李三立院士-网格----新一代的信息基础设施.ppt

CCID论坛2002 网格----新一代的信息基础设施 中国工程院院士 清华大学教授 李三立 1。网格的内涵 网格 Grid 起源于电力网格（Power Grid）： 在构成电力网格以后，用户“插入”电力网格用电，根本不必关心发电厂在何方？电力用于冰箱？空调？。。。 在构成网格计算基础设施后，用户“插入”网格，根本不必关心超级计算机在何方？要用多少的计算能力？用它来解决有限元？微分方程？要有什么信息服务？。。。一切都由计算网格的中间件（Middleware）的资源调度等软件解决。 网格计算基础设施( Grid Computing )是什么？ 是把地理位置分布不同的信息处理资源（人员、高性能计算机、仪器、数据库等等）用高速网络连接在一起，为异地的、不同单位的科学工作者提供一个单一映象虚拟机构（VO）平台，使大家可动态共享资源，远距离与/或共同合作处理科研的问题. 当前世界上交叉学科合作的复合型问题愈来愈多，如核爆炸模拟、航天飞行、预警飞机。。。我国更需跨学科大合作；“大力协同”、“先集中后分散”是我国科研优良传统。 目前情况--服务器客户端方式 网格模式与中间件--Middleware 网格--动态调度资源和单一映象 全国任何地区的在网络上的任何用户，都可以通过WEB界面，访问和共享GRID上的高性能计算机和其他资源；并且可以和GRID上的其他用户进行跨地区、跨学科合作研究；对于用户来说，GRID 上的各种不同的高性能计算机和其他各种仪器，看来是一个统一的映象。 Grid 和Internet的比较—新一代信息基础设施 信息高速公路---INTERNET 是信息传输的信息基础设施；较早为大家所熟知； 网格计算基础设施---GRID 是信息处理（包括信息传输）的信息基础设施；不太为大家所熟知，但重要性很大。 Grid与VOD比较:Computation On DemandStorage On DemandInformation Service On Demand 按需的计算 按需的存储 按需的信息服务 网格技术与网络计算其他技术关系 2。为何要网格？网格的特点与独特作用 什么是网格问题？ we review the Grid problem, which we define as flexible, secure, coordinated resource sharing among dynamic collections of individuals, institutions, and resources - what we refer to as virtual organizations.” 需要在动态地、由不同地域与不同单位的人员、校所机构、和资源集合组成（称为“虚拟机构”）之间，来灵活地、安全地、协调地共享资源的问题。 网格的特点 网格的三个要素： 1。动态的资源共享： 2。协调地利用在不同地点的资源； 3。对于不同地点、不同单位的资源、人员等等按需要动态地组构成“虚拟机构”（VO）。 网格技术的特点 网格的独特作用--军事上应用举例1 在现代海陆空作战或作战模拟过程中： 在对付敌方海军舰只进攻时，要把我方海面舰只、潜艇、导弹和空军等分布各处的资源构成一个“虚拟机构”、协调地作战； 同时，敌方从陆基发出巡航导弹，要把我方卫星侦察跟踪信息、防空系统、导弹和空军部队分布各处的资源，构成一个“虚拟机构”、协调地作战。 这两者中的空军部队和导弹是同一部队的，但要协调地决策和行动。这是网格技术发挥作用的所在，而是一般传统的分布式计算无法解决的。 网格的独特作用--举例2（民用） 华东、华北地区： 15个发电厂供应20个大中城市用电： 可以动态地组合若干个发电厂的资源，构成“虚拟机构”，协调计算决策，优化供应几个城市； 大大提高输配电的效率。 可以节省几千万吨煤。 其他网格应用举例 网格应用举例3--美国NASA的IPG用于飞机飞行途中飞行安全; 网格应用举例4--地震网格; 网格应用举例5--TERA用于龙卷风预测，如提前25分钟，就可大量减少人员和财产损失。 网格对科学技术的普遍意义 网格是一个跨学科、跨地区的合作平台； 网格可以联合各种资源，构成一个“虚拟联合机构”VO，协调决策，“大力协同” 建立网格以后，将使科研项目“集中兵力作战”，科研步伐将大大加快，科研完成任务的期限，可以大大缩短。 3。当今网格的结构、组成与实施 1。1995-2001：BOTTOM-UP“由底向上”阶段：从用WEB技术支持高性能计算出发；著名项目有NP-ACI(National Partnership of Advanced Computing Infrastructure)和NCSA; 2. 2001开始反