! 网格计算的发展 !$% 网格计算的起源
网格计算的起源是由于单台高性能计算机已经不能胜任 一些超大规模应用问题的解决。于是， 人们想象分布在世界各 地的超级计算机的计算能力能否通过利用广域互连技术使其 像电力资源那样输送到每一用户， 来求解一些大规模科学与工 程计算等问题， 从而形成了计算网格（ 又称网格计算系统） 。网 格计算是作为虚拟的整体而使用在地理上分散的异构计算资 源， 这些资源包括高速互连的异构计算机、 数据库、 科学仪器、 文件和超级计算系统等。使用计算网格， 一方面能使人们聚集
5DDIV9- 作 为 自 由 软 件 已 经 在 因 特 网 上 公 开 。 包 括 ;,-/DN9H 、 +@A、 A9C/DEDF-、 MDJNHO 等在内的 )! 家 计 算 机 和 软 件 厂 商 已 宣
布将采用 8ID17E 5DDIV9-，作为一种开 放 架 构 和 开 放 标 准 基 础 设施。 8ID17E 5DDIV9- 提供了构建网格应 用 所 需 的 很 多 基 本 服 务， 如安全、 资源发现、 资源管理、 数据访问等。 目前所有重大的 网 格 项 目 都 是 基 于 8ID17E 5DDV9- 提 供 的 协 议 与 服 务 建 设 的 。 此外， 包 括 8ID1HI 8/9: GD/7J 、 对象管理组织（ 、 以 >A8 ） 0#M ， 及 8ID17E$D/< 等 标 准 化 团 体 都 参 与 了 网 格 计 算 标 准 以 及 全 球 标准的制定工作。美国 URHV9 MD/N$ 公司于 !""! 大网格（ 888 ） 年 ! 月 提 出 了 名 为 68?L （ 的命 6.C7/. 8/9: ?HJ9,< L/D-DCDI） 标准。目前已有康柏、 惠普、 名服务（ ?HJ9,< 6./R9C. ） +@A、 67, 等公司表示支持。中国科学院计算所正在开发一个“ 网格计算 ， 试图将应用与网格资源连结 协议” （ 8/9: MDJN7-9,< L/D-DCDI） 起来。
网格计算及其关键技术综述
! 罗作民 %， %
张
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李军怀 %
谢长生 !
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（ 西安理工大学计算机科学与工程学院， 西安 )%""(* ） （ 华中科技大学计算机科学与技术学院， 武汉 (#"")( ）
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摘
要
网格计算是近年来兴起的一个研究热点。它旨在使互联网上所有资源（ 计算资源、 存储资源、 通信资源、 软件资
* 月， 67, 发起了 8/9: ;,<9,. 开放源项目，并为此项目贡献了 &"" ， """ 多行源代码。该项目大大促进了网格计算技术在全球
提 的应用。 67, 公 司 推 出 的 8/9: ;,<9,. = 67, >?; 解 决 方 案 ， 以 供了在网格环境下密集计算、 在 67, >?; 环境下数据存储， 及通过易用的基于 0.1 的图形用户界面来访问这些数据的能 力， 以满足企业的各种业务需 求 。 !"") 年 4 月 ， +@A 就 宣 布 在 正 网格计算领域投资 2" 亿美元，在全球建设 2" 家数据中心， 式进入网格计算领域， 并建立由 &" 台服务器组成的实验网络。 将数家医院联接， 构建一个复 +@A 还 与 宾 夕 法 尼 亚 大 学 合 作 ， 杂的计算网格。参与的医院可快速利用远方的医疗数据， 并共 享分析程序。 +@A 还宣布了一项名为北卡罗莱纳生物信息科学 网格的项目， 涉 及 (" 家 企 业 、 大 学 和 生 物 医 学 研 究 公 司 。 A9B 包括容错远程文件 C/DEDF- 也参与了各项分布式计算研究项目， 以 及 建 设 分 布 式 系 统 的 A9II.,97J。 KL 表 示 将 提 系统 GH/E9-. ， 供 MDDI1HE. 软 件 ， 使 用 户 可 以 通 过 +,-./,.- 共 享 各 种 计 算 设 备。 向 MDJNHO 宣布正在制定一个全球性的网格计算解决计划， 寻求网格计算系统的客户提供软硬件和技术支持。 MDJNHO 还 建立了网格计算高级研究中心， 继续对该技术进行研究。日本 参 ?55 宣 布 于 !""! 年 中 期 开 展 为 期 ( 个 月 的 网 格 计 算 试 验 ， 与者包括了 +,-.I、 68+ 等 %2’。 除了上述系统外， 还有一些公司和研究所进入了网格计算 使用或试验阶段。 美国能源部山地亚国家实验室宣布， 其“ 先进 战略运算创新计划网格” 将用于核武器研究， 美国国防部与欧 洲能源机构等都已先后开始采用网格技术。 微软已经决定支援 日本的软库则投资了从事 8/9: MDJN7-9,< 的新兴 8ID17E 计划， 企业 P,9-.: Q.R9C.E。 除此以外， 网格技术在企业的应用日益增
%*’ 研发“ 英国国家网格” 。 美国政府用 英国政府已投资 ) 亿英镑，
于网格技术的基础研究经费达 & 亿美元。 美国军方正规划实施 全球信息网格” ， 预计 !"!" 年完成。作为该 一巨型网格计划 3“ 计划的一部分，美国海军陆战队推动一项耗资 )(" 亿美元、 历 包括系统研发、 制造、 维护及升级 %!’。 时 4 年的项目， 各主要 +5 厂商也积极开展网格计算的研究开发。!"") 年
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基金项目： 高等学校重点实验室访问学者基金资助 作者简介： 罗作民， 男， 博士研究生， 副教授， 主要研究方向为分布式计算、 网格计算。张景， 男， 博士生导师， 主要研究方向为 分 布 式 计 算 、 网格计 算。李军怀， 男， 博士， 讲师， 主要研究方向为分布式计算、 男， 博士生导师， 主要研究方向为网络存储、 数据网格。 C?CN。谢长生，
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引言
一个集成的计算与资源环境称为网格。 基于网格的问题求
算机的应用及各行各业的信息化产生重大影响。 下面是作者基于华中科技大学外存储系统实验室异构网 络存储系统， 根据国内外相关资料， 对网格计算及其关键技术 的研究和分析。
解叫网格计算 &%’。 网格计算是近年来兴起的一个研究热点。 当前 的因特网技术实现了计算机之间的通信和信息交换， 而网格计 算技术则试图实现互连网上所有资源（ 计算资源、 存储资源、 通 信资 源 、 软件资源、 信息资源、 知识资源等） 的全面共享与协同 工作， 使整个因特网整合成一台巨大的超级计算机， 为用户提 一体化、 知识 供“ 即连即用” 式的服务 &!’。网格计算具有高性能、 生产 、 资源共享等技术优点， 其结点异构自治、 资源动态演化、 任务分布协同。如何在动态、 异构虚拟组织间实现协同的资源 共享以及协同地解决某一问题是网格计算面对的根本问题 &#’。 网格计算的根本特征不是它的规模，而是消除资源孤岛， 使在不额外购买新设备的情况下，充分发挥现有资源的潜力 （ 即能使网上的闲置处理能力得到充分利用） 。同时， 作为一种 必将对计 新 兴 的 造 价 低 廉 而 数 据 处 理 能 力 超 强 的 计 算 模 型 &(’，
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!""#$#" 计算机工程与应用
分散的计算能力， 形成超级计算的能力， 解决诸如虚拟核爆炸、 新药研制、 气象预报和环境等重大科学研究和技术应用领域的 问题， 另一方面能使人们共享广域网络中的异构资源， 使各种 资源得以充分利用 %&’。 网格计算系统主要包括网格结点、 网格系统软件、 网格应 用。网格结点是地理上独立的计算和信息中心。网格系统软件 起着关键的作用， 统一管理计算网格， 将各个结点集成起来， 组 成一个虚拟协同高性能计算环境， 向社会大众和各领域的科研 机构统一提供高性能计算和海量信息处理服务。 网格应用是以 生物 、 气象、 能源、 石油、 水利等行业的重大应用为背景建立的 管理多重性、 动态多样 应用 %(’。网格计算系统具有资源分布性、
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