網格基礎概念,大家一起商榷。這是任浩、pphu、數字中國、Rose(王躍宣)等網友的共同工作成果,在此代表網格社區對他們表示感謝!
1.什么是網格,網格的目標?
網格是從電力網格中借鑒過來的一個概念,原本是希望計算力和計算資源能夠象電力一樣,“打開電源開關就可以使用”,不用去關心是誰、如何提供的這些服務。
網格的目標是抽象并量化計算資源,隨時隨地能夠通過網絡“定額”完成“定量”的計算相關的工作。
2.網格的本質特征是什么?
網格的本質特征是:
分布與資源共享:分布是網格最本源的特征,網格是通過集中分散的資源來完成計算的,資源的共享是一種集中資源的手段
高度抽象:把計算力和所有的計算資源高度抽象成為用戶可見的“電源接線板”,其它的東西對用戶透明。
自相似:在大尺度上和小尺度上有相同或者類似的規律
動態性和多樣性:和電力網格一樣,用戶的需求是變化的,所以動態性是網格需要考慮的一個基本問題
自治性與管理的多重性:網格節點內部的自治和外部的受控整合是網格的一個特征,分層的資源需要層次化的管理,而分層來自于網格節點的歸屬問題和性能方面的考慮。
3.網格計算中有哪些基礎概念?
資源發現:資源發現是網格主動去發現可用的資源,并注冊、管理這些資源的過程
資源調度:如何充分利用網格收集的計算資源進行高效率地合理地使用是資源調度的研究范疇
異構:是抽象的本源動力
元計算:是關于“計算”的計算,就像“元語言”是描述語言的語言一樣,元計算是為了進行計算而展開的計算活動,是網格對資源進行抽象的過程
計算網格:網格的重心在解決高密度的計算問題的網格結構
數據網格:重心在高密度、海量數據的儲存和管理、使用過程的網格結構
4.如何判斷是否是網格
還沒有網格的確切定義出爐,只能根據網格的一些基本特征來判斷。P2P嚴格來說也是一種網格。
根據Globus toolkit的創始人的觀點,Globus就是網格,這個觀點有些偏頗,姑且這么認為吧。
5.網格目前有標準嗎,有人在制定標準嗎?
OGSI和OGSA是目前關于網格的一個標準
6.能用非常簡單的例子說明什么是網格嗎?
例如P2P,目前已經實現了儲存共享,以解決服務器資源限制(帶寬和服務能力)的問題,但是目前的P2P 計算還在熱門研究中。它的特點是通過分布式的共享儲存和帶寬資源,也包括部分計算資源的共享來提高服務的可用性,已經包括了網格的幾個主要特征。
又如,國外一些如抗癌項目,充分發掘PC 的計算力來尋找治療癌癥的新藥,也具有相應的特征,只不過其資源調度的粒度很粗,各節點的耦合很松散,只要計算任務和結果,節點只與中央節點交換數據,結構比較簡單。
7.如何在應用領域體現網格的優勢
高性能(大計算吞吐量)、低成本
8.為什么要把網格比做電網
不要考慮計算力從什么地方來,只管用就行了。
9.網格如何分類
分為計算網格、數據網格、訪問網格、信息網格、服務網格等
10.何為元計算,與網格是什么關系
元計算技術是將一組通過廣域網連接起來的性質不同的計算資源集合起來,作為一個單獨的計算環境向用戶提供計算服務。元計算系統的目標是使用戶能夠共享其中的計算資源并以合作的方式進行計算。元計算前端主要解決最終用戶通過統一的界面來使用廣域網上各類計算資源的問題;元計算內核主要解決計算任務在廣域網中各種超級計算機上協作完成的問題,提供一個完整的程序開發和運行環境。當用戶提出計算請求時,計算問題的執行代碼在系統內部的計算資源上進行合理的調度和管理,最后得出運行結果并通過元計算前端反饋給最終用戶。一個良好的元計算系統主要由三個部分組成:一是盡量簡單而又可靠的使用界面;二是資源管理系統;三是良好的編程模型和高效可靠的運行時環境。其中資源管理系統處于核心地位,它負責整個系統中各個資源的描述、變動、分配與保護,與運行時系統密切合作,保證整個系統的正常運行。資源管理系統需要為不同級別的系統管理員提供強有力的工具或界面來對這些資源進行控制和保護。
元計算是網格計算的初級形態。
11.什么是計算網格
強調計算力獲取、管理等的網格
12.什么是數據網格
強調數據存儲、管理、傳輸、處理的網格
13.什么是信息網格
強調信息存儲、管理、傳輸、處理的網格
14.什么是存儲網格
強調數據存儲的網格
15.什么是知識網格
強調知識存儲、管理、傳輸、處理的網格
16.什么是語義網格
強調語義解析的網格,實現語義互操作
17.什么是access grid
簡單來講,是一個項目。目的是為網格用戶提供簡單有效的視頻、音頻會議功能,為e-science提供基礎的工具。 提供單一訪問通道獲取網格資源的網格。
18.什么是grid portal
格網門戶,提供格網單一訪問通道
19.什么是服務網格
強調應用服務集成的網格
20.目前有哪些應用網格
美國科學格網(DOE Science Grid)、遠程分布式計算與通信(Distance and Distributed Computing and Communication,DisCom2)和地球系統格網(Earth System Grid II,ESG)、TeraGrid和國家地震工程仿真格網(Network for Earthquake Engineering Simulation Grid,NEES Grid)、CrossGrid、天體物理虛擬天文臺(Astronomical Virtual Observatory,AVO)、英國國家格網(U.K. National Grid)、德國的計算資源統一接口項目(Uniform Interface to Computing Resources,UNICORE)、亞太地區格網(APGrid)
21.什么是P2P計算,與網格有什么關系
對等(P2P)計算是在Internet上實施分布式計算的新模式。在這種模式下,服務器與客戶端的界限消失了,網絡上的所有節點都可以“平等”共享其他節點的計算資源。IBM為對等下了如下定義:對等系統由若干互聯協作的計算機構成,且至少具有如下特征之一:系統依存于邊緣化(非中央式服務器)設備的主動協作,每個成員直接從其他成員而不是從服務器的參與中受益;系統中成員同時扮演服務器與客戶機的角色;系統應用的用戶能夠意識到彼此的存在,構成一個虛擬或實際的群體。
網格采用P2P計算體系結構
22.網格與分布式計算是什么關系
格網計算是一種新的高性能的分布式計算方法。格網計算作為新一代的分布式計算方法,與傳統分布式計算的主要區別在于在沒有集中控制機制的情況下,通過對計算資源進行大規模共享,滿足應用對高性能計算要求,并且這種對計算資源進行大規模共享是動態的、柔性的、安全的和協作式的。
23.網格與中間件是什么關系
網格中間件(Gridware)就是一種在網格中應用的中間件
現在的globus toolkit就是一種網格中間件,連接異質的主機節點構成globus網格
24.什么是web service,網格與web service是什么關系。
OGSA吸納了許多Web服務標準,如Web服務描述語言(WSDL)、簡單對象訪問協議(SOAP)、輕目錄訪問協議(LDAP)、Web服務探測(WS-Inspection)等。這些標準用于定位、調度計算資源并保證它們的安全。
OGSA采用Web服務框架的優點是:一方面,通過注冊和發現接口定義和終端(endpoint)實現描述以及動態產生特定接口綁定的代理,在異構環境中能夠支持服務的動態發現和合成。另一方面,由于Web服務機制在商業應用領域廣泛采用,OGSA采用Web服務框架使人們能夠利用許多現有的開發工具和擴展服務,如產生語言綁定的WSDL處理器。
25.網格跟.net, corba, jini,java的rmi,J2EE都是什么關系。
網格融合了.net, corba, jini或java的rmi,J2EE思想,并從軟件集成擴展到CPU、存儲設備、儀器等硬件的集成。
26.網格和CSCW是什么關系
CSCW可以定義為地域分散的一個群體借助計算機及其網絡技術,共同協調與協作來完成一項任務。網格促進了這種工作模式。
27.網格跟IBM提出的自主計算有什么關系
“自主計算”的設想是將日益復雜的IT系統管理后臺化、自動化和智能化,通過強大的中間件將異構網絡改造成真正意義上的和諧自主的數字神經系統。
網格本身就是一種自主計算
28.什么是網格的體系結構
網格體系結構就是關于如何建造網格的技術描述。它給出了網格的基本組成與功能,描述了網格各組成部分的關系以及它們集成的方式或方法,刻畫了支持網格有效運轉的機制。
29.網格的主要有那些體系結構,他們目前發展狀況如何。
美國Globus項目提出的格網體系結構模型采用本地服務層、核心服務層、高層服務與工具層、應用層四層結構。在此基礎上,美國的Argonne國家實驗室、芝加哥大學、南加州大學和IBM公司共同提出了開放式格網服務體系結構(Open Grid Services Architecture,OGSA)。OGSA采用纖維層、聯絡層、資源層、協作層、應用層五層結構。
30.網格的起源是什么
“網格”(Grid)一詞來源于人們熟悉的電力網(Power Grid)。目前對計算力的需求正在持續不斷地增長。高速網絡、功能和性能更加強大的大規模計算系統、高性能存儲系統以及高級數據分析軟件的應用為解決商業領域和科學領域的計算問題帶來了希望。但是利用這些新的能力意味著應付不斷增加的工作負荷要求所帶來的空前挑戰。當一個組織機構在努力保持競爭力的時候他們面臨許多前所未有的挑戰:減少計算費用、增加計算吞吐量、加快對市場的響應、改進生產服務質量和產品創新等都是非常重要的。一個組織機構在硬件方面的投資需要謹慎地進行權衡,并且必須找到利用可得資源完成更多工作的方法。
盡管對計算力的需求是非常大的,但是許多現有的系統都沒有得到充分利用。其中一些單個服務器也許滿負荷工作,但是大多數系統卻不是滿負荷工作的,使許多計算周期(computing cycles)沒有使用,而實際上這些計算周期可以用于滿足不斷增長的計算資源需求。格網計算使組織機構可以更加有效地和靈活地用他們的分布式計算資源,從現有的系統中獲取更加有用的計算力,幫助組織機構獲得競爭優勢。
31.網格目前的發展狀況如何
研究、開發、炒作,即處于預熱期。
32.國內的網格有那些項目,每個項目的目標如何,目前進展如何。
ACI工程的目標是把分布在不同地理位置的高性能計算機、貴重儀器、數據庫等用高速網絡連接在一起構成一臺虛擬計算機,用戶通過ACI共享資源、共同討論、合作開展科研項目。
織女星計劃(Vega計劃以元數據、構件框架、智能體、格網公共信息協議和格網計算協議為主要研究突破點。
33.介紹一些國外的主要網格項目的狀況
美國科學格網項目的目標是建立基于格網中間件(Gridware)和系統工具的高級分布式計算基礎設施(ADCI)使能源部科學計算體系的可伸縮性滿足能源部內部科學研究任務要求。
遠程分布式計算與通信項目的目標是創建一個用于訪問美國能源部三個武器實驗室的具有可操作性的格網,以支持國防計劃中遠程計算和分布式計算這兩個關鍵戰略領域復雜的分析、設計、制造、認證功能。
地球系統格網(Earth System Grid II,ESG)項目由阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)等五個國家實驗室的科學家聯合承擔。主要目標是解決從全球地球系統模型分析和發現知識所面臨的巨大挑戰,為下一代氣候研究提供一個無縫的強大的虛擬協同環境。
國家地震工程仿真格網的目標使地震研究人員能夠進行各種地震工程實驗數據分析的大規模計算任務。
此外,目前美國正在進行的格網計算研發項目還包括Globus、美國航空航天局(NASA)的信息動力格網(Information Power Grid,IPG)、美國國家技術格網(National Technology Grid)、虛擬實驗室項目(Virtual Laboratory Project)、天體物理仿真合作實驗室(Astrophysics Simulation Collaboratory,ASC)、國際虛擬數據格網實驗室(International Virtual Data Grid Laboratory,iVDGL)等。Globus目標構建一個格網軟件基礎設施。研究內容包括資源管理、數據訪問、應用開發、格網安全等。目前全球許多用戶利用Globus工具包創建格網和開發格網應用。信息動力格網的目標是為國家航空航天局科學研究任務提供持續、可靠的計算動力源。美國國家技術格網項目的目標是創建一個無縫集成的協同計算環境原型系統。虛擬實驗室項目致力于研究、設計、開發能夠幫助解決數據密集的、涉及大規模計算的分子生物學問題的格網技術。天體物理仿真合作實驗室項目的主要目標利用Cactus和Globus格網計算的研究成果為高級可視化交互和元計算提供大規模并行計算能力,實現在相對論天體物理學領域的大規模仿真。國際虛擬數據格網實驗室項目由歐盟的數據格網(DataGrid)、美國的格網物理網絡(Grid Physics Network)和粒子物理數據格網(Particle Physics Data Grid)協作創建。
34.網格的發展有哪些困難
信息安全、商業模式等
35.網格面臨哪些技術問題
格網資源管理、注冊、預訂、分配、調度、安全、計費等
36.GGF主要的工作是什么
應用程序及編程模型和環境(APME)。
架構。
數據。
安全性。
信息系統和性能(ISP)。
端到端應用(P2P)。
調度和資源管理(SRM)。
37.國內有類似GGF的組織嗎
沒有,至少沒有成規模、成氣候、分工協作。
38. OGSA,OGSI,Globus,WSRF有什么關系
OGSI(Open Grid Service Ieterface,開放網格服務接口)規定了向網格發送處理請求時所使用的接口,相當于Web服務中的WSDL(Web服務描述語言),在網格計算相關標準中處于核心地位。
開放式格網服務體系結構(Open Grid Services Architecture,OGSA)采用纖維層、聯絡層、資源層、協作層、應用層五層結構,格網是通過調用服務來構造應用的,這就涉及接口問題。
OGSA是一個抽象的東西,里面沒有具體的內容,OGSA的推出要比OGSI早,OGSI是對OGSA的主要方面具體化,規范化.Globus是基于OGSI標準的一個實現. WSRF是和OGSI同一個層次的東西,是吸收了Web Service最新成果后,對OGSI的重構和發展.
39.網格是一種新技術,任何新技術或多或少都會帶有泡沫的成分?你是否贊成?網格技術是否也帶有泡沫的色彩?
技術本身沒有泡沫,泡沫是商業炒作產生的,現在已經開始商業炒作了。
40.從總體上看,網格技術目前的發展,是處在一個什么狀況?
技術研究開發階段
41.網格離實際應用,離商業應用還有多遠?
2到3年時間
42.一個新技術,從理論性的研究,到實際的商業的推廣需要經歷幾個階段,你認為“網格”需要經歷幾個階段,才能走向真正的商用?
原型應用系統開發、格網標準化(規范、協議)、成熟的商業模式
43.網格想要得到廣泛的商業應用,是否會遇到一些阻礙?
是的,例如安全問題、計費問題等。
44.任何一個新技術的發展趨勢,都應該受到身在政府、行業、企業中的CIO所關注。你認為作為“網格”技術,這些CIO應該從哪幾方面進行關注?
網格在政府、行業、企業中的應用
45.什么才算是Ian Foster三個checklist中的非平凡服務?
大吞吐量、服務透明、高可靠性
46.學習網格要學習哪些基礎知識
計算機原理、計算機網絡、數據庫、編程語言等
47:什么是制造網格
是現代集成制造哲理和敏捷制造模式在網絡化經濟環境下的一種具體物化形式,目標是快速設計、快速制造、快速檢測、快速響應和快速重組,克服空間上的距離給不同企業間的協同帶來的障礙,在最大程度上實現設計、制造、信息、技術資源的共享,以及協同制造過程中物流、信息流、價值流的優化運行,它能為實現敏捷制造和虛擬企業的運作提供支持,形成具有數字化、柔性化、敏捷化等基本特征的優勢互補的協同企業。而在這樣的制造網絡支持下,整個制造網格系統中的制造企業群體將以較低的成本、較短的開發周期,制造出符合市場需求的高質量產品。