我国网格研究现状及发展趋势

摘要：本文对网格的概念进行了阐述，重点介绍了我国的网格研究现状与网格的发展趋势，并在此基础上对我国网格技术的研究工作提出了一些建议。

关键词：网格；资源池；高性能

一、我国网格研究现状

从 1995 年开始，中国科学院计算所就建立了专门的网格研究队伍，开始研究与网格相关的技术，并开发成功了多个版本的信息一体化平台。中国科学院计算所对网格技术的研究已较为深入，计算所的网格技术研究在使用国际上已有先进技术的同时，坚持自己的创新。有特色，才能参与国际标准的制定。计算所网格研究的最大特色是“服务网格”的思想，而国际上的网格研究目前主要面向科学计算。

1.国家高性能计算环境

国家高性能计算环境（亦称国家计算网格）是部级高性能计算和信息服务的战略性基础设施，它将在全国范围内为相关行业提供各种一体化的高性能计算环境和信息服务。在这个项目中，中科院计算所在成功地研制出曙光2000和曙光3000超级服务器后，又着手研制下一代曙光高性能计算机－曙光4000和曙光5000，它们的定位是“面向网格的超级服务器”（Super servers for Grid Computing）。而网格系统软件将充分发挥各网格结点的高性能计算系统和大容量数据信息处理系统的功能，使之成为网络上可共享的国家高性能基础设施，为各行业用户提供具有统一管理、易于远程使用、安全的高性能计算和大容量数据处理环境。

2.先进计算基础设施工程（ACI）

在我国来，ACI 项目可以使用户方便地使用高性能计算机，并通过在网络上共享资源，建立虚拟实验室进而促进跨学科、跨地区的联合任务研究。近年来，我国 ACI 的研究已经取得阶段性成果：由清华大学计算机系承担的“先进计算基础设施北京上海试点工程（简称‘清华 ACI 系统’）”已经于 2001 年 6 月通过了国家组织的验收和鉴定。国家空间信息网格由国家“863” 高技术研究发展计划信息获取与处理主题资助，该主题将面向国家重大需求，结合宽带信息网、高性能计算等信息基础设施的建设和发展，系统性地开展对地观测数据的定量化处理、网络化共享与集成应用等关键技术研究，构建我国国家空间信息网格。从整体上提高我国空间信息获取、处理与应用能力，实现多维多源精细空间信息一体化获取、空间信息的定量化处理、空间信息的网络化共享与应用等三个方面的重大突破，最终推动我国遥感信息资源的社会化与应用产业化。

二、网格技术的发展趋势

1.开放标准化趋势

就像Internet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。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把Globus标准与以商用为主的Web Services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从诞生起，就得到业界的广泛支持，像微软、Entropia（基于PC的分布式网格计算技术提供商）等从一开始就宣布支持OGSA。

2.多技术融合趋势

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，1989年分别出现了OSF的DCE和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。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Web Services技术开始大行其道。Web Services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。Globus项目组看到了Web Services的巨大潜力，在2002年迅速将GlobusToolkit的开发转向了Web Services平台，试图用OGSA在网格世界一统天下。

3.大型化趋势

美国政府仅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。美国能源部支持的科学网格用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1300TB。美国物理网格GriPhyN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，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”，全面支持网格计算。IBM目前已经成为Globus的首席合作伙伴，还成为OGSA标准的制定者之一。

三、网格技术的思考

综合我国网格技术的研究现状及发展趋势，笔者认为，我们在进行自己的网格研究时，应该注意这样几个问题：

一是网格标准的制定。正如TCP/IP协议是因特网的核心一样，构建网格计算也需要对标准协议和服务进行定义。我们应该积极参与到网格标准的制定工作中去，应该对网格标准的制定做到及时跟踪、尽快消化与吸收，我们对网格技术的研究工作应该在统一的标准的指导下开展。在网格计算技术方面，迄今为止还没有正式的标准，但在核心技术上，相关机构与企业已达成一致――由美国Argonne国家实验室与南加州大学信息科学学院（ISI）合作开发的Globus Toolkit软件包已成为网格计算事实上的标准。

二是网格技术的应用。网格计算模式由应用需求而产生，并且与应用紧密相连。尽管网格的前景是广阔的，但是我们应该看到，搭建一个通用的网格环境还不是一个现实的目标，将会遇到网络带宽、通信延迟、信息服务能力有限等诸多问题的困扰。因此，在现阶段结合我国信息化和科学研究、工程的应用需求，开展网格计算的实践是促进我国网络计算技术良性发展的有效途径。我们应该面向国家的重大应用，结合关键技术的突破，首先推动网格技术在国防、能源、航天、科研、教育以及其他具有迫切应用需要的行业中的应用，加快应用的开发，建立行业或企业的应用网格，再进一步推动我国全面的网格应用研究。

作者单位：黄冈职业技术学院计科系

参考文献：

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