第三章网格的体系结构.ppt

第三章网格体系结构 内 容 五层沙漏结构 开放网格服务体系结构OGSA Open Grid Service Architecture Web Service 资源服务框架WSRF Web Service Resource FrameWork 网络计算体系结构的发展（续） 网格计算体系结构 层次体系结构 开放网格服务体系结构OGSA OGSI→WSRF（WS－Resource Framework） Grid的主要问题 在动态变化的、多机构组成的虚拟组织（VO)内的协作资源共享和问题求解 一个虚拟组织例子: CERN’s Large Hadron Collider 1800 Physicists, 150 Institutes, 32 Countries 100 PB of data by 2010; 50,000 CPUs? Grid Communities Applications:Data Grids for High Energy Physics 网格技术挑战 网格体系结构和网络计算模型 Internet活动规律和特性 网格计算的资源共享和协同的基础理论 Agent？ 协同优化理论？ 标准和协议体系 建立一个开放的信息处理基础设施平台 一个开放的体系结构、标准和协议，以形成信息获取、传输、访问和处理的单一虚拟系统基础平台 屏蔽异构平台、异构语言 网格技术挑战（续） 虚拟组织的管理和协同工作 基于服务的协作集成技术等； 多个系统的协调和集成 服务和应用的自治管理和优化 自动配置和部署 网格的高可靠和可用性技术 资源多层次和多方面的异构性 系统状态的不确定性 异构分布的环境高可靠的保证 单点失败不导致系统， 网格的安全机制和可信技术 多域的安全问题 访问控制模型 可信技术 网格技术挑战（续） 高度灵活的共享关系定义和共享资源的复杂高级控制 细粒度访问控制、代理 灵活，可应付许多资源类型和共享方式 可扩展大量资源、许多的参与者和程序模块 ＱＯＳ的调度和联合分配 记帐技术 各个站点同时履行资源分配的合约，具有事务性原则 网格技术挑战（续） 海量分布数据的存储、分发、访问和管理 高速透明访问多个地点的海量存储系统 统一的数据操作和管理空间 结构化数据访问和管理 非结构化数据访问和管理，etc 网格资源与服务的发现、组织和调度与管理的方法和算法 在线设备的数据自动注释和分类目录 高性能分布数据密集型系统必须使用网络级别、平台级别和构件级别的并行和流水线 高速系统的精确监控 对于算法分析、问题监测和动态自适应配置非常重要 资源、系统、应用的监控 网格系统的自治管理技术 灵活的、自治的资源管理（自动的服务器重启、数据迁移、拥塞避免等） 网格技术挑战（续） 网格的编程模型和语言 我们需要突破传统的程序设计和并行程序设计语言与编程模型 MPI－G？ 网格环境下网格服务的应用形态和高层shell语言 网格工作流语言和机制 面向服务的工作流？ 多域环境下的工作流 网格系统的自适应技术和机制 应用系统在异构分布环境中优化执行； 基于构件技术的网格应用开发环境和工具 面向应用领域的基础支撑工具和服务。 对体系结构基本要求 在技术上，从应用的角度看： 不能破坏现有系统，不能重蹈覆辙（分布操作系统 ） 为应用提供单一分布资源全局视图和聚集各种分布的自治资源成为一个系统 不导致应用程序的重新编写 移植简单 对体系结构基本要求 不同组织之间的资源共享互操作是必不可少的 对资源直接访问，不单单是文件共享和交换 体现在各种资源构件之间和机制之间 标准的协议是至关重要的 允许跨节点的 interoperability 允许 shared infrastructure 需要标准的协议、服务是重要的 标准的APIs/SDKs是重要的 允许应用可移植 没有标准协议互操作很难 (every SDK speaks every protocol?) 基本服务的定义 可共享，避免重复开发和安装 E.g., one port/service/protocol for remote access to computing, not one per tool/appln E.g., Certificate Authorities: expensive to run 网格体系结构设计 在技术上，从Grid 实现者的角度： 一个层次型中间件服务集合（like 现行的系统） 按照现代软件系统的设计原则，以服务的方式为应用工具和应用的开发提供支持； 服务的实现必须能够自由地使用各个层次上的功能和服务进行构造。 （这和许多系统的设计原则不同） Grid “体系结构” 从标准协议、服务角度分析Grid 系统 结果是一个层次协议体系结构 五层沙漏体系结构