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网格基础概念FAQ

 网格基础概念,大家一起商榷。这是任浩、pphu、数字中国、Rose(王跃宣)等网友的共同工作成果,在此代表网格社区对他们表示感谢!

1.什么是网格,网格的目标?
  网格是从电力网格中借鉴过来的一个概念,原本是希望计算力和计算资源能够象电力一样,“打开电源开关就可以使用”,不用去关心是谁、如何提供的这些服务。
  网格的目标是抽象并量化计算资源,随时随地能够通过网络“定额”完成“定量”的计算相关的工作。

2.网格的本质特征是什么?
  网格的本质特征是:
  分布与资源共享:分布是网格最本源的特征,网格是通过集中分散的资源来完成计算的,资源的共享是一种集中资源的手段
  高度抽象:把计算力和所有的计算资源高度抽象成为用户可见的“电源接线板”,其它的东西对用户透明。
  自相似:在大尺度上和小尺度上有相同或者类似的规律
  动态性和多样性:和电力网格一样,用户的需求是变化的,所以动态性是网格需要考虑的一个基本问题
  自治性与管理的多重性:网格节点内部的自治和外部的受控整合是网格的一个特征,分层的资源需要层次化的管理,而分层来自于网格节点的归属问题和性能方面的考虑。

3.网格计算中有哪些基础概念?
  资源发现:资源发现是网格主动去发现可用的资源,并注册、管理这些资源的过程
  资源调度:如何充分利用网格收集的计算资源进行高效率地合理地使用是资源调度的研究范畴
  异构:是抽象的本源动力
  元计算:是关于“计算”的计算,就像“元语言”是描述语言的语言一样,元计算是为了进行计算而展开的计算活动,是网格对资源进行抽象的过程
  计算网格:网格的重心在解决高密度的计算问题的网格结构
  数据网格:重心在高密度、海量数据的储存和管理、使用过程的网格结构

4.如何判断是否是网格
  还没有网格的确切定义出炉,只能根据网格的一些基本特征来判断。P2P严格来说也是一种网格。
  根据Globus toolkit的创始人的观点,Globus就是网格,这个观点有些偏颇,姑且这么认为吧。

5.网格目前有标准吗,有人在制定标准吗?
  OGSI和OGSA是目前关于网格的一个标准

6.能用非常简单的例子说明什么是网格吗?
  例如P2P,目前已经实现了储存共享,以解决服务器资源限制(带宽和服务能力)的问题,但是目前的P2P 计算还在热门研究中。它的特点是通过分布式的共享储存和带宽资源,也包括部分计算资源的共享来提高服务的可用性,已经包括了网格的几个主要特征。
  又如,国外一些如抗癌项目,充分发掘PC 的计算力来寻找治疗癌症的新药,也具有相应的特征,只不过其资源调度的粒度很粗,各节点的耦合很松散,只要计算任务和结果,节点只与中央节点交换数据,结构比较简单。

7.如何在应用领域体现网格的优势
  高性能(大计算吞吐量)、低成本

8.为什么要把网格比做电网
  不要考虑计算力从什么地方来,只管用就行了。

9.网格如何分类

  分为计算网格、数据网格、访问网格、信息网格、服务网格等

10.何为元计算,与网格是什么关系

  元计算技术是将一组通过广域网连接起来的性质不同的计算资源集合起来,作为一个单独的计算环境向用户提供计算服务。元计算系统的目标是使用户能够共享其中的计算资源并以合作的方式进行计算。元计算前端主要解决最终用户通过统一的界面来使用广域网上各类计算资源的问题;元计算内核主要解决计算任务在广域网中各种超级计算机上协作完成的问题,提供一个完整的程序开发和运行环境。当用户提出计算请求时,计算问题的执行代码在系统内部的计算资源上进行合理的调度和管理,最后得出运行结果并通过元计算前端反馈给最终用户。一个良好的元计算系统主要由三个部分组成:一是尽量简单而又可靠的使用界面;二是资源管理系统;三是良好的编程模型和高效可靠的运行时环境。其中资源管理系统处于核心地位,它负责整个系统中各个资源的描述、变动、分配与保护,与运行时系统密切合作,保证整个系统的正常运行。资源管理系统需要为不同级别的系统管理员提供强有力的工具或界面来对这些资源进行控制和保护。
  元计算是网格计算的初级形态。

11.什么是计算网格
  强调计算力获取、管理等的网格

12.什么是数据网格
  强调数据存储、管理、传输、处理的网格

13.什么是信息网格
  强调信息存储、管理、传输、处理的网格

14.什么是存储网格

  强调数据存储的网格

15.什么是知识网格
  强调知识存储、管理、传输、处理的网格

16.什么是语义网格
  强调语义解析的网格,实现语义互操作

17.什么是access  grid
  简单来讲,是一个项目。目的是为网格用户提供简单有效的视频、音频会议功能,为e-science提供基础的工具。 提供单一访问通道获取网格资源的网格。

18.什么是grid portal
  格网门户,提供格网单一访问通道

19.什么是服务网格
  强调应用服务集成的网格

20.目前有哪些应用网格
  美国科学格网(DOE Science Grid)、远程分布式计算与通信(Distance and Distributed Computing and Communication,DisCom2)和地球系统格网(Earth System Grid II,ESG)、TeraGrid和国家地震工程仿真格网(Network for Earthquake Engineering Simulation Grid,NEES Grid)、CrossGrid、天体物理虚拟天文台(Astronomical Virtual Observatory,AVO)、英国国家格网(U.K. National Grid)、德国的计算资源统一接口项目(Uniform Interface to Computing Resources,UNICORE)、亚太地区格网(APGrid)

21.什么是P2P计算,与网格有什么关系
  对等(P2P)计算是在Internet上实施分布式计算的新模式。在这种模式下,服务器与客户端的界限消失了,网络上的所有节点都可以“平等”共享其他节点的计算资源。IBM为对等下了如下定义:对等系统由若干互联协作的计算机构成,且至少具有如下特征之一:系统依存于边缘化(非中央式服务器)设备的主动协作,每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益;系统中成员同时扮演服务器与客户机的角色;系统应用的用户能够意识到彼此的存在,构成一个虚拟或实际的群体。

  网格采用P2P计算体系结构

22.网格与分布式计算是什么关系

  格网计算是一种新的高性能的分布式计算方法。格网计算作为新一代的分布式计算方法,与传统分布式计算的主要区别在于在没有集中控制机制的情况下,通过对计算资源进行大规模共享,满足应用对高性能计算要求,并且这种对计算资源进行大规模共享是动态的、柔性的、安全的和协作式的。

23.网格与中间件是什么关系
  网格中间件(Gridware)就是一种在网格中应用的中间件
  现在的globus toolkit就是一种网格中间件,连接异质的主机节点构成globus网格

24.什么是web service,网格与web service是什么关系。
  OGSA吸纳了许多Web服务标准,如Web服务描述语言(WSDL)、简单对象访问协议(SOAP)、轻目录访问协议(LDAP)、Web服务探测(WS-Inspection)等。这些标准用于定位、调度计算资源并保证它们的安全。
  OGSA采用Web服务框架的优点是:一方面,通过注册和发现接口定义和终端(endpoint)实现描述以及动态产生特定接口绑定的代理,在异构环境中能够支持服务的动态发现和合成。另一方面,由于Web服务机制在商业应用领域广泛采用,OGSA采用Web服务框架使人们能够利用许多现有的开发工具和扩展服务,如产生语言绑定的WSDL处理器。

25.网格跟.net, corba, jini,java的rmi,J2EE都是什么关系。
  网格融合了.net, corba, jini或java的rmi,J2EE思想,并从软件集成扩展到CPU、存储设备、仪器等硬件的集成。

26.网格和CSCW是什么关系
  CSCW可以定义为地域分散的一个群体借助计算机及其网络技术,共同协调与协作来完成一项任务。网格促进了这种工作模式。

27.网格跟IBM提出的自主计算有什么关系
  “自主计算”的设想是将日益复杂的IT系统管理后台化、自动化和智能化,通过强大的中间件将异构网络改造成真正意义上的和谐自主的数字神经系统。
  网格本身就是一种自主计算

28.什么是网格的体系结构

  网格体系结构就是关于如何建造网格的技术描述。它给出了网格的基本组成与功能,描述了网格各组成部分的关系以及它们集成的方式或方法,刻画了支持网格有效运转的机制。

29.网格的主要有那些体系结构,他们目前发展状况如何。
  美国Globus项目提出的格网体系结构模型采用本地服务层、核心服务层、高层服务与工具层、应用层四层结构。在此基础上,美国的Argonne国家实验室、芝加哥大学、南加州大学和IBM公司共同提出了开放式格网服务体系结构(Open Grid Services Architecture,OGSA)。OGSA采用纤维层、联络层、资源层、协作层、应用层五层结构。

30.网格的起源是什么
  “网格”(Grid)一词来源于人们熟悉的电力网(Power Grid)。目前对计算力的需求正在持续不断地增长。高速网络、功能和性能更加强大的大规模计算系统、高性能存储系统以及高级数据分析软件的应用为解决商业领域和科学领域的计算问题带来了希望。但是利用这些新的能力意味着应付不断增加的工作负荷要求所带来的空前挑战。当一个组织机构在努力保持竞争力的时候他们面临许多前所未有的挑战:减少计算费用、增加计算吞吐量、加快对市场的响应、改进生产服务质量和产品创新等都是非常重要的。一个组织机构在硬件方面的投资需要谨慎地进行权衡,并且必须找到利用可得资源完成更多工作的方法。
  尽管对计算力的需求是非常大的,但是许多现有的系统都没有得到充分利用。其中一些单个服务器也许满负荷工作,但是大多数系统却不是满负荷工作的,使许多计算周期(computing cycles)没有使用,而实际上这些计算周期可以用于满足不断增长的计算资源需求。格网计算使组织机构可以更加有效地和灵活地用他们的分布式计算资源,从现有的系统中获取更加有用的计算力,帮助组织机构获得竞争优势。

31.网格目前的发展状况如何

  研究、开发、炒作,即处于预热期。

32.国内的网格有那些项目,每个项目的目标如何,目前进展如何。

  ACI工程的目标是把分布在不同地理位置的高性能计算机、贵重仪器、数据库等用高速网络连接在一起构成一台虚拟计算机,用户通过ACI共享资源、共同讨论、合作开展科研项目。
  织女星计划(Vega计划以元数据、构件框架、智能体、格网公共信息协议和格网计算协议为主要研究突破点。

33.介绍一些国外的主要网格项目的状况
  美国科学格网项目的目标是建立基于格网中间件(Gridware)和系统工具的高级分布式计算基础设施(ADCI)使能源部科学计算体系的可伸缩性满足能源部内部科学研究任务要求。
  远程分布式计算与通信项目的目标是创建一个用于访问美国能源部三个武器实验室的具有可操作性的格网,以支持国防计划中远程计算和分布式计算这两个关键战略领域复杂的分析、设计、制造、认证功能。
  地球系统格网(Earth System Grid II,ESG)项目由阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)等五个国家实验室的科学家联合承担。主要目标是解决从全球地球系统模型分析和发现知识所面临的巨大挑战,为下一代气候研究提供一个无缝的强大的虚拟协同环境。

  国家地震工程仿真格网的目标使地震研究人员能够进行各种地震工程实验数据分析的大规模计算任务。
  此外,目前美国正在进行的格网计算研发项目还包括Globus、美国航空航天局(NASA)的信息动力格网(Information Power Grid,IPG)、美国国家技术格网(National Technology Grid)、虚拟实验室项目(Virtual Laboratory Project)、天体物理仿真合作实验室(Astrophysics Simulation Collaboratory,ASC)、国际虚拟数据格网实验室(International Virtual Data Grid Laboratory,iVDGL)等。Globus目标构建一个格网软件基础设施。研究内容包括资源管理、数据访问、应用开发、格网安全等。目前全球许多用户利用Globus工具包创建格网和开发格网应用。信息动力格网的目标是为国家航空航天局科学研究任务提供持续、可靠的计算动力源。美国国家技术格网项目的目标是创建一个无缝集成的协同计算环境原型系统。虚拟实验室项目致力于研究、设计、开发能够帮助解决数据密集的、涉及大规模计算的分子生物学问题的格网技术。天体物理仿真合作实验室项目的主要目标利用Cactus和Globus格网计算的研究成果为高级可视化交互和元计算提供大规模并行计算能力,实现在相对论天体物理学领域的大规模仿真。国际虚拟数据格网实验室项目由欧盟的数据格网(DataGrid)、美国的格网物理网络(Grid Physics Network)和粒子物理数据格网(Particle Physics Data Grid)协作创建。

34.网格的发展有哪些困难
  信息安全、商业模式等

35.网格面临哪些技术问题
  格网资源管理、注册、预订、分配、调度、安全、计费等

36.GGF主要的工作是什么
  应用程序及编程模型和环境(APME)。
  架构。
  数据。
  安全性。
  信息系统和性能(ISP)。
  端到端应用(P2P)。
  调度和资源管理(SRM)。

37.国内有类似GGF的组织吗
  没有,至少没有成规模、成气候、分工协作。

38. OGSA,OGSI,Globus,WSRF有什么关系
  OGSI(Open Grid Service Ieterface,开放网格服务接口)规定了向网格发送处理请求时所使用的接口,相当于Web服务中的WSDL(Web服务描述语言),在网格计算相关标准中处于核心地位。
  开放式格网服务体系结构(Open Grid Services Architecture,OGSA)采用纤维层、联络层、资源层、协作层、应用层五层结构,格网是通过调用服务来构造应用的,这就涉及接口问题。
  OGSA是一个抽象的东西,里面没有具体的内容,OGSA的推出要比OGSI早,OGSI是对OGSA的主要方面具体化,规范化.Globus是基于OGSI标准的一个实现. WSRF是和OGSI同一个层次的东西,是吸收了Web Service最新成果后,对OGSI的重构和发展.

39.网格是一种新技术,任何新技术或多或少都会带有泡沫的成分?你是否赞成?网格技术是否也带有泡沫的色彩?
  技术本身没有泡沫,泡沫是商业炒作产生的,现在已经开始商业炒作了。

40.从总体上看,网格技术目前的发展,是处在一个什么状况?
  技术研究开发阶段

41.网格离实际应用,离商业应用还有多远?
  2到3年时间

42.一个新技术,从理论性的研究,到实际的商业的推广需要经历几个阶段,你认为“网格”需要经历几个阶段,才能走向真正的商用?
  原型应用系统开发、格网标准化(规范、协议)、成熟的商业模式

43.网格想要得到广泛的商业应用,是否会遇到一些阻碍?
  是的,例如安全问题、计费问题等。

44.任何一个新技术的发展趋势,都应该受到身在政府、行业、企业中的CIO所关注。你认为作为“网格”技术,这些CIO应该从哪几方面进行关注?
  网格在政府、行业、企业中的应用

45.什么才算是Ian Foster三个checklist中的非平凡服务?

  大吞吐量、服务透明、高可靠性

46.学习网格要学习哪些基础知识
  计算机原理、计算机网络、数据库、编程语言等

47:什么是制造网格
  是现代集成制造哲理和敏捷制造模式在网络化经济环境下的一种具体物化形式,目标是快速设计、快速制造、快速检测、快速响应和快速重组,克服空间上的距离给不同企业间的协同带来的障碍,在最大程度上实现设计、制造、信息、技术资源的共享,以及协同制造过程中物流、信息流、价值流的优化运行,它能为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。而在这样的制造网络支持下,整个制造网格系统中的制造企业群体将以较低的成本、较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。

posted on 2007-07-05 15:27 狼爱上狸 阅读(254) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: Globus


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