云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算360度比較new

云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算360度比較

1,2,3伊恩福斯特，4Yong趙1Ioan拉伊庫(kù)，5Shiyong路

foster@，yozha@，iraicu@，shiyong@

1計(jì)算機(jī)科學(xué)系，芝加哥芝加哥，IL，美國(guó)大學(xué)

2Computation研究所，芝加哥，伊利諾伊州芝加哥大學(xué)，美國(guó)

3Math與計(jì)算機(jī)科學(xué)部，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，阿貢，IL，美國(guó)

4Microsoft公司，雷德蒙，華盛頓州，美國(guó)

5計(jì)算機(jī)科學(xué)系，韋恩州立大學(xué)，密歇根州底特律，美國(guó)

抽象的云計(jì)算已經(jīng)成為另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)流行語(yǔ)后

2.0。不過(guò)，也有幾十個(gè)不同的定義為云

計(jì)算和似乎有沒(méi)有什么是云共識(shí)。

另一方面，云計(jì)算并不是一個(gè)完全新的概念;

它擁有錯(cuò)綜復(fù)雜的連接到相對(duì)較新，但13年

網(wǎng)格計(jì)算模式的建立，以及其他有關(guān)

例如公用計(jì)算技術(shù)，集群計(jì)算和

在一般的分布式系統(tǒng)。本文比較和努力

對(duì)比云計(jì)算從不同的角度與網(wǎng)格計(jì)算

并給予兩成的本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)。

1100英里概述

云計(jì)算還暗示，在未來(lái)，我們將不

在本地計(jì)算機(jī)上的計(jì)算，而是集中設(shè)施

由第三方經(jīng)營(yíng)的計(jì)算和存儲(chǔ)工具。我們相信

不會(huì)錯(cuò)過(guò)的收縮包裝拆開包裝和安裝軟件。

不用說(shuō)，這不是一個(gè)新概念。事實(shí)上，早在1961年，

計(jì)算機(jī)先驅(qū)約翰麥卡錫預(yù)言

“計(jì)算可能有一天會(huì)被組織成一個(gè)公共事業(yè)”-

又到如何推測(cè)這可能發(fā)生。

在20世紀(jì)90年代中期，這個(gè)詞是用來(lái)形容電網(wǎng)

技術(shù)，使消費(fèi)者獲得計(jì)算

電源需求。伊恩福斯特等人假定，通過(guò)

規(guī)范使用要求的計(jì)算能力的協(xié)議，

我們可以推動(dòng)建立計(jì)算網(wǎng)格，類似的創(chuàng)作

形式和公用事業(yè)的電力網(wǎng)。研究人員

后又在許多令人興奮的方式對(duì)這些想法，

例如生產(chǎn)大規(guī)模（的TeraGrid聯(lián)邦制度，

開放科學(xué)網(wǎng)格，caBIG，EGEE，地球系統(tǒng)網(wǎng)格）的

不僅提供計(jì)算能力，而且數(shù)據(jù)和軟件，

需求。標(biāo)準(zhǔn)組織（例如，開放網(wǎng)格論壇，綠洲）

界定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。更平凡，這個(gè)術(shù)語(yǔ)還

增選行業(yè)作為一個(gè)集群營(yíng)銷術(shù)語(yǔ)。但是，沒(méi)有

提供可行的商業(yè)網(wǎng)格計(jì)算出現(xiàn)，至少

直到最近。

那么，“云計(jì)算”只是一個(gè)新的網(wǎng)格叫什么名字？在

信息技術(shù)，在技術(shù)，規(guī)模的命令

數(shù)量級(jí)，并在這個(gè)過(guò)程中，活力十足，每5

多年來(lái)，沒(méi)有直接回答這個(gè)問(wèn)題。

是的：我們的目標(biāo)是相同，以降低計(jì)算成本，

提高可靠性，增加靈活性轉(zhuǎn)變

電腦的東西，我們購(gòu)買和經(jīng)營(yíng)自己

的東西是由第三方經(jīng)營(yíng)。

但是，沒(méi)有：現(xiàn)在不同了，他們比10年以前。

我們有一個(gè)新的需要分析大量數(shù)據(jù)，從而激勵(lì)

大大提高了計(jì)算的需求。經(jīng)實(shí)現(xiàn)了

效益從主機(jī)轉(zhuǎn)移到商品集群，

我們發(fā)現(xiàn)，這些集群是相當(dāng)昂貴的操作。我們

具有較低成本的虛擬化。而且，最重要的是，我們有多個(gè)

正在花費(fèi)數(shù)十億美元的亞馬遜，谷歌喜歡，

和微軟創(chuàng)造真正的商業(yè)大系統(tǒng)

含有成千上萬(wàn)臺(tái)電腦。前景

需要的只是一個(gè)信用卡，以獲得按需訪問(wèn)

10萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)中心分布數(shù)萬(wàn)+電腦

整個(gè)世界的資源用于解決問(wèn)題

與大規(guī)模的，潛在的分布式數(shù)據(jù)，是非常令人振奮！因此，我們

在不同的經(jīng)營(yíng)規(guī)模，并在這些新的操作系統(tǒng)，

更大規(guī)模的尺度可以從根本上不同的需求

克服困難的辦法。也可讓，實(shí)在是

通常只適用到完全新的問(wèn)題。

不過(guò)，是：?jiǎn)栴}大多是在同云

和網(wǎng)格。有一個(gè)共同的需要，以便能夠管理大型

設(shè)施;界定方法供消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)，

請(qǐng)求，并使用由中央設(shè)施提供的資源;

并執(zhí)行高度并行計(jì)算的往往是

執(zhí)行這些資源。細(xì)節(jié)不同，但兩個(gè)

社區(qū)正努力與許多相同的問(wèn)題。

1.1定義云計(jì)算

有關(guān)于如何界定云[49]小共識(shí)。我們

添加另一個(gè)定義已經(jīng)飽和名單

云計(jì)算定義為：

一個(gè)大規(guī)模的分布式計(jì)算模式是

帶動(dòng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，其中一池

抽象的，虛擬化，動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性，可管理

計(jì)算能力，存儲(chǔ)，平臺(tái)和服務(wù)

發(fā)表于外部客戶的需求，在

互聯(lián)網(wǎng)。

有一本定義幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。首先，云

計(jì)算是一種專門的分布式計(jì)算模式，它

不同之處在于1）它是傳統(tǒng)的大規(guī)模擴(kuò)展，

2）可以被封裝為一個(gè)抽象的實(shí)體，它提供

不同層次的服務(wù)的外部云，3至客戶）它

由規(guī)模驅(qū)動(dòng)[44]經(jīng)濟(jì)，4）服務(wù)可以

動(dòng)態(tài)配置（通過(guò)虛擬化或其他方法）

和按需交付。

各國(guó)政府，研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者

急于采用云計(jì)算，以解決他們的everincreasing

計(jì)算和存儲(chǔ)所產(chǎn)生的問(wèn)題

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。有三個(gè)主要因素促成的

風(fēng)和云計(jì)算：利益1）迅速下降

硬件成本和提高計(jì)算能力和存儲(chǔ)

能力，以及多核心架構(gòu)和現(xiàn)代的到來(lái)

超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的核心組成;儀表/模擬和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布和

歸檔;3）服務(wù)廣泛的采用

計(jì)算和Web2.0應(yīng)用程序。

1.2云，網(wǎng)格和分布式系統(tǒng)

許多挑剔的讀者，我們將立即通知

云計(jì)算的定義有許多現(xiàn)有的重疊

如網(wǎng)格計(jì)算，效用計(jì)算技術(shù)，

服務(wù)計(jì)算，分布式計(jì)算和一般。我們

認(rèn)為，云計(jì)算與網(wǎng)格不僅重疊

計(jì)算，這的確是演化出來(lái)的網(wǎng)格計(jì)算

網(wǎng)格計(jì)算的依賴和基礎(chǔ)設(shè)施為骨干

支持。的演化一直是工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移的結(jié)果

從基礎(chǔ)設(shè)施，提供存儲(chǔ)和計(jì)算

資源（這就是在網(wǎng)格的情況下）一個(gè)是經(jīng)濟(jì)

基于抽象的，旨在提供更多的資源和服務(wù)

（這就是在云的情況下）。至于公用計(jì)算，它不

的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的新模式，相反，它是一

在這種商業(yè)模式的計(jì)算資源，例如

計(jì)算和存儲(chǔ)，被打包為計(jì)量服務(wù)

類似物理公用事業(yè)，例如電力和，

公共交換電話網(wǎng)絡(luò)。效用計(jì)算是

通常使用其他計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)施

（例如網(wǎng)格）的額外會(huì)計(jì)和監(jiān)控服務(wù)。

阿云可以利用的基礎(chǔ)設(shè)施由公司內(nèi)部

作為公用計(jì)算或暴露給公眾。

參見(jiàn)圖11之間的關(guān)系的概述

云的重疊，它與其他域。網(wǎng)絡(luò)2.0

幾乎涵蓋了整個(gè)頻譜面向服務(wù)

應(yīng)用中，云計(jì)算是在大型

一邊。超級(jí)計(jì)算和集群計(jì)算有更

專注于傳統(tǒng)的非職務(wù)申請(qǐng)。格

在所有這些領(lǐng)域，一般計(jì)算的重疊

考慮小規(guī)模比超級(jí)計(jì)算機(jī)和云。

圖1：網(wǎng)格和云簡(jiǎn)介

網(wǎng)格計(jì)算的目標(biāo)是“使資源共享和

協(xié)調(diào)解決問(wèn)題的動(dòng)態(tài)，多體制

“虛擬的組織[18]的[20]。也有幾個(gè)關(guān)鍵

這一定義的特點(diǎn)：首先，提供一個(gè)網(wǎng)格

分布式計(jì)算模式或基礎(chǔ)設(shè)施，跨越

跨越多個(gè)（旁白）虛擬組織可以在每個(gè)旁白

包括任何機(jī)構(gòu)或身體分布式邏輯

相關(guān)項(xiàng)目/團(tuán)體。這樣一個(gè)模式的目標(biāo)是

使聯(lián)邦在動(dòng)態(tài)資源共享，分布式

環(huán)境。由事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)采取的辦法

執(zhí)行-GlobusToolkit的[16][23]，是建立一個(gè)

從不同的計(jì)算環(huán)境，資源的統(tǒng)一

界定標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和中間件提供

調(diào)解訪問(wèn)各種異構(gòu)資源。

蒼白球地址，如安全，資源的各種問(wèn)題

發(fā)現(xiàn)，資源配置和管理，工作

調(diào)度，監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理。

十年前的一半，伊恩福斯特發(fā)表了3點(diǎn)清單[19]

幫助確定什么是，什么不是一個(gè)網(wǎng)格：1）坐標(biāo)

資源不受集中控制，2）使用

標(biāo)準(zhǔn)，開放，通用的協(xié)議和接口，和3）

提供的服務(wù)不平凡的品質(zhì)。雖然第3點(diǎn)舉行

真正的云計(jì)算，無(wú)論點(diǎn)1點(diǎn)2，也不是明確的

這是今天的云案。為云和遠(yuǎn)見(jiàn)

網(wǎng)格是相似的，細(xì)節(jié)和可能使用不同的技術(shù)，但

兩個(gè)社區(qū)都在努力與許多相同

問(wèn)題。本文力圖比較和對(duì)比云

計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算從不同的角度，給

把兩者的本質(zhì)特征的見(jiàn)解，并希望

畫畫是一個(gè)什么樣的云，什么樣的圖片少多云

應(yīng)用程序可以預(yù)期，以支持云，什么挑戰(zhàn)

云有可能在未來(lái)幾年面臨的，因?yàn)樗麄儷@得

動(dòng)力和通過(guò)。我們希望這將有助于雙方

社區(qū)獲得更深的理解的目標(biāo)，

假設(shè)，地位和方向，并提供更

詳細(xì)查看這兩種技術(shù)的一般觀眾。

2比較網(wǎng)格和云側(cè)的側(cè)

本節(jié)旨在通過(guò)比較網(wǎng)格和云寬

從建筑的角度不同，安全模型，

商業(yè)模式，規(guī)劃模型，虛擬化，數(shù)據(jù)

模型，計(jì)算模型，以種源和應(yīng)用程序。我們

也勾勒出的挑戰(zhàn)和機(jī)遇號(hào)電網(wǎng)

計(jì)算和云計(jì)算帶來(lái)的研究人員和

IT行業(yè)，最常見(jiàn)的兩種，但有些特定

一方或另一方。

2.1商業(yè)模式

軟件傳統(tǒng)的商業(yè)模式取得了一次性

支付無(wú)限制使用（通常在一臺(tái)計(jì)算機(jī)）的

軟件。在云為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)模式，客戶將支付

消費(fèi)基礎(chǔ)上的供應(yīng)商，很像效用

公司收取的基本公用設(shè)施，如電力，煤氣，

水，并以該模型依賴于對(duì)規(guī)模經(jīng)濟(jì)

驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格為用戶和利潤(rùn)下降，為供應(yīng)商。今天，

亞馬遜主要提供一個(gè)集中的云組成的

計(jì)算云EC2和數(shù)據(jù)云中三。前者是

收費(fèi)根據(jù)每個(gè)實(shí)例小時(shí)每消耗

實(shí)例的類型以及后來(lái)的是收取每GB個(gè)月

存儲(chǔ)使用。此外，數(shù)據(jù)傳輸是由結(jié)核收費(fèi)/

一個(gè)月的數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)來(lái)源和目標(biāo)

這種轉(zhuǎn)讓。該信用卡只需要得到前景

按需獲取的數(shù)據(jù)在10萬(wàn)+幾十處理器

中心分布在世界各地，是資源適用于有大量的，潛在的分布式數(shù)據(jù)的問(wèn)題，

是令人興奮！

商業(yè)模式的網(wǎng)格（至少在學(xué)術(shù)界發(fā)現(xiàn)

或政府實(shí)驗(yàn)室）項(xiàng)目是面向用戶或在該

社區(qū)代表的這一建議有一定的數(shù)量

服務(wù)單位（即CPU的時(shí)間），他們可以花。例如，

在以這種方式運(yùn)作的TeraGrid，需要越來(lái)越多

復(fù)雜的書面建議被越來(lái)越多的

計(jì)算能力。本的TeraGrid有十幾個(gè)

電網(wǎng)地盤，所有在各主辦機(jī)構(gòu)在全國(guó)各地。

是什么讓一個(gè)機(jī)構(gòu)想加入的TeraGrid？當(dāng)一

機(jī)構(gòu)加入了資源設(shè)置的TeraGrid，它知道

社會(huì)上其他人現(xiàn)在可以利用這些資源

遍布全國(guó)各地。它也承認(rèn)的事實(shí)，收益

獲得其他12個(gè)網(wǎng)格網(wǎng)站。此相同的模式

對(duì)于工作相當(dāng)好讓世界各地，許多網(wǎng)格

鼓勵(lì)機(jī)構(gòu)參與獲取各種網(wǎng)格

為所有用戶提供額外資源，相應(yīng)的

機(jī)構(gòu)。

還有努力建立一個(gè)網(wǎng)格為一個(gè)全球性的經(jīng)濟(jì)

網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施，支持貿(mào)易，談判，

配置和資源分配的基礎(chǔ)上，各級(jí)

提供的服務(wù)，風(fēng)險(xiǎn)和成本，用戶的喜好，因此到目前為止，

資源交換（如貿(mào)易為計(jì)算周期存儲(chǔ)），

拍賣，博弈論為基礎(chǔ)的資源協(xié)調(diào)，虛擬

貨幣經(jīng)紀(jì)公司和中介機(jī)構(gòu)的資源，以及各種

其他經(jīng)濟(jì)模式已經(jīng)提出并應(yīng)用于

實(shí)踐[8]。

2.2建筑

開始時(shí)在網(wǎng)格90年代中期，以解決大規(guī)模

計(jì)算問(wèn)題使用的資源分享網(wǎng)絡(luò)

商品機(jī)器提供的計(jì)算能力

負(fù)擔(dān)得起的只有超級(jí)計(jì)算機(jī)和大型專用集群

當(dāng)時(shí)。主要的動(dòng)機(jī)是，這些高

高性能計(jì)算資源昂貴且難以

可以訪問(wèn)，所以出發(fā)點(diǎn)是利用聯(lián)邦

資源可以包括計(jì)算，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)

資源地理分布從多個(gè)機(jī)構(gòu)，

而這些資源通常是異構(gòu)和動(dòng)態(tài)。

網(wǎng)格集中在整合現(xiàn)有資源，其

硬件，操作系統(tǒng)，本地資源管理，

安全基礎(chǔ)設(shè)施。

為了支持所謂的“虛擬創(chuàng)造

組織“，在其中一個(gè)邏輯實(shí)體分配

資源可以被發(fā)現(xiàn)和共享，好像他們是從

同一組織，網(wǎng)格定義并提供一套

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，中間件，工具包，并建立在服務(wù)

除這些協(xié)議。互操作性和安全是

作為資源的網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施的主要問(wèn)題可能

來(lái)自不同的行政領(lǐng)域，其中既有

全球和本地的資源使用政策，不同的硬件

和軟件配置和平臺(tái)，以及各不相同

可用性和能力。

網(wǎng)格提供五個(gè)不同層次的協(xié)議和服務(wù)

協(xié)議中確定的網(wǎng)格架構(gòu)（見(jiàn)圖2）。在

織物層，網(wǎng)格，以提供不同的資源訪問(wèn)

類型，如計(jì)算，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，代碼

倉(cāng)庫(kù)等，通常依靠現(xiàn)有的網(wǎng)格織物

組件，例如，當(dāng)?shù)刭Y源管理者（即公共廣播

[5]，禿鷹[48]等）。通用組件，如

加拉（一般用于高級(jí)建筑的保留）[17]

和專門的資源管理服務(wù)，如Falkon

[40]（雖然嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，也提供服務(wù)Falkon

超越織物層）。

圖二：網(wǎng)格協(xié)議體系結(jié)構(gòu)

連接層定義的溝通和核心

為方便和安全的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證協(xié)議

交易。GSI的（網(wǎng)格安全基礎(chǔ)建設(shè)）[27]

每個(gè)網(wǎng)格交易協(xié)議的基礎(chǔ)。

資源層定義了出版協(xié)議，

發(fā)現(xiàn)，談判，監(jiān)測(cè)，會(huì)計(jì)和支付

個(gè)別資源共享行動(dòng)。革蘭（網(wǎng)格

資源訪問(wèn)和管理）[16]協(xié)議用于

分配計(jì)算資源以及監(jiān)測(cè)和

控制對(duì)這些資源的計(jì)算，和GridFTP的[2]

數(shù)據(jù)訪問(wèn)和高速數(shù)據(jù)傳輸。

集體層捕捉互動(dòng)跨越珍藏

資源，目錄服務(wù)，例如美迪生（監(jiān)測(cè)和

發(fā)現(xiàn)服務(wù)）[43]允許用于監(jiān)測(cè)和

發(fā)現(xiàn)資源的旁白，禿鷹-G的[24]和尼姆羅德-G的[7]

是共同分配，調(diào)度和經(jīng)紀(jì)的例子

服務(wù)和MPICH的[32個(gè)網(wǎng)格]啟用編程

系統(tǒng)和CAS（社區(qū)授權(quán)服務(wù)）[21]為

全球資源的政策。

應(yīng)用層包含任何用戶應(yīng)用程序

建立在上述協(xié)議和API和經(jīng)營(yíng)旁白頂部

環(huán)境。有兩個(gè)例子是網(wǎng)格工作流系統(tǒng)，

網(wǎng)格門戶（即QuarkNet電子學(xué)習(xí)環(huán)境[52]

國(guó)家虛擬天文臺(tái)（）

的TeraGrid科學(xué)網(wǎng)關(guān)（））。

云的開發(fā)，以解決互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的計(jì)算

在一些假設(shè)的問(wèn)題是從那些不同

該網(wǎng)格。云通常被稱為一個(gè)大池

計(jì)算和/或存儲(chǔ)資源，可通過(guò)

通過(guò)一個(gè)抽象的接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。云可

對(duì)許多現(xiàn)有協(xié)議之上的，如Web服務(wù)

（WSDL和SOAP）和一些先進(jìn)的Web2.0技術(shù)

如休息，使用RSS，AJAX等其實(shí)，在封面，它是

為云可能在現(xiàn)有電網(wǎng)實(shí)施

利用技術(shù)比10年多的社區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)化的努力，安全，資源管理，

虛擬化支持。

也有多個(gè)版本的定義為云

架構(gòu)，我們定義為云一個(gè)四層架構(gòu)

計(jì)算相對(duì)于網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，組成

1）面料，2）統(tǒng)一資源，3）平臺(tái)，和4）應(yīng)用

層。

圖3：云架構(gòu)

織物層包含原始硬件級(jí)別的資源，

如計(jì)算資源，存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)

資源的。統(tǒng)一的資源層包括資源

已抽象/封裝（通常由虛擬化）

使他們能夠接觸到上層和終端用戶

綜合資源，例如，一個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)/組，一

邏輯文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等，該平臺(tái)層

增加了一個(gè)專門的工具，中間件和收集

對(duì)統(tǒng)一的資源，提供一流的服務(wù)

發(fā)展和/或部署平臺(tái)。例如，一個(gè)Web

托管環(huán)境，調(diào)度服務(wù)等最后，

應(yīng)用層包含應(yīng)用程序?qū)⑦\(yùn)行在

云。

在三個(gè)不同層次一般提供云服務(wù)

（IaaS，PaaS的和薩斯[50]）如下，雖然有些

供應(yīng)商可以選擇暴露在超過(guò)一個(gè)級(jí)別的服務(wù)。

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（IaaS）[50]的規(guī)定的硬件，

軟件和設(shè)備（主要是在統(tǒng)一的資源層，

但也可以包括織物層的一部分）提供軟件

與資源使用情況為基礎(chǔ)的定價(jià)應(yīng)用環(huán)境

模型?；ㄒ?guī)?？梢韵蛏虾拖蛳聞?dòng)態(tài)

基于應(yīng)用的資源需求。典型的例子是

亞馬遜EC2（彈性計(jì)算云）服務(wù)[3]和S3

（簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)）[4]其中的計(jì)算和存儲(chǔ)

基礎(chǔ)設(shè)施與公用事業(yè)開放給公眾使用的定價(jià)

模式;桉樹[15]是一個(gè)開放源碼的云

執(zhí)行它提供了一個(gè)兼容接口

亞馬遜的EC2，并允許設(shè)立一人云

在實(shí)驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)設(shè)施之前購(gòu)買

商業(yè)服務(wù)。

作為服務(wù)（PaaS的）[50]平臺(tái)提供一個(gè)高層次的

綜合環(huán)境建設(shè)，測(cè)試和部署定制

申請(qǐng)。一般來(lái)說(shuō)，開發(fā)人員需要接受一些

對(duì)這類軟件的限制，他們可以寫在交流

對(duì)于內(nèi)置的應(yīng)用程序的可伸縮性。一個(gè)例子是谷歌的

應(yīng)用引擎[28]，它使用戶能夠構(gòu)建Web

應(yīng)用程序在同一個(gè)可擴(kuò)展的系統(tǒng)電源谷歌

申請(qǐng)。

軟件即服務(wù)（SaaS）[50]提供特殊用途

軟件是由消費(fèi)者通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)

因特網(wǎng)的使用為基礎(chǔ)的定價(jià)模式。Salesforce是一

行業(yè)領(lǐng)先者提供在線CRM（客戶

關(guān)系管理）服務(wù)。從生活網(wǎng)

微軟允許文件和文件夾共享和

同步多個(gè)設(shè)備。

雖然云在三個(gè)不同層面提供服務(wù)

（IaaS，PaaS的，和SaaS），為這些接口標(biāo)準(zhǔn)

不同層次仍有待確定。這導(dǎo)致

之間的互操作性問(wèn)題，今天的云，并有

云供應(yīng)商小企業(yè)投資獎(jiǎng)勵(lì)

在確定和實(shí)施新的額外資源

接口。作為成熟的云，和更先進(jìn)

應(yīng)用程序和服務(wù)的出現(xiàn)，需要的使用

多云，將有越來(lái)越多激勵(lì)機(jī)制采用

有利于互操作性，以標(biāo)準(zhǔn)接口

捕捉新興和成長(zhǎng)環(huán)境，市場(chǎng)飽和的云

市場(chǎng)。

2.3資源管理

本節(jié)介紹資源管理中找到

網(wǎng)格和云，內(nèi)容包括為計(jì)算模型，

數(shù)據(jù)模型，虛擬化，監(jiān)測(cè)和出處。這些

主題是非常重要的，了解主要

網(wǎng)格和挑戰(zhàn)，既云今天面臨的，并會(huì)

必須克服的未來(lái)。

計(jì)算模式：大多數(shù)網(wǎng)格使用批處理不定期計(jì)算

模型，其中本地資源管理器（LRM的），例如公共廣播，

禿鷹，賽格管理網(wǎng)格計(jì)算的站點(diǎn)資源，

與用戶提交批處理作業(yè)（經(jīng)克）的一些要求

資源一段時(shí)間。許多網(wǎng)格已制訂政策

這些批處理的執(zhí)行工作，以確定用戶和

憑據(jù)下運(yùn)行的作業(yè)將會(huì)計(jì)和

安全起見(jiàn)，所需處理器的數(shù)量，以及

時(shí)間的分配。例如，工作可以說(shuō)，舞臺(tái)

從URL中輸入數(shù)據(jù)到本地存儲(chǔ)，運(yùn)行

申請(qǐng)60100處理器分鐘，舞臺(tái)了

某些FTP服務(wù)器的結(jié)果。這項(xiàng)工作將在LRM的等待的

等待隊(duì)列，直到100處理器提供了60

分，此時(shí)該處理器將撥100

并致力于為工作時(shí)間的應(yīng)用。

由于昂貴的調(diào)度決策，數(shù)據(jù)并分期

出，并有可能長(zhǎng)龍時(shí)，許多網(wǎng)格不

原生支持交互式應(yīng)用程序，雖然有

在網(wǎng)格社區(qū)的努力，使以較低的延遲

通過(guò)多層次的調(diào)度資源，以允許應(yīng)用程序與

許多短期運(yùn)行的任務(wù)，以有效地執(zhí)行關(guān)于網(wǎng)格[40]。

云計(jì)算的計(jì)算模型可能會(huì)顯得非常

不同，在云資源被共享的所有用戶

同時(shí)相對(duì)于專用資源管（

由排隊(duì)系統(tǒng)）。這應(yīng)該允許延遲敏感

申請(qǐng)經(jīng)營(yíng)本機(jī)上的云，雖然確保

良好的服務(wù)質(zhì)量水平不夠被傳遞給最終用戶

會(huì)不會(huì)是微不足道，并可能會(huì)是一個(gè)主要的

為云計(jì)算挑戰(zhàn)云規(guī)模增長(zhǎng)，

和用戶數(shù)量。數(shù)據(jù)模型：雖然有些人認(rèn)為未來(lái)的大膽謂詞

互聯(lián)網(wǎng)電腦將走向云計(jì)算

集中，其中存儲(chǔ)，計(jì)算和其他所有種

資源將主要由云置備，我們

設(shè)想，下一代互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算會(huì)

三角形的模型如圖4所示：互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算會(huì)

大約數(shù)據(jù)，混濁計(jì)算，以及集中

客戶端計(jì)算。云計(jì)算和客戶端計(jì)算

并存和發(fā)展是相輔相成的，而數(shù)據(jù)管理

（映射，分區(qū)，查詢，移動(dòng)，緩存，

復(fù)制等）都將成為越來(lái)越重要

云計(jì)算和客戶端計(jì)算的增加

數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用。

云計(jì)算的關(guān)鍵作用不言而喻，但

在客戶端計(jì)算的重要性不能被忽視

無(wú)論是對(duì)幾個(gè)原因：1）出于安全原因，人們

未必愿意上運(yùn)行關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用

云和發(fā)送敏感數(shù)據(jù)的處理和云

儲(chǔ)存;2）用戶希望得到的東西做即使

互聯(lián)網(wǎng)和云是關(guān)閉或網(wǎng)絡(luò)通信

慢;3）多核心技術(shù)，進(jìn)步的

未來(lái)10年將有一個(gè)臺(tái)式機(jī)的可能性

與100年代的超級(jí)電腦硬件線程/核心1000。

此外，許多最終用戶將有不同的hardwaredriven

最終的功能，如可視化和

多媒體播放，這通常會(huì)在本地運(yùn)行。

圖4下一代互聯(lián)網(wǎng)三角形模型計(jì)算。

數(shù)據(jù)的重要性已經(jīng)引起了重視電網(wǎng)

在過(guò)去十年的社會(huì);數(shù)據(jù)網(wǎng)格[10]已

專門用于解決數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用

網(wǎng)格環(huán)境與虛擬數(shù)據(jù)的概念，[22]

扮演了至關(guān)重要的作用。虛擬數(shù)據(jù)捕獲的關(guān)系

之間的數(shù)據(jù)，程序和計(jì)算，并規(guī)定

各種抽象，可以提供一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)格：位置

透明的數(shù)據(jù)可以在不考慮要求

數(shù)據(jù)的位置，分布式元數(shù)據(jù)目錄是從事維持

跟蹤每個(gè)數(shù)據(jù)塊的位置以及（其

副本）跨網(wǎng)網(wǎng)站和隱私和訪問(wèn)控制

執(zhí)行;物化透明度：數(shù)據(jù)可以是重新計(jì)算

在飛行中或要求轉(zhuǎn)讓，取決于

數(shù)據(jù)的可用性和成本重新計(jì)算。有

透明度還表示，數(shù)據(jù)可以被消費(fèi)

并制作不管他們的實(shí)際物理格式和

貯存，數(shù)據(jù)映射成一些抽象的結(jié)構(gòu)

在這樣的代表性和操縱。

數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)：由于CPU周期變得更便宜和數(shù)據(jù)集

規(guī)模逐年翻番，為高效率的主要挑戰(zhàn)

申請(qǐng)縮放的數(shù)據(jù)的位置相對(duì)于

現(xiàn)有的計(jì)算資源-移動(dòng)數(shù)據(jù)

多次到遙遠(yuǎn)的CPU正在成為瓶頸。[46]

在投入產(chǎn)出的速度有很大差異從本地磁盤

存儲(chǔ)廣域網(wǎng)，它可以顯著影響

應(yīng)用性能。為了達(dá)到良好的可擴(kuò)展性

為云，網(wǎng)格，他們的應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)尺度

必須分布在多臺(tái)計(jì)算機(jī)，并計(jì)算

必須轉(zhuǎn)向建立的最佳場(chǎng)所，以執(zhí)行

減少通訊費(fèi)用[46]。谷歌對(duì)MapReduce的

[13]系統(tǒng)上運(yùn)行的谷歌文件系統(tǒng)之外，在

該數(shù)據(jù)加載，分割成塊，每塊

復(fù)制。因此，數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是搭配：

當(dāng)一個(gè)文件需要處理，作業(yè)調(diào)度咨詢1

存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)服務(wù)來(lái)獲取每塊的主機(jī)節(jié)點(diǎn)，

然后附表一“圖”進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，使數(shù)據(jù)

地方被利用效率。在網(wǎng)格，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通常

在共享文件系統(tǒng)依賴（如NFS的，通用并行文件系統(tǒng)，PVFS，光澤），

數(shù)據(jù)局部性的地方不容易實(shí)施。一種方法是

要以提高調(diào)度數(shù)據(jù)感知，并能夠

充分利用地方的信息數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)度

計(jì)算任務(wù)，這方法已顯示出改善就業(yè)

周轉(zhuǎn)時(shí)間顯著[41]。

結(jié)合計(jì)算和數(shù)據(jù)管理：更

關(guān)鍵是計(jì)算和數(shù)據(jù)資源組合

管理，利用數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式的地方

盡量減少數(shù)據(jù)量，提高運(yùn)動(dòng)endapplication

性能和可擴(kuò)展性。試圖解決

存儲(chǔ)和計(jì)算的問(wèn)題分別力量

許多數(shù)據(jù)移動(dòng)計(jì)算和存儲(chǔ)之間

資源，這將無(wú)法擴(kuò)展到明天的peta級(jí)

數(shù)據(jù)集和以百萬(wàn)計(jì)的處理器，并會(huì)帶來(lái)顯著

未充分利用的原料資源。重要的是要

時(shí)間表計(jì)算任務(wù)接近的數(shù)據(jù)，并

了解移動(dòng)相對(duì)于移動(dòng)工作的費(fèi)用

數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)感知調(diào)度，分散的數(shù)據(jù)接近

處理器是至關(guān)重要實(shí)現(xiàn)良好的可擴(kuò)充性和

性能。最后，作為處理器內(nèi)核數(shù)量是

增加（最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)20萬(wàn)

處理器和網(wǎng)格超過(guò)100K的處理器），有一

不斷增長(zhǎng)的重點(diǎn)支持的高吞吐量

計(jì)算高可持續(xù)調(diào)度和執(zhí)行率。

我們認(rèn)為，重要的數(shù)據(jù)管理體系結(jié)構(gòu)

確保數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)規(guī)模

在對(duì)文件，對(duì)象的數(shù)量，大小和所需數(shù)據(jù)集

數(shù)據(jù)集的磁盤空間使用情況，而在同一時(shí)間，確保

數(shù)據(jù)元素的信息可以快速，有效地進(jìn)行檢索。

網(wǎng)格一直在計(jì)算和進(jìn)步相結(jié)合

數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)感知調(diào)度管理[41]，但我們

相信云將面臨重大挑戰(zhàn)，處理

在認(rèn)真努力沒(méi)有投資的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用

治理模式的應(yīng)用程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)局部性。

盡管數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序可能不是很典型

今天云應(yīng)用協(xié)議，作為尺度

云的成長(zhǎng)，它可能只是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題很多云。

虛擬化：虛擬化已經(jīng)成為不可缺少的

幾乎每一個(gè)成分云，最明顯的原因

是抽象和封裝。只是喜歡線程

介紹給用戶提供的“幻想”，猶如電腦

正在運(yùn)行的所有線程同時(shí)，每個(gè)線程在使用所有可用的資源，云需要運(yùn)行

多（甚至高達(dá)數(shù)千或數(shù)百萬(wàn)）的用戶

應(yīng)用程序和所有的應(yīng)用程序看起來(lái)好像使用者

他們同時(shí)運(yùn)行，可以使用所有的

在云可用資源。虛擬化提供了

必要的抽象，這樣的基本結(jié)構(gòu)（原料

計(jì)算，存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)資源）可以統(tǒng)一作為一個(gè)游泳池

資源和資源重疊（如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，

網(wǎng)絡(luò)托管環(huán)境中）可以建立在它上面。

虛擬化也使每個(gè)應(yīng)用程序被封裝

這樣，他們可以配置，部署，啟動(dòng)，遷移，

暫停，恢復(fù)，停止等，從而提供更好的

安全性，可管理性，并進(jìn)行隔離。

此外，亦有很多的云傾向于采取其他原因

虛擬化：1）服務(wù)器和應(yīng)用整合，如

多個(gè)應(yīng)用程序可以在同一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行，資源

可以更有效地運(yùn)用;2）可配置性，為

各種應(yīng)用所需的資源可能與

重要的是，一些需要大量?jī)?chǔ)存，一些計(jì)算，在

以動(dòng)態(tài)配置和捆綁（合計(jì)）

各種需要的資源，虛擬化是必要的，因?yàn)檫@

是不是在硬件級(jí)別實(shí)現(xiàn)的;3）增加

應(yīng)用程序的可用性，虛擬化可以快速恢復(fù)

從計(jì)劃外停機(jī)，可作為虛擬環(huán)境

備份并在不中斷服務(wù)遷移;4）

提高了響應(yīng)：資源配置，監(jiān)測(cè)

可自動(dòng)和維護(hù)，共同資源

緩存和重用。所有這些功能的虛擬化

云提供了基礎(chǔ)，以滿足嚴(yán)格的SLA（服務(wù)

水平協(xié)議）是在商業(yè)環(huán)境，要求該

不能輕易實(shí)現(xiàn)與非虛擬化環(huán)境

作為系統(tǒng)中就必須overprovisioned成本效益的方式

在處理閑置和浪費(fèi)資源的高峰負(fù)荷

時(shí)期。畢竟，一個(gè)虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施，可剛

認(rèn)為，作為一個(gè)從IT映射到業(yè)務(wù)需求的資源。

網(wǎng)格不依賴于虛擬多達(dá)云做，但

這可能是由于政策和更加有每個(gè)人

組織維持其資源（即，沒(méi)有完全控制

虛擬化它們）。但是，也有在努力利用網(wǎng)格

虛擬化以及如雨云，[56]（以前稱為

作為虛擬工作空間服務(wù)[26]），它提供了

同樣的抽象和動(dòng)態(tài)部署能力。一

虛擬工作區(qū)是一個(gè)執(zhí)行環(huán)境，可

部署動(dòng)態(tài)和安全的網(wǎng)格。雨云

提供兩個(gè)保證：1水平）生活質(zhì)量：用戶可以

正是（軟件）環(huán)境所需要的，2）質(zhì)量

服務(wù)：提供和保證所有資源

工作區(qū)需要正常（CPU，內(nèi)存，磁盤，

帶寬，可用性），允許重新談判，以動(dòng)態(tài)

反映不斷變化的要求和條件。此外，

寧伯斯還可以提供一個(gè)虛擬的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

應(yīng)用程序（如一個(gè)批處理調(diào)度程序，工作流程或系統(tǒng)），

這也是動(dòng)態(tài)配置，不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)

網(wǎng)格計(jì)算。

還值得一提的是虛擬化-在過(guò)去-有

對(duì)于某些應(yīng)用，其中重要的性能損失

已被使用的主要缺點(diǎn)之一

虛擬化。然而，在過(guò)去幾年里，處理器

如AMD和英特爾制造商不斷推出

硬件支持的虛擬化，這有助于縮小

在應(yīng)用程序之間的性能差距表現(xiàn)在

因?yàn)樗c傳統(tǒng)的虛擬化資源的比較

未經(jīng)虛擬化系統(tǒng)。

監(jiān)測(cè)：另一個(gè)虛擬化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，

云是精細(xì)控制的潛在困難

監(jiān)測(cè)資源。雖然許多網(wǎng)格（如

的TeraGrid）也執(zhí)行有關(guān)限制什么樣的傳感器或

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的服務(wù)的用戶可以發(fā)射，監(jiān)測(cè)云

沒(méi)有那么簡(jiǎn)單了在網(wǎng)格，因?yàn)樵谝话愕木W(wǎng)格

有哪些用戶通過(guò)他們的身份不同的信任模型

代表團(tuán)可以訪問(wèn)和瀏覽不同的網(wǎng)格資源

網(wǎng)站和電網(wǎng)資源沒(méi)有高度抽象和

在虛擬化云，例如，該節(jié)[25]

分布式（和分層）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可監(jiān)控

集群和網(wǎng)格聯(lián)合會(huì)，并已廣泛應(yīng)用在看到

網(wǎng)格社區(qū)。云在，不同層次的服務(wù)

可以提供給最終用戶，用戶只接觸到預(yù)定

API和較低水平的資源是不透明的

特別是在用戶和SaaSPaaS的水平（雖然有些

供應(yīng)商可以選擇在公開監(jiān)測(cè)信息

這些級(jí)別）。該用戶還沒(méi)有部署她的自由

自己的監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和有限的信息

返回到用戶可能無(wú)法提供必要的水平

細(xì)節(jié)為她找出的資源狀況是。該

同樣的問(wèn)題可能存在和發(fā)展云

為抽象/統(tǒng)一資源管理，通常會(huì)

通過(guò)虛擬化和其他一些封裝的水平，

并追查/硬件棧軟件的問(wèn)題

可能會(huì)更加困難。從本質(zhì)上講監(jiān)測(cè)云

商業(yè)應(yīng)用需要一個(gè)良好的平衡的監(jiān)測(cè)，

企業(yè)級(jí)服務(wù)器管理，虛擬機(jī)監(jiān)控和

硬件維護(hù)，將是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)

它認(rèn)為云計(jì)算更廣泛的采用和部署。

另一方面，監(jiān)測(cè)可以說(shuō)是少

重要的云，如用戶有更多的互動(dòng)

抽象層可能較為復(fù)雜，這

抽象層能夠應(yīng)對(duì)故障和服務(wù)質(zhì)量

（QoS）的自動(dòng)通用方式的要求

無(wú)論應(yīng)用程序邏輯。在不久的將來(lái)，用戶端

監(jiān)測(cè)有可能成為云重大挑戰(zhàn)，但它

將變得不那么重要，因?yàn)樵茖幼兊酶?/p>

復(fù)雜和更自我維持和自我愈合。

出處：種源是指一個(gè)推導(dǎo)歷史

數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括所有的數(shù)據(jù)源，中間數(shù)據(jù)

產(chǎn)品，即應(yīng)用到生產(chǎn)程序

數(shù)據(jù)產(chǎn)品。源信息在認(rèn)識(shí)至關(guān)重要，

發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證和共享某些數(shù)據(jù)產(chǎn)品作為

以及應(yīng)用程序和程序用來(lái)得到它。在

例如財(cái)務(wù)和藥品的一些學(xué)科，也是

強(qiáng)制提供所謂的“審計(jì)跟蹤”的

面試的目的。在網(wǎng)格，原產(chǎn)地管理工作

一般內(nèi)置工作流系統(tǒng)，從早期的開拓者

例如嵌合體[22]，以現(xiàn)代科學(xué)的工作流程系統(tǒng)，

如雨燕[53]，開普勒[35]，并查看[34]支持

發(fā)現(xiàn)和科學(xué)成果的可重復(fù)性。它還

已建成一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)，如PreServ[29]，以

促進(jìn)更多的種源元件集成

一般的計(jì)算模式，并在處理與信任問(wèn)題

出處斷言。利用種源信息，科學(xué)家可以調(diào)試工作流的執(zhí)行，科學(xué)有效或無(wú)效

結(jié)果，指導(dǎo)今后的工作流程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的探索。

雖然它的種源，首先表現(xiàn)在科學(xué)的承諾

工作流系統(tǒng)[22]和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[47]，一個(gè)長(zhǎng)期

愿景是，將在其他源系統(tǒng)有用

好，因此需要發(fā)展一種標(biāo)準(zhǔn)，開放，

普遍的代表性和查詢模式。目前，

出處挑戰(zhàn)系列[39]和開放來(lái)源

模型倡議[38]為這些活動(dòng)論壇

標(biāo)準(zhǔn)化工作和互動(dòng)。另一方面，

云正成為未來(lái)操場(chǎng)電子科學(xué)

研究和種源管理是非常重要的

為了跟蹤進(jìn)程和支持重復(fù)性

[科技成果45]。種源仍是一個(gè)未開拓的領(lǐng)域

在云環(huán)境中，我們需要處理的，甚至

例如跟蹤數(shù)據(jù)生產(chǎn)更具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題

在不同服務(wù)供應(yīng)商（與不同的平臺(tái)

知名度和訪問(wèn)策略）和不同的軟件和

在一個(gè)提供硬件抽象層。在其他

話，捕獲和管理云源

環(huán)境可能被證明是更加困難比在網(wǎng)格，

因?yàn)楹笳咭呀?jīng)有幾個(gè)源系統(tǒng)

和倡議，但可擴(kuò)展出處查詢[55]和

安全訪問(wèn)信息的來(lái)源仍然是開放的

問(wèn)題為網(wǎng)格和云環(huán)境。

2.4編程模型

雖然在網(wǎng)格環(huán)境中的編程模型不

從根本上不同傳統(tǒng)的并行和分布式

環(huán)境，這顯然復(fù)雜的問(wèn)題，如

多個(gè)管理域，在資源大變化

異質(zhì)性，穩(wěn)定性和性能，異常處理

高動(dòng)態(tài)（因?yàn)橘Y源可以加入和離開漂亮

許多在任何時(shí)間）環(huán)境等主要目標(biāo)網(wǎng)格

大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算，因此它必須利用規(guī)模

一大批/資源量，我們也會(huì)

當(dāng)然要作出快速和有效的程序運(yùn)行在網(wǎng)格

環(huán)境，方案還必須正確地完成，所以

可靠性和容錯(cuò)能力必須加以考慮。

在這里，我們簡(jiǎn)要地討論一些一般的編程模型

網(wǎng)格。MPI（消息傳遞接口）[36]是最

常用的并行計(jì)算編程模型，

其中一組任務(wù)使用自己的本地內(nèi)存中

計(jì)算和通信的發(fā)送和接收

消息。MPICH的-G2的[32]是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)啟用

MPI的。它同時(shí)提供給熟悉的界面的MPI

整合的Globus工具包。協(xié)調(diào)語(yǔ)言

也允許對(duì)可能異構(gòu)組件數(shù)量

溝通與互動(dòng)，為設(shè)施提供

規(guī)范，互動(dòng)，動(dòng)態(tài)組成

分布式（兼）組件。例如，琳達(dá)[1]

定義了一組原語(yǔ)的協(xié)調(diào)將和檢索

從共享的元組稱為元組空間數(shù)據(jù)空間。它有

被證明是直接使用這些原語(yǔ)

實(shí)行主工人并行調(diào)度。該Ninf-G的

GridRPC[37]系統(tǒng)集成了電網(wǎng)的RPC（遠(yuǎn)端

過(guò)程調(diào)用）關(guān)于GlobusToolkit的頂層。它出版

在MDS的接口和函數(shù)庫(kù)，并利用革蘭

調(diào)用遠(yuǎn)程可執(zhí)行文件。在網(wǎng)格，然而，許多

應(yīng)用程序是松散耦合的，一輸出可能

作為輸入傳遞到一個(gè)或多個(gè)其他??for例如，一

文件，或通過(guò)Web服務(wù)調(diào)用。雖然如此，?úloosely

耦合，金計(jì)算可以涉及大量

計(jì)算和通信，對(duì)所關(guān)注的問(wèn)題

程序員往往是從傳統(tǒng)的高不同

高性能計(jì)算，我們集中研究管理問(wèn)題

有關(guān)數(shù)據(jù)集和任務(wù)，而不是大批

間通信的最優(yōu)化。在這種

情況下，工作流系統(tǒng)[54]在規(guī)范更切合

和執(zhí)行的申請(qǐng)。更具體地說(shuō)，

工作流程系統(tǒng)可組成個(gè)人（單

步驟）元件集成在一個(gè)復(fù)雜的依賴關(guān)系圖，并

執(zhí)政的數(shù)據(jù)和流量/或通過(guò)這些控制

組件。一個(gè)例子是SWIFT系統(tǒng)[53]，它

與并行計(jì)算橋梁科學(xué)的工作流程。這是一個(gè)

并行編程工具，用于快速和可靠的規(guī)范，

執(zhí)行和大型科學(xué)與管理

工程流。雨燕運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)依賴

考卡拉揚(yáng)[33]工作流引擎進(jìn)行有效調(diào)度

和負(fù)載平衡，它集成了Falkon重量輕

優(yōu)化任務(wù)執(zhí)行任務(wù)的吞吐量和服務(wù)

資源利用效率[40]。WSRF的（Web服務(wù)資源

框架）已擺脫基于OGSA（開放網(wǎng)格服務(wù)

建筑）[11越來(lái)越多的應(yīng)用網(wǎng)格]的

發(fā)展為服務(wù)。WSRF的允許Web服務(wù)成為

狀態(tài)，并提供一組操作來(lái)設(shè)置和檢索

州（資源）。第4版的Globus工具包包含

Java和C實(shí)現(xiàn)的WSRF的，大部分的Globus

核心服務(wù)已重新設(shè)計(jì)，以圍繞WSRF的，

這些共使面向服務(wù)的網(wǎng)格編程

模型。

MapReduce的[13]是唯一的另一個(gè)并行編程

模型，提供一個(gè)編程模型和運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)

對(duì)大型數(shù)據(jù)集處理，它是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的

模型只有兩個(gè)：，主要功能?úmap，非盟和，?úreduce，金

借用函數(shù)語(yǔ)言。該地圖功能適用

具體操作的每一個(gè)項(xiàng)目設(shè)置，產(chǎn)生一個(gè)新的

設(shè)置的項(xiàng)目;一個(gè)函數(shù)執(zhí)行上減少了一套聚合

項(xiàng)目。MapReduce的運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)

分區(qū)輸入數(shù)據(jù)和時(shí)間表的執(zhí)行方案

在機(jī)器的商品大集群。該系統(tǒng)由

由工人的容錯(cuò)節(jié)點(diǎn)定期檢查和

未能重新分配給其他工人的工作節(jié)點(diǎn)。Sawzall是一

解釋語(yǔ)言，建立在MapReduce和分離

過(guò)濾和聚合階段為更簡(jiǎn)潔的方案

規(guī)范和更好的并行化。Hadoop的[30]是

模型的MapReduce的開源實(shí)現(xiàn)，與豬

是一種聲明性編程語(yǔ)言提供的頂部

Hadoop的。微軟已經(jīng)開發(fā)出了宇宙分布

存儲(chǔ)系統(tǒng)和德賴厄德處理框架，并提供

DryadLINQ[31]和范圍作為說(shuō)明性編程模型

對(duì)存儲(chǔ)和計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上。

DryadLINQ使用面向?qū)ο蟮腖INQ查詢語(yǔ)法，

范圍提供了類似的SQL的基本操作，如

選擇，加入，聚集等，都傳達(dá)了抽象

進(jìn)入詳細(xì)規(guī)范的執(zhí)行計(jì)劃。

網(wǎng)行動(dòng)，星光大道和腳本（Java腳本，PHP和Python等）有

一直走在世界的云流系統(tǒng)進(jìn)行，

因?yàn)闆](méi)有簡(jiǎn)單的方法來(lái)整合服務(wù)和

來(lái)自不同供應(yīng)商的申請(qǐng)。他們基本上是數(shù)據(jù)一體化的辦法，因?yàn)樗麄儚囊划a(chǎn)出

服務(wù)/應(yīng)用，他們和飼料轉(zhuǎn)化成另一種。

谷歌應(yīng)用程序引擎使用Python的運(yùn)行時(shí)和修改

選擇Python腳本語(yǔ)言的Web應(yīng)用

發(fā)展，其根本的BigTable的存儲(chǔ)接口

制度是一些專有的查詢語(yǔ)言（命名，因?yàn)槟?/p>

會(huì)想，GQL），是聯(lián)想的SQL，雖然所有

這些可能會(huì)改變。云（如亞馬遜網(wǎng)站

服務(wù)，微軟的Azure服務(wù)平臺(tái)），一般

通過(guò)Web服務(wù)API，用戶接入，配置和

云服務(wù)計(jì)劃使用公開為預(yù)先定義的宣傳短片

Web服務(wù)和HTTP和SOAP是共同協(xié)議

選擇了這種服務(wù)。雖然采取了一些云層

如HTTP和SOAP常見(jiàn)的通信協(xié)議，

所有的整合和互用性的服務(wù)和

應(yīng)用程序仍然是最大的挑戰(zhàn)，因?yàn)橛脩粜枰c(diǎn)擊

成一個(gè)，而不是一個(gè)單一的云提供商云聯(lián)合會(huì)。

2.5應(yīng)用模型

網(wǎng)格一般支持多種應(yīng)用，

從高性能計(jì)算（HPC）的高

吞吐量計(jì)算（宏達(dá)）。HPC應(yīng)用程序是有效率

在執(zhí)行并行任務(wù)，緊密結(jié)合在一個(gè)特定的

低延時(shí)機(jī)互連，一般不

在一個(gè)廣域網(wǎng)格執(zhí)行;這些申請(qǐng)

通常使用消息傳遞接口（MPI）的實(shí)現(xiàn)

需要進(jìn)程間通信。另一方面，網(wǎng)格

也看到在執(zhí)行較為松散的巨大成功

耦合的應(yīng)用程序往往是管理和執(zhí)行

通過(guò)工作流系統(tǒng)或其他先進(jìn)和復(fù)雜

申請(qǐng)。有關(guān)松散耦合宏達(dá)應(yīng)用

自然，還有其他的應(yīng)用程序類，如多

程序多數(shù)據(jù)（MPMD），MTC的，容量計(jì)算，

效用計(jì)算，并行和尷尬，他們的每

自己的利基[42]。這些松散的耦合應(yīng)用中可

組成（包括獨(dú)立和依賴的許多任務(wù)

任務(wù)），可以被單獨(dú)安排在許多不同

跨多個(gè)行政區(qū)域界線計(jì)算資源

一些較大的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo)。可能是小的或任務(wù)

大，單處理器或多處理器，運(yùn)算密集或

數(shù)據(jù)密集型的。該組任務(wù)可能是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的，

同質(zhì)或異質(zhì)的，松散或緊密耦合。

的任務(wù)總數(shù)，計(jì)算數(shù)量，

大量的數(shù)據(jù)可能很小，但也非常大。

另一方面，云計(jì)算，原則上可照顧

一組類似的申請(qǐng)。唯一的例外，將

可能很難實(shí)現(xiàn)云計(jì)算（但已

許多成功的網(wǎng)格）是高性能計(jì)算應(yīng)用程序需要快速

和低延遲互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效擴(kuò)展到

許多處理器。由于云計(jì)算還處于起步階段，

的應(yīng)用程序?qū)⑦\(yùn)行在云都沒(méi)有明確定義，

但我們可以肯定他們的特點(diǎn)是松散耦合，

交易導(dǎo)向（小任務(wù)的毫秒命令

秒），并可能是互動(dòng)式的（相對(duì)于batchscheduled

因?yàn)樗鼈兪悄壳霸诰W(wǎng)格）。

在網(wǎng)格的另一個(gè)新興的應(yīng)用科學(xué)類

網(wǎng)關(guān)[51]，這是前端到各種應(yīng)用

可以從松散的耦合緊密耦合到任何東西。

網(wǎng)關(guān)是一個(gè)科學(xué)的工具，社區(qū)開發(fā)的一套，

應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，是通過(guò)一個(gè)集成的集合

門戶網(wǎng)站或應(yīng)用軟件。網(wǎng)關(guān)提供訪問(wèn)

品種包括工作流，可視化功能，

資源發(fā)現(xiàn)和執(zhí)行服務(wù)工作，通過(guò)一

基于瀏覽器的用戶界面（可多可說(shuō)隱藏

的復(fù)雜性）?？茖W(xué)網(wǎng)關(guān)是開始

采取多種多樣的Web2.0技術(shù)，但迄今為止，

大部分在網(wǎng)格和Web2.0的發(fā)展已

在它們之間的相互作用小平行。這些

新技術(shù)是如何的重要增強(qiáng)功能

網(wǎng)關(guān)與服務(wù)交互，并提供豐富的用戶

互動(dòng)性。雖然科學(xué)網(wǎng)關(guān)，才會(huì)出現(xiàn)

最近在網(wǎng)格，云似乎已經(jīng)采取的使用

云網(wǎng)關(guān)資源幾乎完全為最終用戶

互動(dòng)。該瀏覽器和Web2.0技術(shù)將

無(wú)疑會(huì)發(fā)揮多少用戶在交互中心作用

網(wǎng)格和云中的未來(lái)。

2.6安全模型

云主要包括專用數(shù)據(jù)中心，屬于

同一個(gè)組織，并在每個(gè)數(shù)據(jù)中心，硬件

和軟件配置，支持平臺(tái)是在

一般較更均勻的網(wǎng)格

環(huán)境?；ゲ僮餍钥梢猿蔀橐粋€(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題為

跨數(shù)據(jù)中心，跨管理域的相互作用，

想像在亞馬遜EC2上運(yùn)行您的會(huì)計(jì)服務(wù)

而你對(duì)谷歌基礎(chǔ)設(shè)施的其他業(yè)務(wù)。

網(wǎng)格但建立在假設(shè)資源

異構(gòu)和動(dòng)態(tài)的，并且每個(gè)站點(diǎn)可能有其格

域名的管理和經(jīng)營(yíng)自主權(quán)。因此，

安全一直是在設(shè)計(jì)網(wǎng)格的根本

基礎(chǔ)設(shè)施。所考慮的主要問(wèn)題有：?jiǎn)吸c(diǎn)登錄，

使用戶可以登錄一次，并已獲得多個(gè)

網(wǎng)格網(wǎng)站，這也將促進(jìn)會(huì)計(jì)和審計(jì);

代表團(tuán)，使程序可以被授權(quán)訪問(wèn)

在用戶代表的資源，可以進(jìn)一步委托給其他

方案;私密性，完整性和隔離，資源

屬于一個(gè)用戶不能訪問(wèn)未經(jīng)授權(quán)的

用戶可以在不被篡改轉(zhuǎn)移;協(xié)調(diào)

資源分配，保留和共享，同時(shí)考慮到

全球和本地的考量資源使用政策。

公鑰基礎(chǔ)的廣船國(guó)際（網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施）

用于身份驗(yàn)證協(xié)議，通訊

保護(hù)和授權(quán)。此外，中科院（社區(qū)

授權(quán)服務(wù)）是為先進(jìn)的資源

授權(quán)內(nèi)和社區(qū)。格魯伯（網(wǎng)格

資源使用SLA的經(jīng)紀(jì)人）[14]就是一個(gè)例子，有

分布式策略執(zhí)行點(diǎn)，執(zhí)行本地

使用政策和（服務(wù)水平協(xié)議）的全球服務(wù)水平協(xié)議，

它允許在個(gè)別網(wǎng)站的資源得到有效

分享多站點(diǎn)，多旁白環(huán)境。

目前，對(duì)云安全模式似乎是相對(duì)

簡(jiǎn)單且小于通過(guò)安全模式安全

網(wǎng)格。云基礎(chǔ)設(shè)施通常依賴于Web表單（超過(guò)

SSL）來(lái)創(chuàng)建和管理帳戶為最終用戶的信息，

并允許用戶重置其密碼和接收新

密碼通過(guò)電子郵件中的不安全和非加密

溝通。請(qǐng)注意，新用戶可以利用云

相對(duì)輕松，幾乎立即，用信用卡和/或

電子郵件地址。為了對(duì)比這一點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)更嚴(yán)格的

安全性。例如，雖然網(wǎng)站形式被用于管理用戶帳戶，對(duì)新帳戶等敏感信息

密碼還要求一個(gè)人對(duì)人的談話

核實(shí)人，也許從辦學(xué)核查

人誰(shuí)已經(jīng)有一個(gè)帳戶，密碼將只

傳真或郵寄，但在任何情況下才會(huì)被

通過(guò)電子郵件發(fā)送。網(wǎng)格安全的做法可能是更多的時(shí)間

費(fèi)時(shí)，但它增加了一個(gè)額外的安全級(jí)別，以幫助

防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。

安全是為收養(yǎng)的最大問(wèn)題之一

云計(jì)算。我們大綱7風(fēng)險(xiǎn)的云用戶應(yīng)

犯前提高與供應(yīng)商[6]：1）特權(quán)用戶

訪問(wèn)：本企業(yè)以外的敏感數(shù)據(jù)需要處理

保證他們是唯一能夠傳播到

特權(quán)用戶;二）監(jiān)督管理規(guī)定：1客戶需求

驗(yàn)證如果云提供商提供了外部審計(jì)和安全

如果他們的認(rèn)證和一些基礎(chǔ)設(shè)施符合

監(jiān)管安全的需要;3）數(shù)據(jù)的位置：自1

客戶將不知道她的數(shù)據(jù)將被儲(chǔ)存，這是

重要的是，云存儲(chǔ)和供應(yīng)商承諾

在具體的司法管轄區(qū)的數(shù)據(jù)處理，并遵守當(dāng)?shù)?/p>

隱私要求對(duì)代表客戶;4）數(shù)據(jù)

隔離：一要確保一個(gè)客戶的數(shù)據(jù)

完全隔離，另一個(gè)客戶的數(shù)據(jù)，5）回收：它

重要的是，云提供商提供了一個(gè)有效的復(fù)制

和恢復(fù)機(jī)制來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)，如果發(fā)生災(zāi)難，6）

調(diào)查支持：云服務(wù)是特別困難

調(diào)查，如果這是一個(gè)重要的客戶，那么這種

支持需要與合同保證的承諾;

7）長(zhǎng)期可行性：你的數(shù)據(jù)應(yīng)該是可行的甚至

云供應(yīng)商是由另一家公司收購(gòu)。

3結(jié)論和未來(lái)的燈

在本文中，我們發(fā)現(xiàn)云和網(wǎng)格分享了很多

共同性在他們的視野，建筑和技術(shù)，但

他們還分別在各方面，包括安全，

編程模型，業(yè)務(wù)模型，計(jì)算模型，數(shù)據(jù)

模型，應(yīng)用程序和抽象。我們還確定

在這兩個(gè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。我們相信結(jié)束

像這樣的比較，可以幫助這兩個(gè)社區(qū)

了解，分享和發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)

內(nèi)和跨，并加速?gòu)脑缙诘脑朴?jì)算

對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)原型。

在未來(lái)會(huì)是什么？我們將危害的預(yù)測(cè)數(shù)，

基于我們的信念，將研究的計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)

越來(lái)越像能源的人。無(wú)論是能源還是

明天的計(jì)算網(wǎng)格的外觀昨日

電力網(wǎng)格。都將走向一個(gè)microproduction組合

和大型公用設(shè)施，與越來(lái)越多的

小規(guī)模生產(chǎn)者（風(fēng)能，太陽(yáng)能，生物質(zhì)能等能源;

計(jì)算，地方集群和嵌入式處理器中

鞋和墻壁）共同存在大范圍的區(qū)域

生產(chǎn)者，并加載它們之間的動(dòng)態(tài)分發(fā)。

是的，電腦是不是真的如電力，但我們相信

不過(guò)，我們會(huì)看到平行進(jìn)化，驅(qū)動(dòng)

類似的部隊(duì)。

在建立這種分布式“云”或“網(wǎng)格”，我們將需要

支持按需供應(yīng)和配置

綜合“虛擬系統(tǒng)”，以提供準(zhǔn)確的能力

需要由最終用戶。我們將需要定義協(xié)議，

允許用戶和服務(wù)提供者發(fā)現(xiàn)和交班

其他供應(yīng)商要求，監(jiān)測(cè)和管理其

保留意見(jiàn)，并安排付款。我們需要的工具

同時(shí)管理的和潛在的資源所產(chǎn)生的

分布式計(jì)算。我們將需要集中規(guī)模

今天的云事業(yè)機(jī)構(gòu)，分布和互操作性

今天的電網(wǎng)設(shè)施。

令人遺憾的是，至少到目前為止，所采用的方法實(shí)現(xiàn)

在今天的商業(yè)云這些目標(biāo)沒(méi)有被公開

和一般的目的，而是被大多數(shù)專利和

專門為特定的（例如，大規(guī)模數(shù)據(jù)內(nèi)部使用

分析）的公司，他們開發(fā)的。那種認(rèn)為

我們可能想使供應(yīng)商之間的互操作性（如

在電力網(wǎng)格）尚未浮出水面。格

技術(shù)和協(xié)議發(fā)言正是這些問(wèn)題，

應(yīng)予以考慮。

所要求的協(xié)議和一些工具將來(lái)自

業(yè)界在亞馬遜，谷歌，雅虎聰明的人，

微軟和IBM。其他人將來(lái)自聰明的人

來(lái)自學(xué)術(shù)界和政府實(shí)驗(yàn)室。其他人則來(lái)自

那些創(chuàng)造任何東西后，我們稱之為網(wǎng)格和云。

這將是有趣的，看看到什么程度這些不同

社區(qū)管理，以尋找共同的事業(yè)，或改為

沿著平行的路徑。

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