網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)簡(jiǎn)介

1、網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)簡(jiǎn)介于策2006.11Outline網(wǎng)格計(jì)算基本概念關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)與傳統(tǒng)分布式計(jì)算的區(qū)別部署網(wǎng)格的意義網(wǎng)格的概念理想的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展網(wǎng)格計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算的定義IBM (developerworks)有了網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)，用戶可以將服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合在一起，組成一個(gè)大的系統(tǒng)，從而為用戶提供功能強(qiáng)大的多系統(tǒng)資源來處理特定的任務(wù)。Ian Foster, Carl Kesselman, etc(2000, The Anatomy of the Grid)Resource sharing & coordinated problem solving in dynamic, multi-i

2、nstitutional virtual organizationsRajkumar Buyya (2002)Grid is a type of parallel and distributed system that enables the sharing, selection, and aggregation of geographically distributed “autonomous” resources dynamically at runtime depending on their availability, capability, performance, cost, an

3、d users quality-of-service requirements. The picture above describes a DataGrid testbed with three sites and a Certification Authority. For space reasons we do not show all the machines of each site.The user requests a certificate to the Certificate Authority web front-end.The certificate is produce

4、d and signed by the Certificate Server.The user gets the certificate.Now that the user has his/her certificate installed on his/her User Interface, he/she can submit his/her job requests.After creating a proxy process with temporary credentials (“grid-proxy-init” command), the user submits his/her j

5、ob request to the Resource Broker.SubmittedThe Resource Broker queries the Replica Catalog and Information Index to find suitable resources (storage space, data and computing power).WaitingThe Resource Broker selects the resources.ReadyThe Resource Broker submits the job to the selected Computing El

6、ement(s).ScheduledThe Computing Element delivers the job to its Worker Node(s), which will do the real work.DoneOutput ReadyThe output is moved to the Resource BrokerThe user gets his/her outputCleared網(wǎng)格計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)安全性 用戶接口 任務(wù)負(fù)載管理 調(diào)度 數(shù)據(jù)管理 資源管理網(wǎng)格與傳統(tǒng)分布式計(jì)算環(huán)境的區(qū)別集群P2PCORBADCE網(wǎng)格與集群網(wǎng)格是由異構(gòu)資源組成的。集群計(jì)算主要關(guān)注的是計(jì)算資源；網(wǎng)格計(jì)

7、算 則對(duì)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源進(jìn)行了集成。集群通常包含同種處理器和操作系統(tǒng)；網(wǎng)格則可以包含不同供應(yīng)商提供的運(yùn)行不同操作系統(tǒng)的機(jī)器。網(wǎng)格本質(zhì)上就是動(dòng)態(tài)的。集群包含的處理器和資源的數(shù)量通常都是靜態(tài)的；而在網(wǎng)格上，資源則可以動(dòng)態(tài)出現(xiàn)。資源可以根據(jù)需要添加到網(wǎng)格中，或從網(wǎng)格中刪除。 網(wǎng)格天生就是在本地網(wǎng)、城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上進(jìn)行分布的。通常，集群物理上都包含在一個(gè)位置的相同地方；網(wǎng)格可以分布在任何地方。集群互連技術(shù)可以產(chǎn)生非常低的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，如果集群距離很遠(yuǎn)，這可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生很多問題。 網(wǎng)格提供了增強(qiáng)的可擴(kuò)展性。網(wǎng)格與P2PP2P 系統(tǒng)的特點(diǎn)是缺少集中管理點(diǎn)；這使它非常適合于提供匿名服務(wù)，或者提供一些反跟蹤保

8、護(hù)機(jī)制。另一方面，網(wǎng)格環(huán)境通常都有某種形式的集中管理和安全性（例如，資源管理和工作負(fù)載調(diào)度）。P2P 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性通常都比網(wǎng)格計(jì)算系統(tǒng)好。即使我們要在響應(yīng)能力的控制和分布之間達(dá)成某種平衡時(shí)，網(wǎng)格計(jì)算系統(tǒng)也天生不如 P2P 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好。 P2P 系統(tǒng)容忍單點(diǎn)失效的能力通常比網(wǎng)格計(jì)算系統(tǒng)更好。盡管網(wǎng)格比緊耦合的分布式系統(tǒng)的彈性更好，但是網(wǎng)格不可避免地要包含一些可能成為單點(diǎn)故障的關(guān)鍵元素。 網(wǎng)格計(jì)算的一個(gè)重要特性是資源都是動(dòng)態(tài)的；在 P2P 系統(tǒng)中，資源的動(dòng)態(tài)性天生就比網(wǎng)格計(jì)算系統(tǒng)更好，資源出現(xiàn)和消失的變化比網(wǎng)格中更快。這兩個(gè)系統(tǒng)之間最后一點(diǎn)區(qū)別是標(biāo)準(zhǔn)：與網(wǎng)格領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)相比，在 P2P 中

9、通常缺少標(biāo)準(zhǔn)。Why Grid?網(wǎng)格計(jì)算將會(huì)把許多計(jì)算機(jī)（虛擬化的設(shè)備）聯(lián)合到一起工作。幾乎所有機(jī)構(gòu)都存在大量的閑置計(jì)算資源，廣泛分布在各個(gè)地方。UNIX? 服務(wù)器只有少于10% 的時(shí)間在真正“執(zhí)行”任務(wù)，幾乎所有的 PC 每天有 95% 的時(shí)間什么都不做。虛擬化技術(shù)使用空閑的計(jì)算機(jī)資源來加速業(yè)務(wù)處理過程。 加速應(yīng)用程序的執(zhí)行，這樣就可以縮短處理時(shí)間，從而可以快速對(duì)市場(chǎng)作出響應(yīng)。 開發(fā)更新的、生產(chǎn)效率更高的應(yīng)用程序。 降低開發(fā)新應(yīng)用程序的成本。 提高協(xié)作能力和生產(chǎn)能力。 最大化用戶可以使用的資源。 提高 IT 環(huán)境的彈性和利用率。 網(wǎng)格的應(yīng)用意義對(duì)于系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員，網(wǎng)格可以：優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施來平衡任務(wù)負(fù)載，并為高需求的應(yīng)用程序提供額外的處理能力。 提高對(duì)數(shù)據(jù)的訪問，支持不同學(xué)科、組織和