２００７年２月 广西轻工业 ＧＵＡＮＧＸＩ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴ ＩＮＤＵＳＴＲＹ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 （总第９９期） 下一代互联网技术——网格技术 涂豫 ，王超 （１．河南工业职业技术学院计算机工程系。河南南阳４７３００９； ２．河南工业职业技术学院团委，河南南阳４７３００９） 【摘 要】网格是一种新兴的技术，正处在不断发展和变化当中。但可以简单地说，网格是一种信息社会的网络基础设施． 它将实现互联网上所有资源的互联互通，包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。 【关键词】网格；资源共享；网格计算 【中图分类号】ＴＰ３９３ 【文献标识码】Ａ 网格是一种新兴的技术，正处在不断发展和变化当中。但 可以简单地说，网格是一种信息社会的网络基础设施，它将实 现互联网上所有资源的互联互通，包括计算资源、存储资源、通 信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。对于什么是网格，中 国科学院计算所所长、中国工程院李国杰院士认为，网格实际 上是继传统互联网、Ｗｅｂ之后的第三次浪潮，可以称之为第三 代互联网应用。 网格将连通一个个信息和资源孤岛，让人们的工作和生活 变得更方便。它将分布在不同地理位置的计算资源包括ＣＰＵ、 存储器、数据库等，通过高速的互联网组成充分共享的资源集 成，从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。人们用 这些资源就像用电源一样，不必计较这些资源的来源和负载情 况。通过网格计算技术，位于日内瓦的西欧高能物理研究中心 工作人员，在网上操作，就可以把任务交给位于法国里昂的计 算机集群上去完成，而不必花许多钱去建立一个巨大的计算机 集群。 伊安福斯特（ＩａｎＦｏｓｔｅｒ）是美国计算网格项目的领导人之 一，曾在Ｉ９９８年主编过一本书，题为《网格：２１世纪信息技术 基础设施的蓝图》。他这样描述网格：“网格是构筑在互联网上 的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据 库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提 供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮 件、网页浏览等通信功能，而网格功能更多更强，能让人们透明 地使用计算、存储等其它资源。” 利用网格，芯片设计厂家可以将他们在数星期内方可完成 的设计任务在数小时之内就可顺利完成，从而大大节省了产品 面市时间；同样，汽车制造厂商可以利用网格进行模型的模拟 测试，从而取代原来的电路测试和风洞试验，降低了产品成本； 在金融行业，网格在风险抵抗等方面有良好的表现；在基因工 程领域，网格则是药物分子模拟、药物研究、基因测序等应用的 最理想工具。 简单地讲，网格是把整个因特网整合成一台巨大的超级计 算机，实现各种资源的全面共享。当然，网格并不一定非要这么 大，也可以构造地区性的网格，如中关村科技园区网格、企事业 【作者简介】Ｓｍ（１９７６＿－），河南南阳人，讲师。 【文章编号】１００３—２６７３（２００７）０２—００５９一Ｏ１ 内部网格、局域网网格，甚至家庭网格和个人网格等等。网格的 根本特征不是它的规模，而是资源共享，消除资源孤岛。 我国的科学研究、国民经济和社会发展已经对网格技术提 出了很大的需求，只是使用了不同的术语。比如，银行界的术语 叫“业务集中”，航空、船舶、汽车行业叫“广域虚拟设计环境”， 资源环境领域叫“单一数据源”，电子商务和电子政务中则称为 “资源共享”与“协同工作”。这些业务都感到目前需要的互联网 技术不够用，而它们需要的新技术就是网格技术。 我们有了互联网，有了便宜的网络和工作在千兆赫兹的处 理器。另外，每一个公司都有着大量的未被开发的计算能力，当 每个２ ＧＨｚ的奔腾处理器开机闲置，等候键盘指令的时候，网 格的潜力就非常明显。更重要的是，我们有了广受支持的网格 计算的开放式网格服务架构（Ｏｐｅｎ Ｇｒｉｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ａｒｅｈｉｔｅｃ— ｔｕｒｅ，即ＯＣＳＡ）。 网格计算（Ｇｃ）又称效用计算是一高新概念、计算领域的 重大挑战而且还是下一技术热点，企业终端用户可以垂手可 得。“网格”和标准的网络计算看起来全然不同。今天我们的很 多服务都是基于客户机一服务器的。在这种模式中，通过确认 客户，检查他们的授权级别以决定客户可以在服务器上做什么 来确保安全。而对于“网格”，客户机和服务器的功能划分远没 有这么明确，一台计算机可以在要求另一台计算机去完成一项 任务的同时，还为其他的机器进行着一项任务。你无需了解这 些互动是通过怎样的途径来实现的，你不需要登录到几百台完 成你的工作可能用到的计算机上去，或者去鉴别每一个可能利 用你的电脑来完成他们工作的人。 而且，你可以在其它人的机器上创建一个任务，再由这台 机器来向其他的机器进行进一步地任务分配，在开放标准上运 行的内容不同，它们对安全性的要求也是不一样的。这种情况 下，不可能把它作为一个单独的个体来管理，因此网格管理依 靠的是社区授权。你成为一个社区的一部分，你在这个社区里 可以做什么取决于这个社区被允许做什么。 ＯＧＳＡ综合现有的概念和新的协议确立了开放式网格服 务架构。建立在这一概念上的虚拟组织（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ８ （下转第８１页） ５９ 维普资讯 http://www.cqvip.com 当时的ＣＡＩ课件大多以演示为主。第二阶段是计算机辅助学 习阶段，也叫ＣＡＬ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ—ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）阶段，这个阶 段信息技术的运用逐步从以教为主转向以学为主，强调的是如 何利用计算机作为辅助学生学习的工具。例如用计算机帮助搜 集资料，辅助自学、讨论答疑等，即不仅用计算机辅助教师的 环境，把学生的主动性、积极性调动起来，使学生的创 新思维及实践能力在整合过程中得到有效的锻炼，从 知识的传递者转变为学习的组织者和协调者。 ５信息技术将改变传统的教学模式 传统的教学模式的特点是以课堂讲授为主，强调学生领会 教师，学生单独作业，教师是无所不知的，所讲授的内容陈旧及 文化的单一性。这种灌输式的教学极大的限制了学习者的自主 教，更强调用计算机辅助学生的学。第三阶段是信息技术与课 程整合阶段，也叫ＩＩＴＣ（Ｉｎｔｅｒｇｒａｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ）阶段，这一阶段不仅将以计算机为核心的 信息技术用于辅助教或辅助学，而是更强调信息技术与学科的 整合问题，强调要利用信息技术创建较为理想的学习环境及教 学、学习方式，实现师生互动和生生互动，从而使信息技术成为 学生主动发展的有效载体和平台，它要求从根本上改变传统的 学习，它已经无法适应当今的信息技术的飞速发展以及新教育 观念的不断涌现的状况。 实践中，教育信息化因在形式上具有代替教师讲课，代替 教育写板书，以电子教材代替印刷教材，实现网上学习，实现 教学结构和教学模式，达到培养创新精神和实践能力的要求， 从而提高学生的综合素质。 ＣＡＩ学习等效果，因代替性、省力性、顺利性、效率性也成为评 价教育信息化的尺度。但仅仅用机器论的观点来认识教育信息 化，来理解教育信息化的目的，必将使教育信息化走向歧途。以 计算机和网络化为基础的教育信息化中，计算机是教师的同 事，象铅笔一样，了无痕迹地结合在教学中。学生也不是为了学 计算机而学计算机，而是在产生需要时自发地学习所需知道的 ３教育信息化将使教学方式和学习方式更加灵活多 样。 信息技术在教育中的广泛应用必然会对教学过程产生深 刻的影响。新媒体和新技术为丰富教学方式提供了条件和依 据。教师在教学过程中有了更广泛的选择余地和更丰富的创作 计算机知识和技能。而信息技术支持下的互联网平台的建立， 为网络教育的推行与发展创造了良好的条件，更为人们的教育 社会化、学习生活化以及终身教育的愿望的实现提供了保证。 每一位学习者都可以按照自己的方式学习，使自主学习成为必 然。 空间。信息技术对传统的阅读和写作方式也产生了深刻的影 响。阅读从文本阅读走向超文本阅读、高效率检索式阅读。多媒 体电子读物的出现使知识的联结由线性的变成网状的，由抽象 化的文字扩展为文字、图像、声音、三维动画等多种媒体。写作 从手写走向键盘输入、扫描输入、语音输入等，以及图文、声形 并茂的多媒体写作方式。 总之，随着以计算机为核心的信息技术的发展，信息技术 进入教育领域已成为必然趋势。信息技术在教育领域里的应 用，带来了教育信息资源的极大丰富和教育手段的多样化，同 时，也正在促进教育观念的转变和教育结构的变革，它将会大 大改变教育的面貌，并且提高教育的质量。 ４教育信息化强调要把信息技术作为促进学生主动 学习的认知工具和情感激励工具，利用信息技术所提 供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习 （上接第５９页） 即ＶＯｓ），通过标准的界面和约定来创建、终止、管理瞬时服务 并进行动态管理。定义这些服务的约定使用了现有的网络服务 软的路线是通过其Ｎｅｔ计划和Ｃ＃语言实现万维网服务；Ｓｕｎ 则通过Ｏｐｅｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（Ｓｕｎ ＯＮＥ）计划和Ｊａｖａ平 台来实现它。另外，ＩＢＭ最近宣布，将投资４０亿美元，启动一个 全公司的“网格计算创新计划”；Ｓｕｎ则在２０００年９月公布了 其网格引擎软件。 在国内，中国科学院计算技术研究所对网格技术的研究已 较为深入。计算所的网格技术研究在尽量使用国际上已有的先 进技术的同时，坚持自己的创新。有特色，才能参与国际标准的 制订。计算所网格研究的最大特色是“服务网格”的思想，而国 际上的网格研究目前主要面向科学计算。 企业界的网格相关研究开发工作中，最重要的就是Ｗｅｂ 服务。目前，一些业界巨头已经就几个底层标准协议达成了共 识，包括ＸＭＬ、ＳＯＡＰ、ＷＳＤＬ、ＵＤＤＩ等。与“正统”的网格研究 定义语言（ｗＤＳＬ），这是一种基于ＸＭＬ语言的，用数据或可执 行的内容来表达信息的方法。这些方法把服务和现有的 ＳＯＡＰ，ＭＩＭＥ和ＨＴＴＰ联系起来。 目前，网格的研究主要在美国和欧洲。英国政府已投资１ 亿英镑，用来研制“英国国家网格（ＵＫ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｒｉｄ）”。美国政 府用于网格技术基础研究经费则已达５亿美元。美国军方正规 划实施一个宏大的网格计划，叫做“全球信息网格（Ｇｌｏｂａｌ Ｉｎ— ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｇｒｉｄ）”，预计在２０２０年完成。作为这个计划的一部 分，美国海军和海军陆战队已启动了一个耗资１６０亿美元历时 ８年的项目，包括系统的研制、建设、维护和升级。 随着网格研究在学术界的加速，信息产业界的大公司也相 继公布了与网格目标一致的研究开发计划。惠普、ＩＢＭ、微软、 Ｓｕｎ等公司最近取得共识，支持ＸＭＬ、ＳＯＡＰ、ＵＤＤＩ等万维网 标准，从而更有利于开发新一代的网络应用，即万维网服务。其 不同，Ｗｅｂ服务的重点是产品开发，其相关产品可望在今明两 年在市场上开始普及。 参考文献 目的是将因特网上的资源和信息汇聚在一起，组合成企业和消 费者所需要的服务。惠普推出了ｅＳｐｅａｋ万维网服务平台；ＩＢＭ 用它的ＷｅｂＳｐｈｅｒｅ平台和一系列中间件实现万维网服务；微 （美）李（Ｌｉ，Ｍ．），（美）贝克（Ｂａｋｅｒ，Ｍ）．网格计算核心技术． 北京：清华大学出版社． ８１