智能网格加速技术研究及应用 第3页
三、网格技术的兴起和发展
智能网格技术是现代信息技术发展的必然产物。现代社会产生大量的数据和信息，而利用这些数据需要更大的计算能力，许多领域的计算和资源共享问题促使要利用分布在各地的计算机和信息资源，只有通过高速网络连接起来，才能共同完成有关的任务。智能网格可以连接广域范围内不同标准的异构“孤岛”，形成庞大的计算和信息共享体系。由于智能网格是因特网进一步的发展，因此它一经提出就受到世界各国的高度重视。
美国、欧洲、日本等国家都启动了大型智能网格研究计划。美国政府用于智能网格技术的基础研究经费则高达5亿美元。目前美国正规划实施一个宏大的智能网格计划“全球信息智能网格(Global Information Grid)”，预计在2020年完成。美国国防部和欧洲能源机构等在三年前先后采用了智能网格技术，并得到了产业界的大力支持。英国政府已投资1亿英镑用来研制“英国国家智能网格(UK National Grid)”，将英国主要大学的超级计算机利用智能网格技术和高速宽带连接起来，并计划将这一系统面向企业用户开放。日本的NTT Data计划进行一项智能网格计算试验，将有包括家庭、企业和学术机构的100万台计算机相联，其总处理能力将比现有的最快的超级计算机还要快5倍。许多信息产业界的企业也相继实施智能网格研究开发计划，如IBM公司正在研究一种能被多家科研单位和众多用户同时使用的超级计算机智能网格。2002年5月，IBM与一家名为Butterfly.net的公司合作开发网络视频游戏平台——“蝴蝶智能网格(Butterfly Grid)”，使用了多台通过光纤连接的Linux服务器，采用分布式人工智能技术，支持无限用户数量以及数以百万用户同时在线的视频游戏。Microsoft也决定支持智能网格组织Globus企业建造和管理智能网格的计划。Microsoft的研究部门还参与了各项分布式计算研究项目，包括容错远程文件系统，以及建设分布式系统等。Compaq与加拿大Platform Computing结盟，为用户提供完整的、集成的、开放的网络解决方案。
智能网格技术在我国也开始引起重视，863计划已经启动了中国智能网格技术的研究，着手建立我国的国家高性能计算环境和国家信息智能网格，目前正在开发智能网格计算协议(Grid Computing Protocol)，将应用于网络资源的连接中。中科院计算所正在进行“织女星智能网格”研究项目，目标是达到大规模的数据处理能力、高性能计算能力以及具备资源共享和提高资源利用率的能力。织女星智能网格支持多种应用类型、多种应用模式、多种服务器和客户端设备，并兼容多种现有技术。中科院计算所目前正联合国内重点高校开发智能网格操作系统，将分布在全国的国家高性能计算中心的超级计算机已经初步实现统一的资源目录管理。预料不久的将来，我国的信息智能网格将会初步建成并发挥巨大的作用。
四、 国外网格技术研究动向
1、 美国的网格技术研究
美国是智能网格研究起步最早的国家，美国多家研究机构开展了与智能网格相关的研究工作，制定了很多智能网格研究计划，如美国国家科学基金会资助的TeraGrid、美国国防部的“全球信息智能网格”(GIG)、美国政府资助的“大型物理实验智能网格”(GriPhyN)及美国能源部的ASCIGrid、国家技术智能网格(NTG)等计划。
(1)TeraGrid
美国国家科学基金会TeraGrid计划是一个需要多年分段实施的，为开放式科学研究而建立和使用的世界上最大、最全面的分布式基础设施。目前，TeraGrid已能提供40TFLOPS的聚合计算及近4千万亿字节的网络数据存储能力，并建成了能融合许多系统结构的网络环境，可通过Globus Toolkit支持基于智能网格的计算，提供诸如基于证书的单个注册和分布应用管理、TeraGrid资源恢复、对用户软件结构的持续监控和TeraGrid的协同能力等。
(2)全球信息网格(GIG)
GIG是美国国防部(DOD)于20世纪90年代末提出并开始建设的一种集成的信息基础设施，由一套全球互联的端对端信息系统、相关程序和人员组成，它可将美军在全球范围内的计算机网、传感器网和武器平台网联为一体，预计在2020年完成。从系统组成上看，GIG将系统分为基础、通信、计算、全球应用和使用人员五个层次。从技术体制上看，GIG包括了多种专用或租借的通信计算机系统和设备、各种软件和数据、安全服务设备，以及有助于谋求信息优势的其他相关技术。
(3)大型物理实验网格(GriPhyN)
GriPhyN是由实验物理学家和IT研究人员共同发起的，其目标是为21世纪的数据密集型科学构建第一台千万亿次计算系统 。GriPhyN计划将通过一个名为“千万亿级的虚拟数据智能网格(PVDG)”的计算环境来满足全球各地成千上万的科学家们的数据密集型计算需求。GriPhyN合作组织计划实行必要的计算机科学研究，最终形成一系列产品型的数据智能网格。
2、 欧洲的网格技术研究
欧洲近来启动了一系列智能网格开发计划，其中包括DataGrid、SIMDAT、NextGRID、AkoGriMo和CoreGRID等计划”。这些项目的情况如下：
(1)DataGrid计划
欧洲数据智能网格计划(DataGrid)涉及到欧盟的二十几个国家，其目的是开发一种能支持全球性分布科学探索的全新环境。该计划旨在设计并开发中间件解决方案和可扩展的测试床，以便于处理千万亿字节的分布式数据、成千上万的资源(如处理器、磁盘等)以及大量同步用户的请求。该计划的重点是高能物理学、地球科学和生物信息科学等科学应用领域。
(2)SIMDAT计划
SIMDAT是欧洲的一个大型智能网格研究计划。该计划的目标是利用数据中心的智能网格技术来开发解决工业复杂问题的方案。主要用于国际经济的四个重要领域：汽车制造、制药、太空研究和气象研究。该项目的7个智能网格技术开发领域包括(除了一般的智能网格结构)：分布式数据访问、VO管理、工作流、实体论、分析服务和知识服务。
(3)NextGRID计划
NextGRID是面向工商业领域建立的下一代智能网格服务结构。该计划针对的是广泛的应用领域：法律部门的数据挖掘；广播和娱乐；金融模型；数字媒体和供应链管理。研究和开发领域包括：智能网格结构、核心服务以及动态联合体和智能网格商业模型。
(4)AkoGriMo计划
AkoGriMo注重为动态虚拟组织提供传输移动通信的智能网格结构和服务。包括两个测试床：E—Learning和Hospital。该计划在下一代智能网格使用的分层方法有：域和应用专门服务、复杂的智能网格服务、核心智能网格服务、网络中间件和移动互连网。该技术在下一代Ipv6网络基础上建立下一代智能网格，并支持操作系统的安全性、账目管理己账和用户。
(5)CoreGRID计划
核心智能网格是一个研究网络，主要用于大规模分布式智能网格和对等技术的基础建设、软件基础设施和应用。主要研究包括从知识，数据管理到问题解决环境的各种情况，有42个组织参加。在欧洲开展智能网格技术研究最积极的是英国、荷兰、意大利与德国。研制“英国国家智能网格”。
3、 日本的网格技术研究
日本认为智能网格计算技术将极大地改变日本的产业结构，成为激活经济的原动力。目前，日本主要在进行国家研究智能网格计划(NAREGI)和生物智能网格计划(BioGrid)的研究。
(1)NAREGI计划
日本文部科学省推出的“激活经济研究开发计划”。目标是使最高运算速度达到100TFLOPS 。并预定从2008年开始在产业界加以应用。包括了一个从2003年开始的五年规划：2005年为中间评估阶段，2006年度开始实施面向实际应用的强化研究，2007年为实证试验时期，2008年进入实用化阶段。五年计划的研究内容可分为三个部分：进行智能网格应用开发的“系统实证研究开发”、进行智能网格中间件开发的“智能网格研究开发”，以及进行运用技术开发的“基础研究”。其中，系统实证研究主要进行有关纳米级分子、电子模拟的应用开发，并计划将NAREGI开发的应用程序和中间件用于分子电子学和生物分子元件领域；智能网格研究则主要是想充分利用现有的成品软件，开发出新的工具和中间件；而基
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