网格计算入门

原文来自IBM developerWorks (http://www.ibm.com/developerworks/cn/grid/newto/)

网格计算入门

许多对网格计算感兴趣的读者都会问一些非常基本的问题：

    * 从哪里开始？

    * 如何使用这些资料？

    * 如何把这些资料串到一起？

    * 我该如何适应网格计算？

    * 是否已经有网格项目可以参与？

这正是这样一份指南，指导您学习网格技术提供的令人激动的优点。本文在适当的上下文环境中介绍了网格计算的基本概念，并把相关的 developerWorks 文章、教程、技巧、IBM 学习服务教育、研讨会和 IBM 产品串联到一起，供日后深入研究。本文以一种直观的框架介绍网格计算，尝试整合多方资料，同时突出重点。

如果您感觉这些还不够，那就对了。因为网格领域正在迅速发展。网格计算拥有扎实的学术研究基础，并被稳健地运用到商业应用中。标准、框架、实现和应用程序的改变日新月异。当前的网格计算也许会让您想起从前的 Web，或者 XML 和 Web 服务的出现，它们一开始发展也都非常缓慢。但是与这些技术领域一样，一旦稳定的标准和工具的产生，并且相互融合，那么我们可以预测网格计算领域就会快速成长。因此，我们撰写了这份指南，让开发人员可以有一个基础来了解网格技术了。

什么是网格计算?    

由于网格计算是一种新兴的技术，对于不同的人来说可能会有不同的定义，但是网格计算有一个非常简单却又广泛适用的定义：

有了网格计算技术，您可以将服务器、存储系统和网络联合在一起，组成一个大的系统，从而为用户提供功能强大的多系统资源来处理特定的任务。对于最终用户或应用程序来说，数据文件、应用程序和系统看起来就像是一个巨大的虚拟计算系统。

网格计算是分布式网络发展的下一代产物。就像是 Internet 让用户可以分享思想和文件并以此来滋生项目一样，网格计算让我们可以分享分散的计算系统资源，这样人们就可以真正地开展这些项目的工作。网格计算利用了计算机（及其用户）的能力来进一步的通信：有了网格计算之后，您就可以走出门去使用其他人的计算和存储资源，而不仅仅限定在您自己所拥有的范围之内。

有了网格计算之后，组织就可以将自己分布的、难以管理的系统转换到一个大型的虚拟计算机上，这样就可以让那些由于工作量太大而在一台计算机上很难处理的问题和流程可以得到有效的处理。要解决的问题包括数据处理、网络带宽以及数据存储的问题。链接到网格中的系统可能在同一间房子里面，也可能分布于世界上的各个角落。它们可能运行在不同的操作系统和硬件平台。甚至它们归属于不同的组织。不管网格资源的深度如何，所有的网格用户所体验到的都是一个巨大的虚拟计算机处理资源。

网格的主要目的是对资源进行虚拟化来解决问题。网格计算用来访问的资源主要包括（但不局限于）以下内容：

 

    * 计算/处理能力。

    * 数据存储/网络文件系统。

    * 通信和带宽。

    * 应用程序软件。

 

由于真正构建网格的概念也还比较新，因此另外一种好的描述网格的方法就是解释清楚网格不是什么。以下都不是网格：

 

    * 集群

    * 网络附加存储设备

    * 科学设施

    * 网络

 

这些都可能是网格中的重要组件，但是它们本身却并不构成网格。能够把几百万台计算机紧密联结在一起——集群、工作站、台式PC、超级计算机——提供数据存储、工具、可视化设备，一直是网格计算技术所力争实现的梦想。而一旦能成为现实，网格计算将能给科学以及工业界带来革命性的改变。

那么，需要采取些什么措施才能将网格计算的概念所展示的远景变成现实呢？这需要制定一些标准和无缝的、开放的通用协议和接口，所有这些东西现在都在定义之中，这些与允许从 Web 访问信息的技术非常相似。

 

更多信息：

• “Grid Computing: Past, Present, and Future（PDF）”讨论了网格计算的历史，并定义出 IBM 在网格计算的远景和解决方案。

• “网格观点：网格计算 —— 下一代分布式计算”详细介绍了网格是如何构成的，并与其他分布式系统进行了比较。

• “比较传统网格与高性能计算”描述了网格计算和并行计算之间异同。

• IBM 红皮书“Fundamentals of Grid Computing” 虽然是在几年之前发表的，但是这本红皮书收集的有关网格计算及其概念和体系结构的内容现在仍然非常有用。

• IBM 网格计算站点，这里有丰富的白皮书、分析报告和成功案例。此处解释了网格是什么，为什么说网格非常有用，以及 IBM 如何帮助您利用网格技术。

• IBM 红皮书“Introduction to Grid Computing” 介绍了网格计算的概览，包括概念、标准，以及网格计算能提供价值的方面。

• Ian Foster、Carl Kesselman 和 Steven Tuecke 撰写的准白皮书 “Anatomy of the Grid（PDF）” 对网格计算的领域进行了定义，并重点介绍了网格的体系结构。

• Ian Foster、Carl Kesselman、Jeffrey Nick 和 Steven Tuecke 撰写的“Physiology of the Grid（PDF）”介绍了如何在 Web 服务环境中利用网格计算。

• “网格观点：虚拟化是 SOA 环境的基础”能帮助您在网格计算、SOA、基础架构，以及虚拟化等概念中找出它们之间的不同和优异之处。

GridCafe 上面有很多为网格技术新手准备的，有关网格计算的介绍性读物。

为什么网格计算非常重要？

网格计算将会把许多计算机联合到一起工作。几乎所有机构都存在大量的闲置计算资源，广泛分布在各个地方。UNIX® 服务器只有少于10% 的时间在真正“执行”任务，几乎所有的 PC 每天有 95% 的时间什么都不做。请想象一下，如果一家航空公司 90% 的飞机在地面上，一家汽车制造商 40% 的组装车间被闲置，或者一家连锁旅店 95% 的房间是空置的，那该是多么糟糕的情况。

计算环境的虚拟化（或称为网格计算）是 IBM 随需应变策略中的一个关键组件。虚拟化让组织可以：

 

    * 使用空闲的计算机资源来加速业务处理过程。

    * 加速应用程序的执行，这样就可以缩短处理时间，从而可以快速对市场做出响应。

    * 开发更新的、生产效率更高的应用程序。

    * 降低开发新应用程序的成本。

    * 提高协作能力和生产能力。

    * 最大化用户可以使用的资源。

    * 提高 IT 环境的弹性和利用率。

 

系统管理员和开发人员可以从网格计算中获益，这是因为网格让他们可以：

 

    * 优化基础设施来平衡任务负载，并为高需求的应用程序提供额外的处理能力。

    * 提高对数据的访问，支持不同学科、组织和业务之间的协作。

    * 提供弹性更好的基础架构。

 

业务也可以从网格计算中获益，这是因为可以：

 

    * 提高生产效率，这是通过为用户提供需要的资源而实现的。

    * 更有效地使用现有的资源。

    * 快速响应业务和市场需求的变化。

    * 可以在不同实体之间进行协作。

    * 创建一些可以共享资源和数据的虚拟组织。

 

网格计算所解决的一个最重要的业务问题是提高了对现有资源的利用率。公司对计算能力进行了非常大的投资，但是大部分站点在 90% 的时间里面都是空闲的。网格计算可以帮助这些业务连接到那些没有充分使用的机器上，利用它们的计算能力，将其作为一个大型计算机进行管理。

更多信息：

• 这里有许多关于真实的组织部署网格的 案例研究和成功故事。

我可以使用网格计算做些什么？   

和 Internet 一样，网格计算也起源于研究和学术领域。现在，商业企业也开始使用网格了。网格计算带来了新型的财务和商业模型，以下是一些例子：

 

* 在财经服务领域，网格计算被用于加速交易处理、处理海量数据，并为只能容忍极短停机时间的关键业务（mission-critical）工作平台提供更稳定的 IT 环境。

* 政府机关使用网格来集中、保护和集成大量数据存储。许多市政和军事机构都特别要求跨代理机构协作、数据集成和安全，以及跨数千个数据存储库快速获取信息。

* 涉足生命科学（比如基因组研究和药物开发）的公司使用并行和网格计算对大量数据执行处理、净化、交叉制表和比较操作。更快的处理速度意味着更快地占领市场。在这些行业，任何微小的优势都可能成为决定因素。

 

这些面向网格的业务模型不仅仅是 可以 实现，而且有些已经实现了（在您阅读下面这些例子时会看到）。

更多信息：

• 请参阅“为网格构建业务案例”。

• 了解如何在各种领域中使用网格，并检验这些网格计算商业案例：网格计算解决方案。

• 了解为什么网格对您的业务有益：网格的益处。

• 请参阅 IBM 红皮书 Grid Computing in Research and Education。

• 请参阅“虚拟化概述：模式的观点”。

• 网格计算是 随需应变业务 的一部分。

• 通过为您的组织定制一个 IBM Grid Innovation Workshop 获得动手实践经验。

• 请参阅真实的组织部署网格的 案例研究和成功故事。

• 通过参与 developerWorks 技术活动和Webcast 同最新网格技术保持同步。

网格计算有哪些主要组件？  

网格计算有 6个主要组件：

 

    * 安全性

    * 用户接口

    * 任务负载管理

    * 调度

    * 数据管理

    * 资源管理

 

现在让我们详细介绍一下各个组件。

网格中的计算机都连接到了网络上，并且都正在运行应用程序。它们可能正在处理敏感的或非常有价值的数据，因此网格的安全性组件是非常值得关注的一个问题。这个组件包括诸如加密、认证和授权之类的元素。

访问网格中的信息也非常重要，用户接口组件为用户处理这种任务。这通常有两种方法：

 

    * 由用户正在运行的应用程序提供接口

    * 由网格管理员提供的接口，可能是 Web 门户，在一个单一的虚拟空间中为应用程序和网格中的可用资源提供访问权限

 

门户风格的接口也非常重要，因为这可以帮助用户了解如何对网格进行查询。

用户想要在网格上运行的应用程序必须了解有哪些资源可用。这就是任务负载管理服务的用武之地了。应用程序可以与任务负载管理器进行通信，从而了解可用的服务以及这些服务的状态。

调度器需要用来定位在哪个计算机上运行应用程序，并分配所需要的作业。这可以非常简单，只是利用下一个可用资源；但是通常都会涉及作业队列的优先级排序、管理负载、在需要保留资源时寻找其他资源并对整个过程进行监视。

如果应用程序正在某个系统上运行，而这个系统却没有应用程序所需要的数据，那么就需要采用一种安全可靠的数据管理机制将数据通过各台计算机移动到正确的位置，这可能需要采用各种协议。

要处理这种关键的任务，例如使用特定的资源来启动作业、监视这些作业的状态并返回结果，就需要一种资源管理机制。

重要的一点是，记住网格计算并不是在一个真空环境中进行操作的：它可能要利用目前的各种协议和计算机技术。记住这一点之后，为了充分理解网格计算的功能，您可能还需要学习下面这些技术和标准。

更多信息：

• “网格计算：关键组件是什么？”是一篇很老却非常不错的文章——读者喜欢此文中对网格计算概念和所涉及组件的介绍。

• 了解目前安全性的进展如何： “ 网格进展：安全报告” 和 “ 网格进展：安全性——观察一些技巧和项目”。并通过“构建统一网格系列”学习如何对生产状态的网格应用安全原则。

• 请阅读 The information grid: Article summary。

• 在 “网格观察：在网格基础设施中有效地采用自动化”中，可以学习如何动态分配资源及其原因。

• 在 developerWorks 上学习面向服务的体系结构（Service-Oriented Architectures，SOA）的基础知识：SOA and Web services 新手入门。

有关这些技术和规范的简介：

• XML 和 XML Schema

• SOAP

• WSDL

• UDDI

• Web 服务 及其 标准

网格计算有哪些相关标准？  

要更好地理解网格计算所涉及的标准，您还需要理解网格架构是如何定义的。这样就可以了解一点儿有关 OGSA 对架构定义的知识，这是由 Global Grid Forum（GGF）成员之一开发的。

架构 —— OGSA 定义了什么是网格服务，并定义了网格环境提供的整体结构和服务。网格服务是建立在 Web 服务的标准之上，OGSA 将网格服务定义为一个符合特定规范的 Web 服务。例如，网格服务的定义采用了带有少许扩展的标准 WSDL（Web Services Definition Language，Web 服务定义语言）。

这一点为什么十分重要？因为这样的话，我们就可以使用现有的标准（比如 SOAP、XML 和 WS-Security）来访问各种网格服务。有了这个基础，我们就可以无缝地添加并集成其他服务了（例如生命周期的管理）。当新的网格服务可用时，我们可以通过标准的方式查找、识别和利用它们。

除此之外，OGSA 将会为采用不同底层工具构建的网格服务提供彼此之间的互操作性。

规范 —— 网格规范正在逐渐出现。GGF 上有很多工作组正忙于在各个领域定义一系列网格标准，这些领域包括：

    * 应用程序和程序设计模型

    * 架构

    * 数据管理

    * 安全性

    * 性能

    * 调度和资源管理

开放网格服务基础设施（Open Grid Services Infrastructure，OGSI) 是 OGSA 用于描述概念的正式规范，不过正在被 Web 服务资源框架（Web Services Resource Framework，WSRF）所取代。WSRF 的目标是能够以一种更能接近通用的 Web 服务的方式来提供网格架构，这些规范可以让在 OGSA 中定义的服务完全基于标准的 Web 服务。

（注：OGSI在GT3.2中被广泛使用，WSRF则被GT4采用）

您应该对这些正在不断发展的网格标准了解多少呢？这要看情况决定。IBM 和其他一些业界的领先者与研究人员和来自很多网格软件供应商的代表们一起积极地参与到网格标准的制定工作中来。您是一个社团的软件开发人员么？如果是，那么您就可能会使用基于这些新标准的网格工具和产品。此时您就可能希望了解一下这些标准，并了解这些工作的进展情况。

更多信息：

• 请访问 有关网格的标准。

• 利用这些 developerWorks 教程学习有关 WSRF 的知识（2005 年 3 月）。

• developerWorks 中国SOA 和 Web 服务专区 提供了丰富的文章、教程、新闻和培训资料，可以帮助开发人员快速了解 SOA 和 Web 服务技术。

• 阅读有关 “Web 服务资源框架（Web Services Resource Framework）” 的内容。

• “The Physiology of the Grid”（PDF）介绍了如何利用网格机制实现一个 SOA，并解释了如何在一个 Web 服务框架中集成网格功能，还阐述了如何在商业计算中利用这种架构作为分布式系统集成的基础，这可以在组织内部，也可以是跨组织的。

我可以马上构建网格吗？     

当然。您可以使用开放源代码工具或者供应商提供的专利工具和产品马上开始构建网格。随着时间推移，网格标准将会稳定下来，那时供应商将会提供符合新标准的工具，使您可以更加方便地把各个组件结合到一起。

对于构建网格来说，哪些技术是基础的呢？服务在网格计算中是至关重要的。这些服务包括：

    * 数据查询

    * 数据管理

    * 处理器请求

    * 任务负载的平衡

    * 作业调度

    * 带宽分配

在网格服务中可以调用这些服务。有些计算机会运行网格服务，另外一些计算机则会运行应用程序，它们作为客户机与网格服务进行联系。网格服务实际上就是具有其他功能的 Web 服务。

Web 服务 —— 一组可以通过网络进行调用的应用程序，让应用程序可以相互进行通信，而不管采用哪种平台或哪种编程语言。

要构建网格，您需要一些工具。网格工具可以分为以下几类：

 

    * 基础设施 基础设施包括文件系统、调度程序和资源管理器、消息传送系统、安全应用程序、证书颁发机构，以及像 GridFTP 这样的文件传输机制。

    * 网格上的系统必须能够发现可用的服务。简言之，网格系统必须能够定义（和监视）网格的拓扑，这样才能达到共享和协作的目的。许多网格目录服务实现建立在以往成功的模型之上，比如 LDAP、DNS、网络管理协议和索引服务。

    * 网格的主要优势之一在于效率最大化，这可以通过 调度程序和负载均衡器 来 实现。调度程序确保任务按照一定的顺序（例如，优先级、最后期限、紧急程度）来完成，负载均衡器在整个系统内分配任务和数据管理，减少瓶颈产生的机会。

    * 开发人员工具 针对网格开发人员的工具定位各有不同（文件传输、通信、环境控制），其范围覆盖了从各种工具程序到所有 API。

    * 网格环境的 安全性 是指验证和授权 —— 换句话说，也就是控制谁/什么可以访问网格的资源 —— 但不局限于此。例如，消息完整性和消息保密性在财务和医疗领域中是十分重要的。

现在要构建一个网格，从下载 Globus Toolkit 开始是一个不错的选择。该工具由 Globus Project 开发，这是一个致力于把网格概念应用于科学和工程计算的研究和开发项目。这个工具由一组支持网格和网格应用程序的服务和软件库组成。

Commodity Grid Kits（CoG）提供了通过特定的框架来访问网格服务的能力，包括 Java™、 Python 和 Perl。

更多信息：

• 请参阅两部优秀的 IBM 红皮书： On Demand Operating Environment: Creating Business Flexibility 和 On Demand Operating Environment: Managing the Infrastructure (Virtualization Engine Update)

• 在文章“网格观察: 在网格基础设施中有效地采用自动化”中，您可以学习如何动态分配资源及其原因。

• 文章“协调网格工作负载 —— 既非盛宴，也无饥荒”（2004 年 9 月）使用一个样例基础设施介绍了如何管理网格环境内外的资源。

• 请阅读当您拥有“地理上分布的网格”时所应考虑的问题（2004 年 9 月）。

• 体验 “Analytics Acceleration Grid”系列文章中的案例（2004 年 9 月）。

• 阅读“网格观点: Ian Foster 评价 Globus Toolkit 4.0 的意义”中有关 Globus Toolkit 最新发行版本的介绍。

• 了解有关 Grid Security Infrastructure（GSI）和 Globus Toolkit 4（GT4）中安全组件的介绍：“GT4 安全性简介”。

• 学习如何“注册 Globus Toolkit 4 网格服务”。

• 学习在使用各种 Globus Toolkit 版本时如何“使用 OGCE 向网格资源提交作业”。

• 了解 GlobusWORLD 会议中“从 GlobusWORLD 了解网格发展”的内容。

• 在 Globus 中利用 Java、 Python 和 Perl CoG 包，这可以让您通过这三种技术来访问网格服务。

• 了解与网格服务有关的 下载和产品。

• 请参看 alphaWorks 上可以使用的网格技术，包括 IBM Emerging Technologies Toolkit。

怎样才能在我的应用程序中启用网格？

这需要一定的规划。

首先需要考虑网格的基本结构和它所提供的服务。您必须知道如何把基础设施的各个部分组合到一起，其中包括安全性、资源管理、信息服务和数据管理，这些将会影响应用程序的架构、设计和部署。

更多信息：

• 系列文章“Six strategies for grid application enablement”（2004 年 4 月）介绍了不同级别的网格中都可以采用的一个优秀模型。

• “Enable existing applications for grid”（2004 年 6 月）讨论了如何按照一种模式来为平台特定的分布式应用程序和启用 Web 的应用程序实现前 3 种策略。

• “Design an application for grid”（2003 年 9 月）教您如何在现有应用程序中启用网格，或者从头开始构建网格。

• “How grid infrastructure affects application design”（2003 年 7 月）是有关在为网格调整应用程序时对网格结构和应用程序类型进行考虑的基本读物。

• IBM Redbook“Grid Services Programming and Application Enablement”介绍了开发网格服务应用程序所要采取的步骤。

• 请参阅所有有关网格和随需应变计算的 IBM Redbooks。

• IBM Redbook“Enabling Applications for Grid Computing with Globus”着重介绍了对应用程序启用网格的问题和考虑，其中包含了很多 C/C++ 和 Java 程序的例子。

• 参阅 IBM Global Services 所提供的 课程。

• 在教程“使用 Perl 构建网格”和“ 使用 Python 构建网格应用程序 ”中学习一些基本的知识和经验。

• 系列文章“Business service grid”介绍了如何使用 IBM alphaWorks 上提供的 Service Domain 技术 来构建网格解决方案。

• 这些 网格应用程序教程 可以提供启用和构建网格应用程序的第一手经验。

• 从我们的 技术库 中寻找一些实践经验。

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。