网格计算在科研和企业应用中的探讨

    ZDNetChina服务器站 1月11日网格计算   网格为迅速获取计算资源提供了帮助。一个网格使用者，无须关注所访问的计算机、数据、软件以及核心系统所在的地理位置。一个网格系统能够避免网络单点故障，能够解决工作中团队之间相互协作的任务。

　　在分布式计算体系中，采用多台计算机解决相同任务时，网格计算架构的优势能够得到充分的体现。这也是为什么分布式计算成为网格一个重要应用领域的原因：众多计算机共同协作计算，并共同分享一个计算资源。

　　网格生于企业　花开院校

　　在欧洲，网格计算广泛地使用在资源共享方面。通过使用网格计算，用户可以充分使用现有的信息资源，从而更早的收回用户对IT的投资。人们关注网格，最重要的是将他看作一个网络计算的组织模型，而并非是一个单独的计算个体。例如剑桥大学就银河系研究而进行的COSMOS科研项目，由于在协调计算资源和有效利用计算资源方面遇到了一些挑战，最终他们把目光投向了网格计算。

　　"在没有网格技术的情况下，我们很难设想如何解决自己面临在协同工作，共享资源等方面所遇到的困难。CosmoGrid项目让我们在英国天文科研上成为领导者。"剑桥大学Stephen Hawking教授说道。

　　剑桥大学拥有超级计算机用于分析、计算银河系构成的主要问题，而英国其他一些大学院校利用其小型服务器或是其他架构的信息系统，通过网格技术连接到剑桥大学的IT系统之上，来处理其他计算任务。剑桥大学与其他院校之间的合作加快了科研进度，同时节省了IT投入。

　　虽然目前网格计算的应用主要是集中在科学研究和政府领域之中，但网格计算最初的想法则是诞生在企业里面。企业当初希望借助自己内部或是外部网络来整合自身的计算资源，从而降低整个的计算成本。

　　对于企业内部的网格定义有很多种，他们大多是基于网格边界的划分来界定的。Intra-Grids，有时又被称为企业资源网格，用来解决内部计算资源再分配的问题。Extra-Grids，将企业及紧密相关的合作伙伴进行联同，处理企业与伙伴之前协同工作的计算任务。Inter-Grids，临时网格主要是企业与第三方商业部门进行合作建立起来的网格系统。

　　无论是企业内部网格、外部网格还是临时网格，高速网络连接是保证网格正常运行的前提，例如SuperJANET、NSFnet、CANARIE等网络均是依靠高速网络进行连接。传统的LAN可以应用在企业内部网格的构建上。

　　网格实战中的苦恼

　　网格的计算特点比较明显，它们大多计算任务量大，但每一个计算任务消耗的计算资源很小，此外每一个计算任务均要在同一时间内完成。每一个任务需求都需要分配适量的处理器来完成。峰值计算时需要调用多个独立的计算系统。

　　网格能够解决网络计算任务所遇到的一些现实问题。网格架构本身就是一个异类架构，并非是传统意义上的树状架构，人们可以把它想像成为一个计算机机群，大型单一系统，众多小型服务器，以及虚拟计算分区。

　　因为网格可以将自身的计算资源进行分布式管理，不会受到任何物理或是逻辑上的限制。Globus Toolkit是一个针对网格技术推出的开放源代码软件。该软件是由芝加哥大学分布式系统实验室推出的。目前Globus已经成为一个标准的网格计算中间件。它提供了大量标准的协议、服务，以及解决了网格计算中所涉及到的安全问题。

　　作为网格中间件——Globus，确实解决了目前网格计算在实际应用中所遇到的一些问题，但它并非是万能的。系统和应用软件的可扩展性仍然没有得到彻底解决。网格用户之间必须要经常在系统之中访问共享资源，网格系统的安全性完全依赖于他们之间的网络系统，而网格自身的安全性却不是很健全。

　　网格对于存储系统的要求十分严格。基于光线通道的SAN，目前适合网络计算的需求。目前一些IT厂商已经开始提供带宽达到2Gb/s的光线通道。英国剑桥大学从事的网格研究项目COSMOS，便采用了容量达到1.6TB，阵列形式的SAN存储系统。针对图书馆的需求，配备了容量为4TB的磁盘，并创建了虚拟存储池。由于采用了虚拟存储技术，为剑桥大学在数据管理方面带来了帮助。

　　由于网格涉及到不同组织之间要进行数据传输、共享和计算，因此网格十分关注安全技术。网格目前的应用已经从国家级项目、大学院校科研项目转移到行业、企业之中，因此对于网格之中涉及到的安全问题，越来越受到人们的关注。