我國網格研究現狀及發展趨勢

　　摘要：本文對網格的概念進行了闡述，重點介紹了我國的網格研究現狀與網格的發展趨勢，并在此基礎上對我國網格技術的研究工作提出了一些建議。
　　關鍵詞：網格；資源池；高性能
　　
　　一、我國網格研究現狀
　　
　　從 1995 年開始，中國科學院計算所就建立了專門的網格研究隊伍，開始研究與網格相關的技術，并開發成功了多個版本的信息一體化平臺。中國科學院計算所對網格技術的研究已較為深入，計算所的網格技術研究在使用國際上已有先進技術的同時，堅持自己的創新。有特色，才能參與國際標準的制定。計算所網格研究的最大特色是“服務網格”的思想，而國際上的網格研究目前主要面向科學計算。
　　
　　1.國家高性能計算環境
　　國家高性能計算環境（亦稱國家計算網格）是國家級高性能計算和信息服務的戰略性基礎設施，它將在全國范圍內為相關行業提供各種一體化的高性能計算環境和信息服務。在這個項目中，中科院計算所在成功地研制出曙光2000和曙光3000超級服務器后，又著手研制下一代曙光高性能計算機－曙光4000和曙光5000，它們的定位是“面向網格的超級服務器”（Super servers for Grid Computing）。而網格系統軟件將充分發揮各網格結點的高性能計算系統和大容量數據信息處理系統的功能，使之成為網絡上可共享的國家高性能基礎設施，為各行業用戶提供具有統一管理、易于遠程使用、安全的高性能計算和大容量數據處理環境。
　　
　　2.先進計算基礎設施工程（ACI）
　　在我國來，ACI 項目可以使用戶方便地使用高性能計算機，并通過在網絡上共享資源，建立虛擬實驗室進而促進跨學科、跨地區的聯合任務研究。近年來，我國 ACI 的研究已經取得階段性成果：由清華大學計算機系承擔的“先進計算基礎設施北京上海試點工程（簡稱‘清華 ACI 系統’）”已經于 2001 年 6 月通過了國家組織的驗收和鑒定。國家空間信息網格由國家“863” 高技術研究發展計劃信息獲取與處理主題資助，該主題將面向國家重大需求，結合寬帶信息網、高性能計算等信息基礎設施的建設和發展，系統性地開展對地觀測數據的定量化處理、網絡化共享與集成應用等關鍵技術研究，構建我國國家空間信息網格。從整體上提高我國空間信息獲取、處理與應用能力，實現多維多源精細空間信息一體化獲取、空間信息的定量化處理、空間信息的網絡化共享與應用等三個方面的重大突破，最終推動我國遙感信息資源的社會化與應用產業化。
　　
　　二、網格技術的發展趨勢
　　
　　1.開放標準化趨勢
　　就像Internet需要依賴TCP/IP協議一樣，網格也需要依賴標準協議才能共享和互通。2002年2月，在加拿大多倫多市召開的全球網格論壇GGF會議上，Globus項目組和IBM共同倡議了一個全新的網格標準OGSA。OGSA把Globus標準與以商用為主的Web Services標準結合起來，網格服務統一以Services的方式對外界提供。OGSA的誕生，標志著網格已經從學術界的象牙塔延伸到了商業世界中，而且從一個封閉的世界走向了開放的環境中。OGSA從誕生起，就得到業界的廣泛支持，像微軟、Entropia（基于PC的分布式網格計算技術提供商）等從一開始就宣布支持OGSA。
　　
　　2.多技術融合趨勢
　　在OGSA出現之前，已經出現很多種用于分布式計算的技術和產品。例如，1987年，SUN公司就推出了開放網絡計算，1989年分別出現了OSF的DCE和OMG的CORBA，1996年微軟推出了DCOM。這些機制互不兼容，嚴重到了同一家公司的產品都不兼容的程度。90年代末，讓人扼腕嘆息的混亂局面終于有望結束，因為此時基于XML的Web Services技術開始大行其道。Web Services在各種異構平臺之上構筑了一層通用的、與平臺無關的信息和服務交換設施，從而屏蔽了互聯網gGIPQQm6pJ+AP3hreVIGKtg0ygqLfb7pmLqLKg7oF2g=中千差萬別的差異，使信息和服務暢通無阻地在計算機之間流動。Globus項目組看到了Web Services的巨大潛力，在2002年迅速將GlobusToolkit的開發轉向了Web Services平臺，試圖用OGSA在網格世界一統天下。
　　
　　3.大型化趨勢
　　美國政府僅在網格技術的基礎研究上，每年投入的經費就高達5億美元。美國能源部支持的科學網格用622Mbps的ESNet網格連接了能源部的兩臺超級計算機，網格計算能力達到每秒5萬億次，存儲能力達到1300TB。美國物理網格GriPhyN計劃建立每秒千萬億次級別的計算平臺，用于數據密集型計算。美國軍方正在實施的全球信息網格GIG，預計在2020年完成。目前，GIG沒有專項經費，但美國國防部每年在信息技術上的投資高達220億美元，GIG的經費存在于其中的各種項目中。美國政府電子信息技術協會的一位負責人預測，到2006年，GIG有可能成為五角大樓的最大投資項目。不單美國政府對網格作了巨大投資，公司也不甘示弱。IBM在2001年8月宣布，將投入40多億美元進行“網格計算創新計劃”，全面支持網格計算。IBM目前已經成為Globus的首席合作伙伴，還成為OGSA標準的制定者之一。
　　
　　三、網格技術的思考
　　
　　綜合我國網格技術的研究現狀及發展趨勢，筆者認為，我們在進行自己的網格研究時，應該注意這樣幾個問題：
　　一是網格標準的制定。正如TCP/IP協議是因特網的核心一樣，構建網格計算也需要對標準協議和服務進行定義。我們應該積極參與到網格標準的制定工作中去，應該對網格標準的制定做到及時跟蹤、盡快消化與吸收，我們對網格技術的研究工作應該在統一的標準的指導下開展。在網格計算技術方面，迄今為止還沒有正式的標準，但在核心技術上，相關機構與企業已達成一致——由美國Argonne國家實驗室與南加州大學信息科學學院（ISI）合作開發的Globus Toolkit軟件包已成為網格計算事實上的標準。
　　二是網格技術的應用。網格計算模式由應用需求而產生，并且與應用緊密相連。盡管網格的前景是廣闊的，但是我們應該看到，搭建一個通用的網格環境還不是一個現實的目標，將會遇到網絡帶寬、通信延遲、信息服務能力有限等諸多問題的困擾。因此，在現階段結合我國信息化和科學研究、工程的應用需求，開展網格計算的實踐是促進我國網絡計算技術良性發展的有效途徑。我們應該面向國家的重大應用，結合關鍵技術的突破，首先推動網格技術在國防、能源、航天、科研、教育以及其他具有迫切應用需要的行業中的應用，加快應用的開發，建立行業或企業的應用網格，再進一步推動我國全面的網格應用研究。
　　作者單位：黃岡職業技術學院計科系
　　
　　參考文獻：
　　[1]金江軍.Web服務與網格計算融合[J].中國計算機用戶，2003，12：59-60.
　　[2]張新寶.互聯網發展的主要法制問題[J].法學論壇，2