第1章_网格计算概述.ppt

第1章 网格计算概述 课程简介 中国—南非旅行的航班时刻表 中国?印度 1：20—10：00 印度?索马里 13：40—23：00 索马里?坦桑尼亚 2：30—10：40 坦桑尼亚?南非 13：30—20：50 买了前面的机票而买不到后面的机票怎么办？ 随着社会的发展，人们的应用需求不断提高，同时原有问题的求解领域的不断扩展和复杂化，并层出不穷的涌现出新问题需求。 举例 (1)复杂数学问题，如GIMPS (寻找最大的梅森素数)。 (2)寻找最安全的密码系统，如RC-72 (密码破解)。 (3)生物病理研究，如Folding@home (蛋白质折叠、误解、聚合及由此引起的相关疾病)。 (4)信号处理，如SETI@Home (搜寻外星智能)。 实际的例子可以看出，这些项目都很庞大，需要惊人的计算量。 现有的计算机和设备无论从自身的性能还是从局部的合作上都无法满足人们日益增加的要求。 然而由于网络等相关技术的发展，使得世界各地的计算机可以联网协同工作，利用空闲的以前无法使用和共享的设备等空闲资源。 网格是借鉴电力网的概念提出的。 提出网格的目的就是能够使得人们在使用网格资源的时候，能够像使用电力资源一样，自由使用，而不用关心我现在使用的电力资源是水力发电的还是核电呢，是从哪个发电厂来得之类的事情。 网格也希望给最终用户提供的是与地理位置无关，与具体的计算设施无关的通用的计算能力。(比如密码破解问题) 网格（Grid）是构筑在Internet上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源。 Internet提供E-mail、网页浏览等通信功能，而网格功能更多更强，能让人们透明使用计算、存储、信息处理等其他资源。 （Ian Foster :美国阿岗国家 实验室资深科学家、美国 计算网格项目负责人） 高性能技术和互联网的融合。 继Internet、Web之后的第三次互联网技术浪潮。 网格计算的目标是资源共享和分布协同工作，而网格是实现上述目标的新技术。 网格将Internet从信息交互平台上升到资源共享和协同处理平台。 网格是基础设施，是包括各种网络计算机、数据、设备和服务等资源的基础设施。 使用网格，无需用户端配置大量全套的计算机系统和复杂的软件，可以轻松得到各种服务。 1.数据处理能力超强。 参与某项工作的不只是一台计算机，而是一个超级计算机网络。 多台机器协同工作的这种“蚂蚁搬山”的方式将具有很强的数据处理能力。 2.充分利用网上的闲置资源。 世界上的大多数计算机并非同时工作，而是大部分时间都闲置。 充分利用这些闲置的计算机将大大提高效率。 实例：SETI@HOME项目。 Search for Extraterrestrial Intelligence（搜寻外星智能），由美国加州大学伯克利分校的空间科学实验室主办。 1999年初开始将分布于世界各地的200万台个人电脑组成计算机阵列，用于有哪些信誉好的足球投注网站射电天文望远镜信号中的外星文明迹象。 不到2年的时间里，这种计算方法已经完成了单台计算机345000年的计算量。 实例证明这种“蚂蚁搬山”式的计算能力强大。 标准1. 在非集中控制的环境中协同使用资源。 整合各种资源，协调各种使用者。 这些资源和使用者处于不同的控制域中。 这种不同的控制域属于非集中的环境。 标准2. 使用标准的、开放的、通用的协议和接口。 网格应用要建立在多功能的协议和界面上。 这些协议和界面要解决认证、授权、资源发现和资源存取等基本问题。 多功能协议和界面是标准的，开放的和通用的。 标准3. 提供非凡的服务质量。 网格允许资源被广泛协调使用。 网格提供单个主机所不能提供的多种服务质量。 网格满足各种使用者的需求，如系统响应时间、工作效率、流通量、有效性、安全性等等。 网格这个联合系统比单一的计算机系统的功效大很多。 1.分布性。 网格的资源包括计算资源（CPU等）、存储资源（硬盘等） 、数据资源（文件）等。 这些资源分布在位置不同的地方。 网格的关键技术也不是集中在一起的。 需要解决资源分配、调度方式、协同处理等问题。 2.异构性。 组成网格的资源是异构的。 例如不同类型的计算机，不同类型的计算方式，不同类型的计算接口，不同的系统架构。 要解决不同类型资源的联通和系统工作问题。 3.自治性。 网格上的资源首先属于某本地的个人或组织。 网格资源的拥有者具有最高级别的管理权限。 网格允许资源拥有者对其资源具有自主管理的权限。 网格资源根据一定的约束和规则接受网格的统一管理。 网格管理具有管理的多重性。 （例：华南理工大学的各级