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網格特征談?

《福布斯》雜志曾經預測網格技術應用將在2004年—2005年出現高峰，并將在以后的十幾年間形成一個年產值為20萬億美元的大產業。目前，許多國家的政府以及學術界、產業界、各行各業用戶都非常重視網格及網格計算的研究，并取得了可喜的進展。

與其它系統比較，網格這一新的重要基礎性設施有哪些特征?了解這些特征對網格技術研究、應用以及網格建設有重要意義。

許多學者認為，網格來源圖像壓縮于高性能計算。近年來，針對計算資源的消費量急劇上升，學術界開始了對計算資源共享的研究，并達成共識：希望在同一網絡之內，用戶能夠通過特殊的分布式軟件自由使用來自不同計算機上的計算能力，以實現計算資源和計算能力的匯集和

共享。由此可見，分散資源的匯集和共享是網格最重要的特征。

關于網格的基本特征，解析如下：

分布復雜 規模巨大

首先，分布性是網格最重要的特征之一。網格資源是由分布在不同地理位置、不同計算能力的計算機、各類數據庫、共享運算和存儲，即計算資源、高級儀器資源、數據資源、信息資源、知識資源乃至專家資源(智能資源)組成的。因此，這種具有分布特征的網格跨越的地理范圍相對比較廣，規模巨大，涉及的資源類型復雜。

由于網格資源分布復雜、規模巨大，導致基于網格的各類計算無法實現集中式計算，必然要采用分布式計算的形式。以大氣環保監測和氣象監測為例，在網格這一分布式環境下，由于監測區域廣泛，數據海量、結構復雜，計算資源分散在不同地理位置等，無論哪個方面，都體現了分布性的特點。要對問題求解，還需要利用網格技術，并合理解決安全傳輸與通信，資源分配，任務調度，實時保障以及人—機、人—人間的交互等問題。

資源匯集 充分共享

網格的另一個特征是資源匯集，充分共享。網格上的各種資源雖然是分布的，但通過網格技術可以實現對網格上任意用戶(使用者)的有效提供。當今社會，幾乎所有的技術都是從專有走向開放的。網格的資源匯集及充分共享特征最大限度地適應了這種發展趨勢和用戶

需求。除了通常的設備資源共享之外，服務資源(網格計算能力就是服務資源之一)共享更是網格不同于以往共享技術的本質特征。雖然以往就有一些成熟技術實現了部分IT資源的共享，但網格共享的意義在于不同地域、不同地點、不同平臺、不同專有系統之間的“無縫集

成和協同計算環境”，即基于“進一步互聯互通”的充分共享。

資源匯集、充分共享是網格的重要特征和最終目的。其共享的含義也非常寬泛，不僅指異地計算機、機群可以完成本地任務，還包括中間結果、數據庫、專業模型庫以及人才資源、智能資源等諸多內容的共享。因此，分布資源共享是網格的核心，否則，網格將失去意義。

分布是網格硬件的物理特征，共享是在網格軟件支持下實現的邏輯特征，就網格而言，二者都很重要。

動態增減 異構多樣

網格資源與功能在一個階段可能是確定的，但隨著時間的變化，原有的資源與功能可能會動態增加或動態減少。這是由于網格資源與功能并非無限，當原有資源被占用時，功能必然要相對減弱。例如，中國科學院或其它部門大型計算資源暫被占用，同一時刻出現迫切的

相關需求時，用戶急需的計算功能將會受到某種程度影響。當然這種影響可能是有時間性的，而網格可以迅速調劑、補充，予以解決。當然，人才、智力資源的調劑補充情況將相對復雜一些。

網格資源動態變化的特征從客觀上對管理人員提出了要求，網格管理者必須保證網格資源在動態減少或出現障礙時及時采取措施，實現任務自動遷移，確保對高端用戶的透明服務或保證將用戶損失降到最低點。

就空間地理網格建設而言，要充分考慮網格資源動態增減這一典型特征，解決好網格的擴展性問題。由于空間地理數據規模巨大，結構相對復雜，在空間地理網格的設計與實現時，需要解決新資源無障礙進入網格以及新舊資源的融合問題。空間地理網格擴展要求體現在規模、能力、兼容性等幾個方面，空間地理網格的建設也是一個由小到大的過程，設計時需要考慮它的自身擴展(包括規模擴展和形式擴展)，還要考慮相應管理軟件的跟蹤配套，以滿足擴展性要求。

不同地理位置的資源決定了網格環境中必然會存在不同體系結構的計算機系統以及不同類別的資源，而空間地理網格中的這種矛盾更加突出。因此，網格系統要解決這些不同結構、不同類別資源的通信和互操作問題。無論是網格或是空間地理網格，都需要依靠軟件解決上述矛盾和問題，這為網格軟件的設計和開發提供了發展空間。可能這也是網格拉動產業，形成經濟增長點的重要特征之一。

同構類似 管理多重

同構類似這種情況在社會現象中大量存在，許多復雜系統都具有這類特征。三五臺PC組成的小局域網與大型計算機網絡盡管規模相差很大，但基本架構有相似之處;一座大城市和一個縣級市存在大小差異，但最基本構成和基礎功能同構類似。網格的整體和局部之間存著

一定的相似性，局部往往具有全局的某些特征，全局特征也會在局部有所體現。

可以認為數字中國是由數字區域組成的。國家級的網格是依托多個行業或各區域的網格基礎建造起來的，區別在于帶寬有差異、計算能力有差異、管理結點的功能有差異等。但無論是一個單位小規模的實驗網格，還是省級網格、行業網格，乃至國家級網格都具有同構類

似的特征。這為我們建造空間地理網格提供了啟示，我國空間地理網格也可以由小到大、由局部到整體分層次、分階段實現。

管理多重主要體現在下述幾個方面：一是網格上的資源歸屬于擁有者(包括組織或個人)，它具有最高管理權限，而網格具有為資源擁有者自主管理資源提供支持的能力和責任;二是網格資源必須接受網格的統一管理，實現資源集成和互操作，否則，各類資源無法連通、無法共享、無法整體為更多的用戶提供服務;三是管理方法、手段、約束機制的協同，它們是有機的整體;四是對網格用戶群，包括計算科學家和工程師、實驗科學家，社會和經濟團體，大范圍環境保護，培訓和教育等協同服務和需求滿足。

當然，隨著網格技術的發展和進步，網格還有其它特征會凸現出來，有待我們去進一步認識、分析和研究。

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（責任編輯：xll）

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