網(wǎng)格以及與網(wǎng)絡的區(qū)別
網(wǎng)格(Grid)這個詞來自于電力網(wǎng)格(PowerGrid)。“網(wǎng)格”與“電力網(wǎng)格”形神相似。一方面，計算機網(wǎng)縱橫交錯.下面是學習啦小編跟大家分享的是什么是網(wǎng)格以及與網(wǎng)絡有什么區(qū)別，歡迎大家來閱讀學習。
網(wǎng)格以及與網(wǎng)絡的區(qū)別
網(wǎng)格
一.網(wǎng)格的產(chǎn)生
網(wǎng)格(Grid)這個詞來自于電力網(wǎng)格(PowerGrid)。“網(wǎng)格”與“電力網(wǎng)格”形神相似。一方面，計算機網(wǎng)縱橫交錯，很像電力網(wǎng);另一方面，電力網(wǎng)格用高壓線路把分散在各地的發(fā)電站連接在一起，向用戶提供源源不斷的電力。用戶只需插上插頭、打開開關就能用電，一點都不需要關心電能是從哪個電站送來的，也不需要知道是水力電、火力電還是核能電。建設網(wǎng)格的目的也是一樣，其最終目的是希望它能夠把分布在因特網(wǎng)上數(shù)以億計的計算機、存儲器、貴重設備、數(shù)據(jù)庫等結(jié)合起來，形成一個虛擬的、空前強大的超級計算機，滿足不斷增長的計算、存儲需求，并使信息世界成為一個有機的整體。
電網(wǎng)和網(wǎng)格對照表
電網(wǎng)：當你用洗衣機洗衣服時，你只關心衣服什么時候洗好。而不在乎洗衣機用的電是來源于水力發(fā)電，火電廠還是核電。你只需要把插頭插入插座就行了。
網(wǎng)格：當你在電腦前工作時，你唯一關心的是要做的事(比如一項計算，設計等等)無論電腦連上什么網(wǎng)路，你都可以得到所需的計算能力出儲存容量。
電網(wǎng)：我們現(xiàn)在用電的基礎建設是“電網(wǎng)“。就是利用輸電站，電力站，變電所和電線等等，把許多不同種類的發(fā)電廠和你家聯(lián)系起來。
網(wǎng)格：對于上述的基礎建設就叫“網(wǎng)格“。就是把電腦，工作站，服務器等計算資源連起來，而且提供必要的使用機制。
電網(wǎng)：電網(wǎng)是顯而易見的：你不必擔心你所用的電力是從哪里或者如何產(chǎn)生的。
網(wǎng)格：網(wǎng)格也將成為顯而易見：你不必擔心你所使用的電腦程序和資料在那里，網(wǎng)格中間服務器都會把最適合的計算資源分配給你的工作。
電網(wǎng)：電網(wǎng)很普遍：電力到處都有。只要插上插座就能獲得電力資源。
網(wǎng)格：網(wǎng)格也將很普遍：電腦，筆記本，或者是掌上電腦，手機，甚至是一般的家用電器都可以通過網(wǎng)格插口連 上網(wǎng)格。
電網(wǎng)：電網(wǎng)是公共設施：你只要付錢就可以用電。
網(wǎng)格：網(wǎng)格也試圖想為廣大民眾服務：只要付錢，都可以享用網(wǎng)格無窮無盡的計算資源和儲存能力
注：另一種說法是網(wǎng)格就像一個巨大的網(wǎng),里面有很多格子.每個格子就是一個局域網(wǎng)格,每個節(jié)點就是一臺計算機.這種說法可能起源于中國。
二.究竟什么是網(wǎng)格
網(wǎng)格是一種新興的技術(shù)，正處在不斷發(fā)展和變化當中。目前學術(shù)界和商業(yè)界圍繞網(wǎng)格開展的研究有很多，其研究的內(nèi)容和名稱也不盡相同因而網(wǎng)格尚未有精確的定義和內(nèi)容定位。比如國外媒體常用“下一代互聯(lián)網(wǎng)”、“Internet2”、“下一代Web”等來稱呼網(wǎng)格相關技術(shù)。但“下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI)”和“Internet2”又是美國的兩個具體科研項目的名字，它們與網(wǎng)格研究目標相交叉，研究內(nèi)容和重點有很大不同。企業(yè)界用的名稱也很多，有內(nèi)容分發(fā)(Contents Delivery)、服務分發(fā)(Service Delivery)、電子服務(e-service)、實時企業(yè)計算(Real-Time Enterprise Computing，簡稱RTEC)、分布式計算Peer-to-Peer Computing(簡稱P2P)、Web服務(Web Services)等。中國科學院計算所所長李國杰院士認為，網(wǎng)格實際上是繼傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、Web之后的第三次浪潮，可以稱之為第三代互聯(lián)網(wǎng)應用。
網(wǎng)格是利用互聯(lián)網(wǎng)把地理上廣泛分布的各種資源(包括計算資源、存儲資源、帶寬資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源等)連成一個邏輯整體，就像一臺超級計算機一樣，為用戶提供一體化信息和應用服務(計算、存儲、訪問等)，虛擬組織最終實現(xiàn)在這個虛擬環(huán)境下進行資源共享和協(xié)同工作，徹底消除資源“孤島”，最充分的實現(xiàn)信息共享。
三.網(wǎng)格技術(shù)的特征及其體系結(jié)構(gòu)
1.網(wǎng)格技術(shù)的特征
在介紹網(wǎng)格的特征之前，我們首先要解決一個重要的問題：網(wǎng)格是不是分布式系統(tǒng)?這個問題之所以必須回答，因為人們常常會問另一個相關的問題："為什么我們需要網(wǎng)格?現(xiàn)在已經(jīng)有很多系統(tǒng)(比如海關報關系統(tǒng)、飛機訂票系統(tǒng))實現(xiàn)了資源共享與協(xié)同工作。這些系統(tǒng)與網(wǎng)格有什么區(qū)別?"
對這個問題的簡要回答是：網(wǎng)格是一種分布式系統(tǒng)，但網(wǎng)格不同于傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)。IBM Global Service與EDS是在這個分布式領域最著名的公司。構(gòu)建分布式系統(tǒng)有三種方法：即傳統(tǒng)方法(我們稱之為EDS方法)、分布自律系統(tǒng)(Autonomous Decentralized Systems, ADS)方法，網(wǎng)格(grid)方法。ADS通常用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。網(wǎng)格方法與傳統(tǒng)方法的區(qū)別見下表：
特征 傳統(tǒng)分布式系統(tǒng) 網(wǎng)格
開放性 需求和技術(shù)有一定確定性、封閉性 開放技術(shù)、開放系統(tǒng)
通用性 專門領域、專有技術(shù) 通用技術(shù)
集中性 很可能是統(tǒng)一規(guī)劃、集中控制 一般而言是自然進化、非集中控制
使用模式 常常是終端模式或C/S模式 服務模式為主
標準化 領域標準或行業(yè)標準 通用標準(+行業(yè)標準)
平臺性 應用解決方案 平臺或基礎設施
通過以上對比，
1.資源共享，消除資源孤島：網(wǎng)格能夠提供資源共享，它能消除信息孤島、實現(xiàn)應用程序的互連互通。網(wǎng)格與計算機網(wǎng)絡不同，計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)的是一種硬件的連通，而網(wǎng)格能實現(xiàn)應用層面的連通。
2.協(xié)同工作：網(wǎng)格第二個特點是協(xié)同工作，很多網(wǎng)格結(jié)點可以共同處理一個項目
3.通用開放標準，非集中控制，非平凡服務質(zhì)量：這是Ian Foster最近提出的網(wǎng)格檢驗標準。網(wǎng)格是基于國際的開放技術(shù)標準，這跟以前很多行業(yè)、部門或者公司推出的軟件產(chǎn)品不一樣。
4.動態(tài)功能，高度可擴展性：網(wǎng)格可以提供動態(tài)的服務，能夠適應變化。同時網(wǎng)格并非限制性的，它實現(xiàn)了高度的可擴展性。
2.網(wǎng)格的體系特征
網(wǎng)格之所以能有以上所說的種種優(yōu)勢特征，是由網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)賦予它的。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的主要功能是劃分系統(tǒng)基本組件，指定組件的目的與功能，刻畫組件之間的相互作用，整合各部分組件。科研工作者已經(jīng)提出并實現(xiàn)了若干種合理的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。下面介紹目前影響比較廣泛的兩個網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)：網(wǎng)格計算協(xié)議體系結(jié)構(gòu)(Grid Protocol Architecture，GPA)和計算經(jīng)濟網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)(GRACE)模型。
OGSA(Open Grid Services Architecture)被稱為是下一代的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，它是在原來“五層沙漏結(jié)構(gòu)”的基礎上，結(jié)合最新的Web Service 技術(shù)提出來的。OGSA包括兩大關鍵技術(shù)即網(wǎng)格技術(shù)和Web Service 技術(shù)。
隨著網(wǎng)格計算研究的深入，人們越來越發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的重要。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是關于如何建造網(wǎng)格的技術(shù)，包括對網(wǎng)格基本組成部分和各部分功能的定義和描述，網(wǎng)格各部分相互關系與集成方法的規(guī)定，網(wǎng)格有效運行機制的刻畫。顯然，網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格的骨架和靈魂，是網(wǎng)格最核心的技術(shù)，只有建立合理的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，才能夠設計和建造好網(wǎng)格，才能夠使網(wǎng)格有效地發(fā)揮作用。
OGSA最突出的思想就是以“服務”為中心。在OGSA框架中，將一切都抽象為服務，包括計算機、程序、數(shù)據(jù)、儀器設備等。這種觀念，有利于通過統(tǒng)一的標準接口來管理和使用網(wǎng)格。Web Service提供了一種基于服務的框架結(jié)構(gòu)，但是，Web Service 面對的一般都是永久服務，而在網(wǎng)格應用環(huán)境中，大量的是臨時性的短暫服務，比如一個計算任務的執(zhí)行等?？紤]到網(wǎng)格環(huán)境的具體特點，OGSA 在原來Web Service 服務概念的基礎上，提出了“網(wǎng)格服務(Grid Service)”的概念，用于解決服務發(fā)現(xiàn)、動態(tài)服務創(chuàng)建、服務生命周期管理等與臨時服務有關的問題。
基于網(wǎng)格服務的概念，OGSA 將整個網(wǎng)格看作是“網(wǎng)格服務”的集合，但是這個集合不是一成不變的，是可以擴展的，這反映了網(wǎng)格的動態(tài)特性。網(wǎng)格服務通過定義接口來完成不同的功能，服務數(shù)據(jù)是關于網(wǎng)格服務實例的信息，因此網(wǎng)格服務可以簡單地表示為“網(wǎng)格服務=接口/行為+服務數(shù)據(jù)”。
在目前，網(wǎng)格服務提供的接口還比較有限,OGSA 還在不斷的完善過程之中，下一步將考慮擴充管理、安全等等方面的內(nèi)容。
3.網(wǎng)格協(xié)議體系結(jié)構(gòu)
Ian Foster于2001年提出了網(wǎng)格計算協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，認為網(wǎng)格建設的核心是標準化的協(xié)議與服務，并與Internet網(wǎng)絡協(xié)議進行類比(如圖1)。該結(jié)構(gòu)主要包括以下五個層次：
構(gòu)造層(Fabric)：控制局部的資源。由物理或邏輯實體組成，目的是為上層提供共享的資源。常用的物理資源包括計算資源、存儲系統(tǒng)、目錄、網(wǎng)絡資源等;邏輯資源包括分布式文件系統(tǒng)、分布計算池、計算機群等。構(gòu)造層組件的功能受高層需求影響，基本功能包括資源查詢和資源管理的QoS保證。
連接層(Connectivity)：支持便利安全的通信。該層定義了網(wǎng)格中安全通信與認證授權(quán)控制的核心協(xié)議。資源間的數(shù)據(jù)交換和授權(quán)認證、安全控制都在這一層控制實現(xiàn)。該層組件提供單點登錄、代理委托、同本地安全策略的整合和基于用戶的信任策略等功能。
資源層(Resource)：共享單一資源。該層建立在連接層的通信和認證協(xié)議之上，滿足安全會話、資源初始化、資源運行狀況監(jiān)測、資源使用狀況統(tǒng)計等需求，通過調(diào)用構(gòu)造層函數(shù)來訪問和控制局部資源。
匯集層(Collective)：協(xié)調(diào)各種資源。該層將資源層提交的受控資源匯集在一起，供虛擬組織的應用程序共享和調(diào)用。該層組件可以實現(xiàn)各種共享行為，包括目錄服務、資源協(xié)同、資源監(jiān)測診斷、數(shù)據(jù)復制、負荷控制、賬戶管理等功能。
應用層(Application)：為網(wǎng)格上用戶的應用程序?qū)?。應用層是在虛擬組織環(huán)境中存在的。應用程序通過各層的應用程序編程接口(API)調(diào)用相應的服務，再通過服務調(diào)動網(wǎng)格上的資源來完成任務。為便于網(wǎng)格應用程序的開發(fā)，需要構(gòu)建支持網(wǎng)格計算的大型函數(shù)庫。
四. 當今網(wǎng)格的運用
現(xiàn)在國內(nèi)國外運用得最多的可能是在一些大型院校的計算網(wǎng)格(實現(xiàn)計算資源的共享。 什么是計算資源： 簡單來說就是計算能力，CPU。 計算資源共享就是CPU計算的共享)。人們把一個集群(cluster, 也就是常說的機房，通常有幾十臺操作系統(tǒng)為Linux的計算機)的計算機連成一個局域型網(wǎng)格。這樣就好像把這幾十臺電腦連成了一臺超級計算機，計算能力當然大大提高了。這種局域計算網(wǎng)格主要運用于一些科研的研究。比如說生物科學。當生物科學的研究員需要高性能的計算資源來幫助他們分析試驗的結(jié)果時，他們就把這些分析試驗的程序提交(submit)給網(wǎng)格，網(wǎng)格通過計算再把結(jié)果返回給這些研究員。計算結(jié)果可能是一些圖像(rendering)也可能是一些數(shù)據(jù)。這些計算如果在單一PC(Personal computer, 個人計算機)上運行的話，往往會花費幾個月的時間，然而在網(wǎng)格中運行一，兩天也就完成了。這就是網(wǎng)格技術(shù)最直觀的優(yōu)點之一。當然現(xiàn)在有一些大型主機(super-mainframe)也有很強的計算能力(比如常說的IBM deepblue，打敗人類圍棋大師Kasparov那位)，但是這種主機太昂貴，而且配置(deploy)往往不方便，是名副其實的重量級(heavyweight)計算。SETI@Home (SETI@Home's，一個分布式計算的項目，通過互聯(lián)網(wǎng)絡上的計算機搜索地球外智慧訊息，網(wǎng)格在分布式計算的成功運用。 ，世界上最強大的計算機IBM 的 ASCI White，可以實現(xiàn)12萬億次的浮點運算，但是花費了1億千萬美元;然而SETI@HOME 只用了50萬美元卻實現(xiàn)了15萬億次浮點運算。
網(wǎng)格另外一個顯著的運用可能就是虛擬組織(Virtual Organisations)。這種虛擬組織往往是針對與某一個特定的項目，或者是某一類特定研究人員。在這里面可以實現(xiàn)計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享。比如說中國2008年奧運會開幕式研究組就可以運用網(wǎng)格組成一個虛擬組織。在這個虛擬組織里，任何成員不管在哪個地方都可以有權(quán)訪問組織的共享資源(如 開幕式場地圖紙，開幕式資金，開幕式節(jié)目單);而且可以和另一地方的虛擬組織成員進行交流。這個虛擬組織就像把所有奧運會開幕式的資源，信息，以及人員集中到了一個虛擬的空間，讓人們集中精力研討開幕式項目的問題，而不必考慮其他的問題。據(jù)個實例，由英國利茲大學，牛津大學，約克大學和謝菲爾德大學合作的DAME項目就是致力于研究和運用虛擬組織。DAME架構(gòu)在這四個大學合建的白玫瑰網(wǎng)格White Rose Computational Grid (WRCG)上，運用于對飛機故障的快速檢測和維修。
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