑网格
中***分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2010） 15-0000-02
The Discussion of Grid Computing Technology and Solutions
Lin Chunni
（Shanxi Datong University,Datong037009,China）
Abstract:Grid computing technology in a rapid development of new subjects,but also in the future third-generation network computing model. Grid to create a reasonable solution that allows for a variety of resources on the network security compatible,the maximum was used.
The article briefly describes what is grid computing,the core of grid computing technology and how to build a reasonable grid solution.
Keywords:Grid;Distributed computing;Grid solutions;Physical grid; Logical grid
网格计算技术是随着互联网的迅猛发展而建立起来的一种专门应用于复杂的科学计算的新型计算模式，截止到目前， 网络技术已经走过两代历程： 第一代是Internet时期， 介于20世纪70～80年代，其主要的成就是把分散在世界各地的计算机用TCP/IP 协议连接起来， 主要的应用是email； 第二代是Web时期，介于20世纪90年代，其主要的成就是把网络上成千上万个网站上的网页连接起来， 主要应用是Web信息浏览和电子商务等信息服务。目前， 网络正处于从第二代向第三代的过渡期。第三代称为网格计算（Grid Computing）时期， 其主要特点是不仅仅包括网页和计算机， 而且包括各种信息资源，都被连接成一个整体， 整个网络就仿佛是一台巨大无比的计算机， 向每一个使用者提供一体化的服务。
一、网格计算技术提出的背景及意义
（一）网格计算技术提出的背景
“网格”的概念源于上个世纪90年代中期，其构想源自于电力网，网格的设计初衷是希望计算力和计算资源能够像电力一样，“打开电源开关就能够使用”，而用户根本不用去关心是在哪里、是谁、是如何提供这些服务的。
网格计算的由来就是因为这种计算方式有着像格子一样的体系结构。它用来将过剩的计算能力以及其它闲置的IT资源联系起来，以供应给那些在一定时间内需要高性能计算能力的部门，实现最终的资源共享和协同工作，彻底消除资源“孤岛”，让人们使用网格上的资源像用电一样简单。
（二）网格计算的定义
网格计算（Grid Computing）是一种全新超强的计算，它利用互联网把地理上广泛分布的各种资源，包括带宽资源、软件资源、计算资源、存储资源、信息资源、数据资源、知识资源等，连接成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样， 为使用者提供一体化信息和应用服务如计算、存储、访问等。
（三）网格计算技术的开发意义
假如现在有一项业务使用1GHz的CPU处理起来需要3分钟的时间。假设网络中有3台安装了同样频率CPU的计算机，我们把这项业务分成3等份，然后分别交给其中每台计算机进行处理，那么简单地计算一下就会知道其处理时间将会缩短到1分钟。这就是网格计算的优势和基本思路。很显然， 网格计算将使得计算机的计算模式发生***性的改变。有统计数据表明，一般的主机系统40%的时间都处于空闲，UNIX服务器实际的工作时间也只有10%，正常情况下，一天中95%的时间PC机什么都没做。那么借助于网格，我们可以把这部分资源揉和在一起统一使用，网格计算的重要性不言而喻。
二、网格计算技术研究的核心内容以及关键技术
网格计算实际上应该归属于分布式计算（Distributed Computing）。网格计算系统一般由网格硬件、网格操作系统、网格界面、网格应用4层基本结构构成。网格计算技术研究的核心内容是任务的协同。要解决任务的协同，必须要解决好任务管理和资源管理。任务管理和资源管理的前提是通信和安全。所以网格计算系统的关键技术和核心内容主要在于任务管理、资源管理、安全机制、通信技术、用户界面等，下面将依次简单介绍。
（一）任务管理
网格计算的目标是分解一个应用为几个任务，并为每个任务匹配一个最适合执行的机器。任务管理完成任务提交、任务调度、任务查询、删除以及监测任务的运行状态等工作。
（二）资源管理
资源管理包括资源的发现、描述、定位、注册、分配、资源信息获取、更新和信息等。组织网格计算的资源，通常使用单一映象文件系统来实现。单一映象文件系统将地理上分散的异构资源映象成一个单一入口的虚拟机器。
（三）安全机制
这是必需的，只有合法的网格用户才能接触、使用网格的资源安全。机制负责网格用户的身份验证，以及对网格计算进行有序的控制和管理。容错和自动修复也是网格计算系统所必须要考虑的问题。
（四）通信技术
通信技术是实现网格计算系统安全可靠地进行资源动态整合、任务分布协同的保证。通信能力的强弱对网格计算提供的性能影响甚大，要做到计算能力“即连即用”，则必须具备高质量的宽带网络系统支持。
（五）用户界面
网格计算的主要领域是科学计算，它往往伴随着海量的数据，面对浩如烟海的数据想通过人工分析得出正确的判断十分困难。如果把计算结果转换成直观的***形信息，就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这就要研究能在网格计算中传输和读取的可视化工具，并提供友好的用户界面。
三、创建网格解决方案
网格计算的目的是利用计算资源（而不必考虑资源所在的位置或平台）来执行涉及到各个方面的任务，而创建网格解决方案是为了使应用程序能够共享数据和计算资源。因此，我们必须找到一个灵活的解决方案体系结构使多个合作者能够用一种安全且易管理的方法共享资源。
每一个网格解决方案都可以配置成两类网格：物理的和逻辑的，如***1所示。物理网格指的是可以在分布式网络上共享的计算机计算能力和其他硬件资源。逻辑网格指的是软件和应用程序共享以及更高级的业务流程共享。
***1 物理和逻辑网格构成的解决方案球形***
下面再来看一个逻辑网格解决方案，它是属于集线器风格的，这个系统是使用逻辑网格来实现服务外购的。这个解决方案是一个典型的用于业务流程集成的合作式的逻辑网格解决方案，所以，我们又把这种逻辑网格称为“业务网格（Business Grid）”。在下******2中，每个服务都可作为网格服务来部署，这样以来其他的应用程序就可以通过标准的通信协议（比如简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）来访问和使用它。
业务网格可以连接到注册了业务网格的服务提供者托管的或者集线器自身托管的所有服务。应用程序客户机可以使用 XML、HTTP 上的 SOAP、***TP、FTP 或 MQ 协议连接到业务网格。
另外，业务流程还包含许多业务交互，这些业务交互带有长时间运行、有状态的涉及到两方或者更多方的交互。随取即用的业务流程是下一代电子商务的更高级需求。例如，***2中所示的 Enterprise A 的业务流程由多个外购的网格服务（比如来自 Enterprise B 的 Purchase Order Creation 网格服务和Credit Checking 网格服务以及来自 Suppliers Shipping 网格服务）组成。
***2集线器风格的网格解决方案
再次，业务网格可以与两个或者更多个本地网格（比如 Supplier 的本地网格和 Enterprise B 的本地网格）进行交互，如***2所示。业务网格是一个用来进行外购的中心框架，它包含多个已连接的本地网格。每个网格都可以有供应方、买方、服务提供者和贸易伙伴。业务网格框架可以有多个虚拟的业务网格，如果需要的话，这些网格可以共享同一信息基础架构并互相进行交互。
四、结束语
网格技术已经在世界许多国家和地区得到了实际应用，在科学研究、应用程序整合、信息共享等方面发挥了极大的作用，它即将成为是下一代互联网浪潮的趋势不可逆转。虽然全面的网格计算还很遥远，并且对于基础设施和服务的安全性要求也比较苛刻，但是，毋庸置疑，网格计算是一个崭新而重要的研究领域，它有着资源共享、高性能计算和创新性应用等优势，必将成为21世纪经济发展的重要推动力。
参考文献：
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[3]邓永红.网格及网格计算技术综述[J].有线电视技术,2004
[4]张玉林,镇桂勤.什么是网格计算[C].现代通信,2004
作者简介：吝春妮（1979-），女，陕西渭南人，助教，在读研究生，研究方向：计算机科学与技术。
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