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網(wǎng)格特征談?

《福布斯》雜志曾經(jīng)預(yù)測網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用將在2004年—2005年出現(xiàn)高峰，并將在以后的十幾年間形成一個年產(chǎn)值為20萬億美元的大產(chǎn)業(yè)。目前，許多國家的政府以及學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、各行各業(yè)用戶都非常重視網(wǎng)格及網(wǎng)格計算的研究，并取得了可喜的進展。

與其它系統(tǒng)比較，網(wǎng)格這一新的重要基礎(chǔ)性設(shè)施有哪些特征?了解這些特征對網(wǎng)格技術(shù)研究、應(yīng)用以及網(wǎng)格建設(shè)有重要意義。

許多學(xué)者認為，網(wǎng)格來源圖像壓縮于高性能計算。近年來，針對計算資源的消費量急劇上升，學(xué)術(shù)界開始了對計算資源共享的研究，并達成共識：希望在同一網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，用戶能夠通過特殊的分布式軟件自由使用來自不同計算機上的計算能力，以實現(xiàn)計算資源和計算能力的匯集和

共享。由此可見，分散資源的匯集和共享是網(wǎng)格最重要的特征。

關(guān)于網(wǎng)格的基本特征，解析如下：

分布復(fù)雜 規(guī)模巨大

首先，分布性是網(wǎng)格最重要的特征之一。網(wǎng)格資源是由分布在不同地理位置、不同計算能力的計算機、各類數(shù)據(jù)庫、共享運算和存儲，即計算資源、高級儀器資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源乃至專家資源(智能資源)組成的。因此，這種具有分布特征的網(wǎng)格跨越的地理范圍相對比較廣，規(guī)模巨大，涉及的資源類型復(fù)雜。

由于網(wǎng)格資源分布復(fù)雜、規(guī)模巨大，導(dǎo)致基于網(wǎng)格的各類計算無法實現(xiàn)集中式計算，必然要采用分布式計算的形式。以大氣環(huán)保監(jiān)測和氣象監(jiān)測為例，在網(wǎng)格這一分布式環(huán)境下，由于監(jiān)測區(qū)域廣泛，數(shù)據(jù)海量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計算資源分散在不同地理位置等，無論哪個方面，都體現(xiàn)了分布性的特點。要對問題求解，還需要利用網(wǎng)格技術(shù)，并合理解決安全傳輸與通信，資源分配，任務(wù)調(diào)度，實時保障以及人—機、人—人間的交互等問題。

資源匯集 充分共享

網(wǎng)格的另一個特征是資源匯集，充分共享。網(wǎng)格上的各種資源雖然是分布的，但通過網(wǎng)格技術(shù)可以實現(xiàn)對網(wǎng)格上任意用戶(使用者)的有效提供。當今社會，幾乎所有的技術(shù)都是從專有走向開放的。網(wǎng)格的資源匯集及充分共享特征最大限度地適應(yīng)了這種發(fā)展趨勢和用戶

需求。除了通常的設(shè)備資源共享之外，服務(wù)資源(網(wǎng)格計算能力就是服務(wù)資源之一)共享更是網(wǎng)格不同于以往共享技術(shù)的本質(zhì)特征。雖然以往就有一些成熟技術(shù)實現(xiàn)了部分IT資源的共享，但網(wǎng)格共享的意義在于不同地域、不同地點、不同平臺、不同專有系統(tǒng)之間的“無縫集

成和協(xié)同計算環(huán)境”，即基于“進一步互聯(lián)互通”的充分共享。

資源匯集、充分共享是網(wǎng)格的重要特征和最終目的。其共享的含義也非常寬泛，不僅指異地計算機、機群可以完成本地任務(wù)，還包括中間結(jié)果、數(shù)據(jù)庫、專業(yè)模型庫以及人才資源、智能資源等諸多內(nèi)容的共享。因此，分布資源共享是網(wǎng)格的核心，否則，網(wǎng)格將失去意義。

分布是網(wǎng)格硬件的物理特征，共享是在網(wǎng)格軟件支持下實現(xiàn)的邏輯特征，就網(wǎng)格而言，二者都很重要。

動態(tài)增減 異構(gòu)多樣

網(wǎng)格資源與功能在一個階段可能是確定的，但隨著時間的變化，原有的資源與功能可能會動態(tài)增加或動態(tài)減少。這是由于網(wǎng)格資源與功能并非無限，當原有資源被占用時，功能必然要相對減弱。例如，中國科學(xué)院或其它部門大型計算資源暫被占用，同一時刻出現(xiàn)迫切的

相關(guān)需求時，用戶急需的計算功能將會受到某種程度影響。當然這種影響可能是有時間性的，而網(wǎng)格可以迅速調(diào)劑、補充，予以解決。當然，人才、智力資源的調(diào)劑補充情況將相對復(fù)雜一些。

網(wǎng)格資源動態(tài)變化的特征從客觀上對管理人員提出了要求，網(wǎng)格管理者必須保證網(wǎng)格資源在動態(tài)減少或出現(xiàn)障礙時及時采取措施，實現(xiàn)任務(wù)自動遷移，確保對高端用戶的透明服務(wù)或保證將用戶損失降到最低點。

就空間地理網(wǎng)格建設(shè)而言，要充分考慮網(wǎng)格資源動態(tài)增減這一典型特征，解決好網(wǎng)格的擴展性問題。由于空間地理數(shù)據(jù)規(guī)模巨大，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在空間地理網(wǎng)格的設(shè)計與實現(xiàn)時，需要解決新資源無障礙進入網(wǎng)格以及新舊資源的融合問題?？臻g地理網(wǎng)格擴展要求體現(xiàn)在規(guī)模、能力、兼容性等幾個方面，空間地理網(wǎng)格的建設(shè)也是一個由小到大的過程，設(shè)計時需要考慮它的自身擴展(包括規(guī)模擴展和形式擴展)，還要考慮相應(yīng)管理軟件的跟蹤配套，以滿足擴展性要求。

不同地理位置的資源決定了網(wǎng)格環(huán)境中必然會存在不同體系結(jié)構(gòu)的計算機系統(tǒng)以及不同類別的資源，而空間地理網(wǎng)格中的這種矛盾更加突出。因此，網(wǎng)格系統(tǒng)要解決這些不同結(jié)構(gòu)、不同類別資源的通信和互操作問題。無論是網(wǎng)格或是空間地理網(wǎng)格，都需要依靠軟件解決上述矛盾和問題，這為網(wǎng)格軟件的設(shè)計和開發(fā)提供了發(fā)展空間?？赡苓@也是網(wǎng)格拉動產(chǎn)業(yè)，形成經(jīng)濟增長點的重要特征之一。

同構(gòu)類似 管理多重

同構(gòu)類似這種情況在社會現(xiàn)象中大量存在，許多復(fù)雜系統(tǒng)都具有這類特征。三五臺PC組成的小局域網(wǎng)與大型計算機網(wǎng)絡(luò)盡管規(guī)模相差很大，但基本架構(gòu)有相似之處;一座大城市和一個縣級市存在大小差異，但最基本構(gòu)成和基礎(chǔ)功能同構(gòu)類似。網(wǎng)格的整體和局部之間存著

一定的相似性，局部往往具有全局的某些特征，全局特征也會在局部有所體現(xiàn)。

可以認為數(shù)字中國是由數(shù)字區(qū)域組成的。國家級的網(wǎng)格是依托多個行業(yè)或各區(qū)域的網(wǎng)格基礎(chǔ)建造起來的，區(qū)別在于帶寬有差異、計算能力有差異、管理結(jié)點的功能有差異等。但無論是一個單位小規(guī)模的實驗網(wǎng)格，還是省級網(wǎng)格、行業(yè)網(wǎng)格，乃至國家級網(wǎng)格都具有同構(gòu)類

似的特征。這為我們建造空間地理網(wǎng)格提供了啟示，我國空間地理網(wǎng)格也可以由小到大、由局部到整體分層次、分階段實現(xiàn)。

管理多重主要體現(xiàn)在下述幾個方面：一是網(wǎng)格上的資源歸屬于擁有者(包括組織或個人)，它具有最高管理權(quán)限，而網(wǎng)格具有為資源擁有者自主管理資源提供支持的能力和責任;二是網(wǎng)格資源必須接受網(wǎng)格的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)資源集成和互操作，否則，各類資源無法連通、無法共享、無法整體為更多的用戶提供服務(wù);三是管理方法、手段、約束機制的協(xié)同，它們是有機的整體;四是對網(wǎng)格用戶群，包括計算科學(xué)家和工程師、實驗科學(xué)家，社會和經(jīng)濟團體，大范圍環(huán)境保護，培訓(xùn)和教育等協(xié)同服務(wù)和需求滿足。

當然，隨著網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展和進步，網(wǎng)格還有其它特征會凸現(xiàn)出來，有待我們?nèi)ミM一步認識、分析和研究。

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（責任編輯：xll）

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