李天骄
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摘要：网格计算作为信息产业的新热点，将是近期内解决数据量极大的科学工程计算问题最直接和最有效的途径。随着网格计算技术的进一步发展以及服务提供商的共同努力，网格计算将会应用于更广阔的领域及行业。网格计算的发展势必成为互联网的又一次革命，对计算机网格技术的应用以及其它产业的发展将产生巨大而深远的影响。本文就此谈谈自己的浅显认识。
关键词：网格计算 网格技术信息共享
网格就是将来个人，甚至在实验室，在家里，通过PC、通过便携，可以通过通信办法和互联网连起来，这是大家很熟悉的。网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，每一台参与计算的计算机就是一个结点，而整个计算是由成千上万个结点组成的“一张网格”。 网格技术的出现，最大程度地提高了现有网络计算资源的利用率。下面就此 谈谈自己的浅显认识。
一、在科学计算领域，网格计算可以在以下几个方面得到广泛应用
1．分布式超级计算。网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协同解决复杂的大规模的问题。使大量闲置的计算机资源得到有效的组织，提高了资源的利用效率，节省了大量的重复投资，使用户的需求能够得到及时满足。
2．高吞吐率计算。网格技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用CPU的周期窃取技术，将大量空闲的计算机的计算资源集中起来，提供给对时间不太敏感的问题，作为计算资源的重要来源。
3．数据密集型计算。数据密集型的问题的求解往往同时产生很大的通讯和计算需求，需要网格能力才可以解决。网格可以药物分子设计、计算力学、计算材料、电子学、生物学、核物理反应、航空航天等众多的领域得到广泛的需求。
4．基于广泛信息共享的人与人交互。网格的出现更加突破了人与人之间地理界线的限制，使得科技工作者之间的交流更加的方便，从某种程度上可以说实现人与人之间的智慧共享。
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5.更广泛的资源贸易。随着大型机的性能的提高和微机的更加普及，及其资源的闲置的问题也越来越突出，网格技术能够有效地组织这些闲置的资源，使得有大量的计算需求的用户能够获得这些资源，资源的提供者的应用也不会受到太大的干扰。需要计算能力的人可以不必购买大的计算机，只要根据自己的任务的需求，向网格购买计算能力就可以满足计算需求。
二、以网格服务为中心的模型的好处有以下几点
1．网格中所有组建都是虚拟的，通过提供一组相对统一的核心接口，所有的网格服务都基于这些接口的实现，就可以很容易地构造出具有层次结构的、更高级别的服务，这些服务可以跨越不同的抽象层次，以一种统一的方式来看待。
2．虚拟化也使得将多个逻辑资源实例映射到相同的物理资源上成为可能，在对服务进行组合时不必考虑具体的实现，可以以底层资源组成为基础，在虚拟组织中进行资源管理。通过网格服务的虚拟化，可以将通过的服务语义和行为，无缝地映射到本地平台的基础设施之上。
3．企业信息处理
网格专家为我们描绘的是这样的一幅画面：等网格的触角深及到互联网的每一个角落时，我们从互联网获得网格的运算资源就会像我们从电网上获取电力那么简单，我们只需要支付少量费用，就可以租用这台“超级信息处理中心”为我们工作。这对于信息处理需求大的企业来讲，无疑是个福音。现在很多企业为了保证其业务不间断地运转，大多部署了价格不菲的大型IT系统，这些IT设备除了在少数的业务高峰时间可以得到充分利用外，大部分时间都是闲置的，这些闲置资源无疑导致了企业运行成本的增加。一个强大的可租用虚拟系统，可以让用户完成以前难以承担的任务，其生产成本却不会有明显的增长。
4．个人娱乐
随着互联网的发展，网络视频点播与在线游戏已经成为个人娱乐重要的一环。使用网格可以为游戏开发商和服务供应商提供可扩展的、高弹性的基础设施以运行大型多人游戏。利用了网格技术自恢复特性，能够无缝隙地将所玩的游戏转到最近的可用服务器上，实现了用户资源的统一调动、统一保存，极大提高了游戏运行和服务的可扩充性。而对于个人用户来说，网格服务器则意味着更安全、更快捷的游戏体验。
网格技术有望使虚拟现实技术走向平民化。由于运行虚拟现实技术所需要的计算资源太过于庞大，目前虚拟现实技术只用于飞行员、宇航员等的训练工作，普通个人根本无法享受这一技术带来的娱乐体验。利用网格这种造价低廉而数据处理能力超强的计算模式，可以将虚拟现实技术运用于网络游戏中，让参与游戏的人可以真切地感受虚拟环境所带来的游戏快感。毫无疑问，如果这一技术移植成功，将对目前的网络游戏起革命性的变化。
三、网格计算的发展趋势
随着网格计算的发展，也有人把它看成是未来的互联网技术。国外媒体常用“下一代互联网”、“互联网2”、“下一代Web”等词语来称呼与网格相关的技术。企业界用的名字就更多了，包括内容分发、服务分发、电子服务、实时企业计算、分布式计算、P2P计算、Web服务等。这些名词所代表的技术有一个共同点，即将互联上的资源整合成一台超级服务器，有效地提供内容服务、计算服务、存储服务等。网格计算的兴起将改变传统的Client/Server和Client/Cluster结构，形成新的Pervasive/Grid（普适计算/网格计算）体系结构。在这种结构中，客户端是各种各样的上网设备，而连在网上的各种服务器将组成单一的逻辑上的网格。
总之，网格计算具有高性能、一体化、知识生产、资源共享等技术优点,其结点异构自治、资源动态演化、任务分布协同。如何在动态、异构虚拟组织间实现协同的资源共享以及协同地解决某一问题是网格计算面对的根本问题�3�。网格计算的根本特征不是它的规模,而是消除资源孤岛,使在不额外购买新设备的情况下,充分发挥现有资源的潜力(即能使网上的闲置处理能力得到充分利用)。同时,作为一种新兴的造价低廉而数据处理能力超强的计算模型,必将对计算机的应用及各行各业的信息化产生重大影响。
论文作者:李天骄
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/19
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