網(wǎng)格平臺(tái)globus核心技術(shù)

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1、-網(wǎng)格平臺(tái)Globus的核心技術(shù)清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系高性能所網(wǎng)格研究組陳渝chenyu@hpclab.cs.tsinghua.edu.cn1Globus項(xiàng)目介紹1.1Globus的起源和發(fā)展Globus項(xiàng)目是目前國(guó)際上最有影響的網(wǎng)格計(jì)算項(xiàng)目之一。它發(fā)起于九十年代中期，其前身是I-WAY試驗(yàn)環(huán)境項(xiàng)目，它的最初目的是希望把美國(guó)境內(nèi)的各個(gè)高性能計(jì)算中心通過(guò)高性能網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，方便美國(guó)的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)使用，提高高性能計(jì)算機(jī)的使用效率。隨著對(duì)Globus項(xiàng)目的深入研究，針對(duì)它的目標(biāo)也進(jìn)一步擴(kuò)展，希望通過(guò)Globus項(xiàng)目可方便對(duì)地理上

2、分布的研究人員建立虛擬組織，進(jìn)行跨學(xué)科的虛擬合作。目前，Globus項(xiàng)目把在商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域中WebService技術(shù)融合在一起，希望不僅僅局限于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，而且能夠?qū)Ω鞣N商業(yè)應(yīng)用進(jìn)行廣泛的、基礎(chǔ)性的網(wǎng)格環(huán)境支持，實(shí)現(xiàn)更方便的信息共享和互操作，從而對(duì)商業(yè)模式、工作方式和生活方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。Globus對(duì)信息安全、資源管理、信息服務(wù)、數(shù)據(jù)管理以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境等網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵理論和技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，開(kāi)發(fā)出能在多種平臺(tái)上運(yùn)行的網(wǎng)格計(jì)算工具包軟件（GlobusToolkit），能夠用來(lái)幫助規(guī)劃和組建大型的網(wǎng)格試驗(yàn)和應(yīng)用平

3、臺(tái)，開(kāi)發(fā)適合大型網(wǎng)格系統(tǒng)運(yùn)行的大型應(yīng)用程序。Globus工具包是Globus最重要的實(shí)踐成果，其第一版在1999年推出，其后的主要版本有1.1.x版和2.0版，目前最新版本是2003年初推出2.2版和基于OGSA的Globus3.0Alpha2版，并將于2003年上半年推出基于OGSA體系結(jié)構(gòu)，并且融合了WebService技術(shù)的Globus工具包3.0正式版。1.2Globus系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了有效地支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境，Globus工具包針對(duì)Globus項(xiàng)目中提出的各種協(xié)議，提供了一系列的服務(wù)（service）、軟件庫(kù)、編程

4、接口（API）和使用例子。從總體上講，Globus工具包的實(shí)現(xiàn)主要有四方面的內(nèi)容：（1）網(wǎng)格安全，這是網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境正常運(yùn)行的保證，Globus主要是結(jié)合目前成熟的分布式安全技術(shù)，并進(jìn)行一定的擴(kuò)展，以適合網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的特點(diǎn)；（2）網(wǎng)格信息獲取與發(fā)布，在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中如何發(fā)布資源信息，如何查詢、檢索資源信息是有效使用各種資源的前提條件；（3）網(wǎng)格資源管理，由于網(wǎng)格環(huán)境中的資源主要分布在廣域網(wǎng)環(huán)境中，采用目前常用的局域網(wǎng)資源管理技術(shù)不能有效地對(duì)其進(jìn)行管理，為此Globus在局域網(wǎng)資源管理之上實(shí)現(xiàn)了更高層次的資源管理技術(shù)，在信

5、息服務(wù)的支持下，可有效地支持廣域范圍內(nèi)的資源管理；（4）網(wǎng)格遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)環(huán)境下的高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序基本透明的遠(yuǎn)程文件I/O訪問(wèn)是Globus考慮的重要內(nèi)容。.---上述四方面的技術(shù)可以使得開(kāi)發(fā)在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下的應(yīng)用更加方便，而且使得網(wǎng)格應(yīng)用程序的執(zhí)行效率會(huì)更好。針對(duì)上述四個(gè)方面的內(nèi)容，Globus項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的主要組成部分介紹如下：1網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施－GridSecurityinfrastructure（GSI）:GSI負(fù)責(zé)在廣域網(wǎng)絡(luò)下的安全認(rèn)證和加密通信，提供單點(diǎn)登錄功能、遠(yuǎn)地身份鑒別功能、

6、數(shù)據(jù)傳輸加密功能等，提供了基于GSI協(xié)議的GenericSecurityServicesAPI（GSS-API）接口。是保證網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境安全性的核心部分。2Globus資源分配管理－GlobusResourceAllocationManager(GRAM)：GRAM負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程應(yīng)用的資源請(qǐng)求處理、遠(yuǎn)程任務(wù)調(diào)度處理、遠(yuǎn)程任務(wù)管理等工作，負(fù)責(zé)對(duì)ResourceSpecificationLanguage(RSL)信息的解析和處理工作，是網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中的任務(wù)執(zhí)行中心。3元計(jì)算目錄服務(wù)－MetacomputingDirectoryS

7、ervice(MDS)：MDS主要完成對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中信息的發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、查詢、修改等工作，提供對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的一個(gè)真實(shí)、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)反映。主要基于LightweightDirectoryAccessProtocol（LDAP）協(xié)議，其處理的信息主要是網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中的各種資源（包括數(shù)據(jù)資源、計(jì)算資源等）、服務(wù)和其它主體（entity）的描述。MDS是網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中的信息服務(wù)中心。4全局二級(jí)存儲(chǔ)服務(wù)－GlobalAccesstoSecondaryStorage(GASS)：GASS簡(jiǎn)化了在Globus環(huán)境中應(yīng)用程序?qū)h(yuǎn)程文件

8、I/O的操作，使得使用UNIX和標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言IO庫(kù)的應(yīng)用程序基本不用改動(dòng)就可在Globus環(huán)境中執(zhí)行。GASS是一個(gè)支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境遠(yuǎn)程I/O訪問(wèn)的中間件。5網(wǎng)格FTP服務(wù)－GridFTP：GridFTP是一個(gè)高性能、安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，并針對(duì)高帶寬的廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化。具有支持第三方傳輸、斷點(diǎn)續(xù)傳、并行傳輸、與GSI結(jié)合