網(wǎng)格50題

主題：網(wǎng)格

關(guān)于題目難度的解釋：      

★                  了解概念，基礎(chǔ)題目

★★              理解概念，有所擴展

★★★          引用實例，開放性問題（答案可能不唯一）

針對難度的題目數(shù)目統(tǒng)計：

       ★                  17題

       ★★              22題

       ★★★          11題

題目

1，請解釋五層沙漏結(jié)構(gòu)的概念。★

答：

五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種早期的抽象層次結(jié)構(gòu)，以“協(xié)議”為中心，強調(diào)協(xié)議在網(wǎng)格的資源共享和互操作中的地位。通過協(xié)議實現(xiàn)一種機制，使得虛擬組織的用戶與資源之間可以進行資源使用的協(xié)商、建立共享關(guān)系，并且可以進一步管理和開發(fā)新的共享關(guān)系。這一標準化的開放結(jié)構(gòu)對網(wǎng)格的擴展性、互操作性、一致性以及代碼共享都很有好處。下圖為五層沙漏結(jié)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)圖。

五層結(jié)構(gòu)之所以形如沙漏，是由各部分協(xié)議數(shù)量的分布不均勻引起的。考慮到核心的移植、升級的方便性，核心部分的協(xié)議數(shù)量相對比較少 (例如Internet上的TCP和HTTP)，對于其最核心的部分，要實現(xiàn)上層協(xié)議（沙漏的頂層）向核心協(xié)議的映射，同時實現(xiàn)核心協(xié)議向下層協(xié)議（沙漏的底層）的映射。按照定義，核心協(xié)議的數(shù)量不能太多，這樣核心協(xié)議就成了一個協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的瓶頸。在五層結(jié)構(gòu)中，資源層和連接層共同組成這一核心的瓶頸部分，它促進了單獨的資源共享。

2，請解釋OGSA的概念。★

答：

開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)OGSA（Open Grid Services Architecture）是Global Grid Forum 4的重要標準建議，是繼五層沙漏結(jié)構(gòu)之后最重要、也是目前最新的一種網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，被成為下一代的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。其中心思想是：以服務(wù)為中心的模型；同一的Web Service框架；突破科技應用領(lǐng)域。建造OGSA的兩大支撐技術(shù)是網(wǎng)格技術(shù)（如Globus軟件包）和Web Service。五層模型與OGSA都相當重視互操作性，但OGSA更強調(diào)服務(wù)的觀點，將互操作性問題轉(zhuǎn)化為定義服務(wù)的接口和識別激活特定接口的協(xié)議。

3，五層沙漏結(jié)構(gòu)自下到上分別為（）。★

（A）構(gòu)造層、資源層、連接層、匯聚層、應用層

（B）構(gòu)造層、連接層、資源層、匯聚層、應用層

（C）構(gòu)造層、連接層、匯聚層、資源層、應用層

（D）資源層、連接層、構(gòu)造層、匯聚層、應用層

（E）應用層、連接層、匯聚層、構(gòu)造層、資源層

答：

選B。

4，下面對五層沙漏結(jié)構(gòu)中各層作用描述錯誤的是（）。★

（A）構(gòu)造層：定義了一些對單個的資源共享操作協(xié)議

（B）連通層：定義了Grid網(wǎng)絡(luò)事務(wù)處理的通信和驗證協(xié)議，基于Internet協(xié)議

（C）資源層：提供一套對局部資源控制的工具和接口

（D）聚合層：提供多個資源協(xié)同工作

（E）應用層：提供Grid的系統(tǒng)開發(fā)和應用開發(fā)工具、環(huán)境

答：

       選AC。

5，Ian Foster提出的判斷是否網(wǎng)格的三個標準是什么？★

答：

網(wǎng)格必須同時滿足三個條件：

（1）在非集中控制的環(huán)境中協(xié)同使用資源；

（2）使用標準的、開放的和通用的協(xié)議和接口

（3）提供非平凡的服務(wù)。

（參考2002 年7 月Ian Foster的《什么是網(wǎng)格？判斷是否網(wǎng)格的三個標準》）

6，下面列出的網(wǎng)格服務(wù)接口中，（）是已有服務(wù)接口，其中（）接口是必須的。★

（A）GridService

（B）Registry

（C）Factory

（D）WebService

（E）HandleMap

答：

       選（ABCE），選（A）。

7，網(wǎng)格核心服務(wù)技術(shù)包括哪些？★

答：

（1）       高性能調(diào)度技術(shù)；

（2）       高吞吐率資源管理技術(shù)；

（3）       性能數(shù)據(jù)收集、分析和可視化技術(shù)；

（4）       安全技術(shù)。

8，網(wǎng)格應用主要分為（）這幾個主要部分。★

（A）分布式超級計算

（B）分布式儀器系統(tǒng)

（C）分布式存儲系統(tǒng)

（D）遠程沉浸

（E）數(shù)據(jù)密集型計算

答：

       選ABDE。

9，Globus項目的實現(xiàn)目標是什么？Globus系統(tǒng)主要有哪些部分組成？★

答：

       Globus項目發(fā)起于20世紀90年代中期，最初的目的是希望把美國境內(nèi)的各個高性能計算中心通過高性能網(wǎng)絡(luò)連接起來，方便美國的大學和研究機構(gòu)使用，提高高性能計算機的使用效率。目前，Globus項目把在商業(yè)計算領(lǐng)域中的Web Service技術(shù)融和在一起，希望不僅僅局限于科學計算領(lǐng)域，還能夠?qū)Ω鞣N商業(yè)應用進行廣泛的、基礎(chǔ)性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持，實現(xiàn)更方便的信息共享和互操作，從而對商業(yè)模式、人員的工作方式和生活方式產(chǎn)生深遠的影響。Globus目前的主要工作是建立支持網(wǎng)格計算的通用協(xié)議，開發(fā)支持網(wǎng)格計算的服務(wù)，實現(xiàn)支持網(wǎng)格計算環(huán)境的軟件開發(fā)工具。

       Globus系統(tǒng)的主要組成部分有：

（1）       網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施（GSI），負責在廣域網(wǎng)絡(luò)下的安全認證和加密通信，提供單點登錄功能、遠地身份鑒別功能、數(shù)據(jù)傳輸加密功能等，提供了基于GSI協(xié)議的接口，是保證網(wǎng)格計算安全性的核心部分。

（2）       Globus資源分配管理（GRAM），負責遠程應用的資源請求處理、遠程任務(wù)調(diào)度處理、遠程任務(wù)管理等工作，負責對資源描述語言信息的解析和處理工作，是網(wǎng)格計算環(huán)境中的任務(wù)執(zhí)行中心。

（3）       元計算目錄服務(wù)（MDS），主要完成對網(wǎng)格計算環(huán)境中信息的發(fā)現(xiàn)、注冊、查詢、修改等工作，提供對網(wǎng)格計算環(huán)境的一個真實、實時的動態(tài)反應，是網(wǎng)格計算環(huán)境中的信息服務(wù)中心。

（4）       全局二級存儲服務(wù)（GASS），簡化在Globus環(huán)境中應用程序?qū)h程文件I/O的操作，使得使用UNIX和標準C語言I/O庫的應用程序基本不用改動就可以在Globus環(huán)境中中興，是一個支持網(wǎng)格計算環(huán)境遠程I/O訪問的中間件。

（5）       網(wǎng)格FTP服務(wù)，是一個高性能、安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，并對高帶寬的廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行了優(yōu)化，是網(wǎng)格計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸工具。

（6）       Globus復制管理，將部分相關(guān)數(shù)據(jù)只能的放置在距離科學應用程序最近的位置，使得科學應用程序可以快速的對數(shù)據(jù)進行訪問。

10，什么是網(wǎng)格，網(wǎng)格的目標？★

答：

網(wǎng)格是從電力網(wǎng)格中借鑒過來的一個概念，原本是希望計算力和計算資源能夠象電力一樣，“打開電源開關(guān)就可以使用”，不用去關(guān)心是誰、如何提供的這些服務(wù)。網(wǎng)格的目標是抽象并量化計算資源，隨時隨地能夠通過網(wǎng)絡(luò)“定額”完成“定量”的計算相關(guān)的工作。

11，網(wǎng)格的本質(zhì)特征是什么？★

答：

網(wǎng)格的本質(zhì)特征是：分布與資源共享：分布是網(wǎng)格最本源的特征，網(wǎng)格是通過集中分散的資源來完成計算的，資源的共享是一種集中資源的手段高度抽象：把計算力和所有的計算資源高度抽象成為用戶可見的“電源接線板”，其它的東西對用戶透明。自相似：在大尺度上和小尺度上有相同或者類似的規(guī)律動態(tài)性和多樣性：和電力網(wǎng)格一樣，用戶的需求是變化的，所以動態(tài)性是網(wǎng)格需要考慮的一個基本問題自治性與管理的多重性：網(wǎng)格節(jié)點內(nèi)部的自治和外部的受控整合是網(wǎng)格的一個特征，分層的資源需要層次化的管理，而分層來自于網(wǎng)格節(jié)點的歸屬問題和性能方面的考慮。

12，網(wǎng)格在應用領(lǐng)域體現(xiàn)出來的優(yōu)勢主要是    、    。★

答：

高性能、低成本。

13，網(wǎng)格的主要有那些體系結(jié)構(gòu)？★

答：

Foster等在早些時候提出的五層沙漏結(jié)構(gòu)，從底層開始分別為構(gòu)造層、連接層、資源層、匯聚層和應用層，這是早期的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，后來OGSA的出現(xiàn)使得這種體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)淡化了。美國Globus項目提出的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)模型采用本地服務(wù)層、核心服務(wù)層、高層服務(wù)與工具層、應用層四層結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，美國的Argonne國家實驗室、芝加哥大學、南加州大學和IBM公司共同提出了開放式網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(OGSA)。OGSA采用纖維層、聯(lián)絡(luò)層、資源層、協(xié)作層、應用層五層結(jié)構(gòu)。

14，網(wǎng)格（Grid）的起源是什么？★

答：

“網(wǎng)格”（Grid）一詞來源于人們熟悉的電力網(wǎng)（Power Grid）。目前對計算力的需求正在持續(xù)不斷地增長。高速網(wǎng)絡(luò)、功能和性能更加強大的大規(guī)模計算系統(tǒng)、高性能存儲系統(tǒng)以及高級數(shù)據(jù)分析軟件的應用為解決商業(yè)領(lǐng)域和科學領(lǐng)域的計算問題帶來了希望。但是利用這些新的能力意味著應付不斷增加的工作負荷要求所帶來的空前挑戰(zhàn)。當一個組織機構(gòu)在努力保持競爭力的時候他們面臨許多前所未有的挑戰(zhàn)：減少計算費用、增加計算吞吐量、加快對市場的響應、改進生產(chǎn)服務(wù)質(zhì)量和產(chǎn)品創(chuàng)新等都是非常重要的。一個組織機構(gòu)在硬件方面的投資需要謹慎地進行權(quán)衡，并且必須找到利用可得資源完成更多工作的方法。盡管對計算力的需求是非常大的，但是許多現(xiàn)有的系統(tǒng)都沒有得到充分利用。其中一些單個服務(wù)器也許滿負荷工作，但是大多數(shù)系統(tǒng)卻不是滿負荷工作的，使許多計算周期沒有使用，而實際上這些計算周期可以用于滿足不斷增長的計算資源需求。網(wǎng)格計算使組織機構(gòu)可以更加有效地和靈活地用他們的分布式計算資源，從現(xiàn)有的系統(tǒng)中獲取更加有用的計算力，幫助組織機構(gòu)獲得競爭優(yōu)勢。

15，Globus項目的網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施GSI重要集中在網(wǎng)絡(luò)的    和    ，并強調(diào)與現(xiàn)有分布式安全技術(shù)的融和。GSI基于    加密體系，采用    認證和    通信協(xié)議，并對它們進行了一定的擴展，使得GSI可以支持單點登錄。★

答：

       傳輸層、應用層、公鑰、X.509、SSL。

16，下面選項中，哪些是常用網(wǎng)格應用程序開發(fā)工具（）。★

（A）CoG Kits

（B）GT3

（C）Java CoG Kit

（D）MPICH-G2

（E）CORBA

答：

       選ABCD。

17，Globus的數(shù)據(jù)管理主要組成部分包括哪些內(nèi)容？★

答：

（1）       全局二級存儲服務(wù)GASS，通過GASS可以簡化在Globus環(huán)境中應用程序?qū)h程文件I/O的操作，使得使用UNIX和標準C語言I/O庫的應用程序基本上不用改動就可以在Globus環(huán)境中運行；

（2）       網(wǎng)格FTP服務(wù)，GridFTP支持第三方傳輸、斷點續(xù)傳、并行傳輸、與GSI結(jié)合的安全認證、緩存等特性，是網(wǎng)格計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸工具；

（3）       Globus復制管理，復制管理是一大類科學應用程序中需要考慮的重要問題，由于存在對大型遠程文件的訪問，Globus復制目錄通過把部分相關(guān)數(shù)據(jù)智能的放置在離科學應用程序最近的位置，使得科學應用程序可以快速的對數(shù)據(jù)進行訪問。

18，首款用于網(wǎng)格計算的數(shù)據(jù)庫應用服務(wù)器已經(jīng)正式面市，這款產(chǎn)品是（）。★★

（A）Microsoft SQL 2004

（B）Oracle 10g

（C）GridBase

（D）DB2 for Grid

（E）Sybase

19，網(wǎng)格的五個主要應用領(lǐng)域：分布式超級計算、分布式儀器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)密集型計算、遠程沉浸和信息集成。實際上，這五個應用在現(xiàn)在的萬維網(wǎng)上也能實現(xiàn)，那么網(wǎng)格在這些應用領(lǐng)域的優(yōu)勢體現(xiàn)在什么地方？★★

答：

網(wǎng)格的優(yōu)勢體現(xiàn)在按需計算各取所愿上。按需計算的網(wǎng)格代表了量子化基本單元、格式化資源共享、形式化公共協(xié)議和公理化組合創(chuàng)新的思想。網(wǎng)格是可視、可譜、可拓和可控的策略性創(chuàng)新工具，能從體系結(jié)構(gòu)上推動智能計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

20，網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的基本要求包括哪些內(nèi)容？★★

答：

（1）為應用提供單一分布資源全局視圖和聚集各種分布的自治資源成為一個系統(tǒng)，不能破壞現(xiàn)有系統(tǒng)，不導致應用程序的重新編寫；

（2）不同組織之間的資源共享互操作是必不可少的，可以對資源直接訪問而不單單是文件共享和交換，具體體現(xiàn)在各種資源構(gòu)件之間和機制之間；

（3）有一套標準的協(xié)議是至關(guān)重要的，在遵守標準協(xié)議的前提下，才能使允許跨節(jié)點的協(xié)同工作、允許基礎(chǔ)下部組織共享成為可能；沒有標準的協(xié)議，互操作和共享很難實現(xiàn)，重復開發(fā)和安裝不可避免；

（4）從Grid實現(xiàn)者的角度來看，網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是一個層次型中間件服務(wù)集合，按照現(xiàn)代軟件系統(tǒng)的設(shè)計原則，以服務(wù)的方式為應用工具和應用的開發(fā)提供支持，而服務(wù)的實現(xiàn)必須能夠自由地使用各個層次上的功能和服務(wù)進行構(gòu)造。

21，下圖是一個數(shù)據(jù)挖掘的例子，它是基于     結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，認證是在圖示中的第    步完成的。★★

答：

       OGSA結(jié)構(gòu)，2。

22，請解釋網(wǎng)格計算和Web Service的關(guān)系。★★

答：

       網(wǎng)格計算與Web Service之間存在著密切的關(guān)系：Web Service的核心是在大的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上將各種應用連接起來，借助于Web標準UDDI、WSDL和XML/SOAP等將Internet從一個通信網(wǎng)絡(luò)進一步發(fā)展到一個應用平臺。當越來越多的Web Service實現(xiàn)后，應用的各種特征將會隨之改變。一些應用就可以根據(jù)需要或者是根據(jù)可以得到的功能，從可得的服務(wù)中來動態(tài)構(gòu)造。

OGSA吸納了許多Web服務(wù)標準，如Web服務(wù)描述語言（WSDL）、簡單對象訪問協(xié)議（SOAP）、輕目錄訪問協(xié)議（LDAP）、Web服務(wù)探測（WS-Inspection）等。這些標準用于定位、調(diào)度計算資源并保證它們的安全。OGSA采用Web服務(wù)框架的優(yōu)點是：一方面，通過注冊和發(fā)現(xiàn)接口定義和終端實現(xiàn)描述以及動態(tài)產(chǎn)生特定接口綁定的代理，在異構(gòu)環(huán)境中能夠支持服務(wù)的動態(tài)發(fā)現(xiàn)和合成。另一方面，由于Web服務(wù)機制在商業(yè)應用領(lǐng)域廣泛采用，OGSA采用Web服務(wù)框架使人們能夠利用許多現(xiàn)有的開發(fā)工具和擴展服務(wù)，如產(chǎn)生語言綁定的WSDL處理器。

       有些人認為Web Service和Grid Service都需要發(fā)現(xiàn)服務(wù)，進而將服務(wù)綁定，以集成到應用之中，于是把Web Service和Grid Service當成一回事，這是錯誤的。Web service強調(diào)永久服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和調(diào)用，Web service的服務(wù)是無狀態(tài)的，但在網(wǎng)格環(huán)境中，必須也要支持瞬時服務(wù)實例, 動態(tài)地創(chuàng)建和取消。可以說，Grid Service只是用了Web Service的一層外皮。

 

23，下圖是五層沙漏結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)還是OGSA的系統(tǒng)，并說出你的理由。★★

答：

       OSGA結(jié)構(gòu)。因為從圖中可以看出，此系統(tǒng)實現(xiàn)了必須的Grid Service接口，并通過Miner Factory、DataBase Factory等接口provider的協(xié)作可以支持創(chuàng)建臨西服務(wù)。

24，OGSA有四個主要層次：物理與邏輯資源、定義網(wǎng)格服務(wù)的Web服務(wù)與OGSI擴展、基于OGSA架構(gòu)的服務(wù)，以及網(wǎng)格應用程序。你怎樣理解這句話？★★

答：

       不完全正確。這句話描述的應該是服務(wù)網(wǎng)格，但對其他網(wǎng)格不一定合適，例如計算網(wǎng)格。

25，網(wǎng)格與分布式系統(tǒng)有何區(qū)別？★★

答：

       網(wǎng)格計算是一種新的高性能的分布式計算方法。網(wǎng)格計算作為新一代的分布式計算方法，與傳統(tǒng)分布式計算的主要區(qū)別在于在沒有集中控制機制的情況下，通過對計算資源進行大規(guī)模共享，滿足應用對高性能計算要求，并且這種對計算資源進行大規(guī)模共享是動態(tài)的、柔性的、安全的和協(xié)作式的。

26，調(diào)度的目的在于使運行的大量應用在共享網(wǎng)格各種資源的同時獲得最大的性能。網(wǎng)格調(diào)度相對傳統(tǒng)高性能計算中的調(diào)度策略和技術(shù)不同之處在什么地方？★★

答：

       相對于傳統(tǒng)的高性能計算中的調(diào)度技術(shù)和策略，網(wǎng)格調(diào)度更加復雜。這是因為任何一個網(wǎng)格調(diào)度器都無法對所有的網(wǎng)格資源進行管理，而只能使針對一定范圍內(nèi)的網(wǎng)格資源。另外，網(wǎng)格資源還是動態(tài)變化的。由于其他應用引起的資源競爭對性能影響很大，而且會經(jīng)常出現(xiàn)，網(wǎng)格資源的復雜多樣，不同類型的資源會展示出不同的性能特征，而且相同類型的資源由于共享等原因所展示的性能也是隨時間變化的。因此網(wǎng)格的調(diào)度，需要建立隨時間變化的性能預測模型，充分利用網(wǎng)格的動態(tài)信息來表示網(wǎng)格性能的波動，而且網(wǎng)格的調(diào)度必須考慮到多種多樣的環(huán)境和條件，這是由網(wǎng)格異構(gòu)性和多樣性等特征所決定的。在網(wǎng)格調(diào)度中，還存在著移植性、擴展性、效率、可重復性以及網(wǎng)格調(diào)度和本地調(diào)度結(jié)合等問題，這些都是網(wǎng)格技術(shù)需要解決的問題。

27， 闡述一下你對集群和網(wǎng)格之間相同和不同之處的理解。★★

答：

他們都是分布式系統(tǒng)，目標很多相近的地方，共享和協(xié)同，所以技術(shù)上也有相似的地方。但是條件和環(huán)境不同，集群一般是同構(gòu)（也有異構(gòu)的），地域上十分近，要想性能越強就需要越近。一般是在一個屋子里面，至少也是在一個局域網(wǎng)范圍內(nèi)。網(wǎng)格的范圍就廣的多了。無論從地域的廣度，還是系統(tǒng)組成的復雜性。網(wǎng)格的組成可以很復雜，包括專用存儲器，各種儀器設(shè)備等，當然其中也包括集群，各種類型的硬件，各種不同的系統(tǒng)軟件，還有功能復雜的中間件。從分布式系統(tǒng)來說，最集中的方式就是集群，最分散的方式就是網(wǎng)格。屬于分布式的兩端。

28，請問網(wǎng)格如何分類，并分別進行解釋。★★

答：

（1）計算網(wǎng)格：強調(diào)計算力獲取、管理等的網(wǎng)格；

（2）數(shù)據(jù)網(wǎng)格：強調(diào)數(shù)據(jù)存儲、管理、傳輸、處理的網(wǎng)格；

（3）訪問網(wǎng)格：強調(diào)信息存儲、管理、傳輸、處理的網(wǎng)格；

（4）信息網(wǎng)格：強調(diào)數(shù)據(jù)存儲的網(wǎng)格；

（5）服務(wù)網(wǎng)格：強調(diào)應用服務(wù)集成的網(wǎng)格；

（6）知識網(wǎng)格：強調(diào)知識存儲、管理、傳輸、處理的網(wǎng)格；

（7）語義網(wǎng)格：強調(diào)語義解析的網(wǎng)格，實現(xiàn)語義互操作；

（8）訪問網(wǎng)格：提供單一訪問通道獲取網(wǎng)格資源的網(wǎng)格；

（9）網(wǎng)格門戶：提供網(wǎng)格單一訪問通道。

29，介紹一些國外的主要網(wǎng)格項目的狀況？★★

答：

美國科學格網(wǎng)項目的目標是建立基于格網(wǎng)中間件Gridware）和系統(tǒng)工具的高級分布式計算基礎(chǔ)設(shè)施（ADCI）使能源部科學計算體系的可伸縮性滿足能源部內(nèi)部科學研究任務(wù)要求。    遠程分布式計算與通信項目的目標是創(chuàng)建一個用于訪問美國能源部三個武器實驗室的具有可操作性的格網(wǎng)，以支持國防計劃中遠程計算和分布式計算這兩個關(guān)鍵戰(zhàn)略領(lǐng)域復雜的分析、設(shè)計、制造、認證功能。

地球系統(tǒng)格網(wǎng)（Earth System Grid II，ESG）項目由阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）等五個國家實驗室的科學家聯(lián)合承擔。主要目標是解決從全球地球系統(tǒng)模型分析和發(fā)現(xiàn)知識所面臨的巨大挑戰(zhàn)，為下一代氣候研究提供一個無縫的強大的虛擬協(xié)同環(huán)境。

國家地震工程仿真格網(wǎng)的目標使地震研究人員能夠進行各種地震工程實驗數(shù)據(jù)分析的大規(guī)模計算任務(wù)。

此外，目前美國正在進行的格網(wǎng)計算研發(fā)項目還包括Globus、美國航空航天局（NASA）的信息動力格網(wǎng)（Information Power Grid，IPG）、美國國家技術(shù)格網(wǎng)（National Technology Grid）、虛擬實驗室項目（Virtual Laboratory Project）、天體物理仿真合作實驗室（Astrophysics Simulation Collaboratory，ASC）、國際虛擬數(shù)據(jù)格網(wǎng)實驗室（International Virtual Data Grid Laboratory，iVDGL）等。

Globus目標構(gòu)建一個格網(wǎng)軟件基礎(chǔ)設(shè)施。研究內(nèi)容包括資源管理、數(shù)據(jù)訪問、應用開發(fā)、格網(wǎng)安全等。目前全球許多用戶利用Globus工具包創(chuàng)建格網(wǎng)和開發(fā)格網(wǎng)應用。

信息動力格網(wǎng)的目標是為國家航空航天局科學研究任務(wù)提供持續(xù)、可靠的計算動力源。

美國國家技術(shù)格網(wǎng)項目的目標是創(chuàng)建一個無縫集成的協(xié)同計算環(huán)境原型系統(tǒng)。

虛擬實驗室項目致力于研究、設(shè)計、開發(fā)能夠幫助解決數(shù)據(jù)密集的、涉及大規(guī)模計算的分子生物學問題的格網(wǎng)技術(shù)。

天體物理仿真合作實驗室項目的主要目標利用Cactus和Globus格網(wǎng)計算的研究成果為高級可視化交互和元計算提供大規(guī)模并行計算能力，實現(xiàn)在相對論天體物理學領(lǐng)域的大規(guī)模仿真。

國際虛擬數(shù)據(jù)格網(wǎng)實驗室項目由歐盟的數(shù)據(jù)格網(wǎng)（DataGrid）、美國的格網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)（Grid Physics Network）和粒子物理數(shù)據(jù)格網(wǎng)（Particle Physics Data Grid）協(xié)作創(chuàng)建。

30，什么是P2P計算，與網(wǎng)格有什么關(guān)系？★★

答：

對等（P2P）計算是在Internet上實施分布式計算的新模式。在這種模式下，服務(wù)器與客戶端的界限消失了，網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點都可以“平等”共享其他節(jié)點的計算資源。IBM為對等下了如下定義：對等系統(tǒng)由若干互聯(lián)協(xié)作的計算機構(gòu)成，且至少具有如下特征之一：系統(tǒng)依存于邊緣化（非中央式服務(wù)器）設(shè)備的主動協(xié)作，每個成員直接從其他成員而不是從服務(wù)器的參與中受益；系統(tǒng)中成員同時扮演服務(wù)器與客戶機的角色；系統(tǒng)應用的用戶能夠意識到彼此的存在，構(gòu)成一個虛擬或?qū)嶋H的群體。網(wǎng)格采用P2P計算體系結(jié)構(gòu)。

31，何為元計算，與網(wǎng)格是什么關(guān)系？★★

答：

元計算技術(shù)是將一組通過廣域網(wǎng)連接起來的性質(zhì)不同的計算資源集合起來，作為一個單獨的計算環(huán)境向用戶提供計算服務(wù)。元計算系統(tǒng)的目標是使用戶能夠共享其中的計算資源并以合作的方式進行計算。元計算前端主要解決最終用戶通過統(tǒng)一的界面來使用廣域網(wǎng)上各類計算資源的問題；元計算內(nèi)核主要解決計算任務(wù)在廣域網(wǎng)中各種超級計算機上協(xié)作完成的問題，提供一個完整的程序開發(fā)和運行環(huán)境。當用戶提出計算請求時，計算問題的執(zhí)行代碼在系統(tǒng)內(nèi)部的計算資源上進行合理的調(diào)度和管理，最后得出運行結(jié)果并通過元計算前端反饋給最終用戶。一個良好的元計算系統(tǒng)主要由三個部分組成：一是盡量簡單而又可靠的使用界面；二是資源管理系統(tǒng)；三是良好的編程模型和高效可靠的運行時環(huán)境。其中資源管理系統(tǒng)處于核心地位，它負責整個系統(tǒng)中各個資源的描述、變動、分配與保護，與運行時系統(tǒng)密切合作，保證整個系統(tǒng)的正常運行。資源管理系統(tǒng)需要為不同級別的系統(tǒng)管理員提供強有力的工具或界面來對這些資源進行控制和保護。元計算是網(wǎng)格計算的初級形態(tài)。

32，網(wǎng)格跟.net、corba,、jini、java的rmi、J2EE都是什么關(guān)系？★★

答：

網(wǎng)格融合了.net、corba、jini和java的rmi、J2EE思想，并從軟件集成擴展到CPU、存儲設(shè)備、儀器等硬件的集成。

33，OGSA與OGSI有什么關(guān)系★★

答：

OGSI規(guī)定了向網(wǎng)格發(fā)送處理請求時所使用的接口，相當于Web服務(wù)中的WSDL，在網(wǎng)格計算相關(guān)標準中處于核心地位。開放式網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)采用纖維層、聯(lián)絡(luò)層、資源層、協(xié)作層、應用層五層結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格是通過調(diào)用服務(wù)來構(gòu)造應用的，這就涉及接口問題。

OGSA是一個抽象的東西，里面沒有具體的內(nèi)容，OGSA的推出要比OGSI早，OGSI是對OGSA的主要方面具體化、規(guī)范化。Globus是基于OGSI標準的一個實現(xiàn)。WSRF是和OGSI同一個層次的東西，是吸收了Web Service最新成果后，對OGSI的重構(gòu)和發(fā)展。

34，網(wǎng)格與中間件是什么關(guān)系？★★

答：

網(wǎng)格中間件（Gridware）就是一種在網(wǎng)格中應用的中間件；現(xiàn)在的Globus Toolkit就是一種網(wǎng)格中間件，連接異質(zhì)的主機節(jié)點構(gòu)成Globus網(wǎng)格。

35，網(wǎng)格跟IBM提出的自主計算有什么關(guān)系？★★

答：

“自主計算”的設(shè)想是將日益復雜的IT系統(tǒng)管理后臺化、自動化和智能化，通過強大的中間件將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)改造成真正意義上的和諧自主的數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)。網(wǎng)格本身就是一種自主計算。

36，國內(nèi)的網(wǎng)格有那些項目，每個項目的目標如何，目前進展如何？★★

答：

（1）              ACI工程的目標是把分布在不同地理位置的高性能計算機、貴重儀器、數(shù)據(jù)庫等用高速網(wǎng)絡(luò)連接在一起構(gòu)成一臺虛擬計算機，用戶通過ACI共享資源、共同討論、合作開展科研項目。

（2）              織女星計劃，Vega計劃以元數(shù)據(jù)、構(gòu)件框架、智能體、格網(wǎng)公共信息協(xié)議和網(wǎng)格計算協(xié)議為主要研究突破點。

（3）              上海網(wǎng)格，海市政府將與IBM公司合作建立“城市網(wǎng)格”，整合全市范圍內(nèi)的政府信息化資源，提高政府的公共服務(wù)能力和效率。

37，下圖是網(wǎng)格環(huán)境下安全認證證書的獲取過程示意圖，請在圖中圓圈中標注證書獲取過程的步驟。★★

答：

38，下圖是Globus環(huán)境中的安全鑒別過程示意圖，并用數(shù)字標注了過程各步的次序，請為各步加上說明。★★

答：

39，網(wǎng)格的安全問題的研究主要包括哪些內(nèi)容？★★

答：

（1）集成方案： 著重解決如何充分利用現(xiàn)有的服務(wù)以及接口并對其進行抽象為可擴展的體系；

（2）協(xié)同工作能力解決方案：著重解決如何在有著不同安全機制和策略的虛擬組織中的服務(wù)的互相調(diào)用問題；

（3）信任策略方案：著重解決如何在動態(tài)網(wǎng)格環(huán)境下定義、管理、執(zhí)行信任策略。

40，下圖GSI認證過程的示意圖。圖表示了主機B認證主機A的過程，但是在示意圖中圓圈里面標注的認證過程步驟次序被人涂掉了，請?zhí)钊胝_的步驟次序。★★★

答：

41，你認為GSI授權(quán)還存在有哪些不足？★★★

答：

（1）       GSI要求每一個訪問資源的全局用戶都需要在本地資源服務(wù)器上擁有一個自己的賬號，每一個資源服務(wù)器都需要維護一個龐大笨拙的全局/本地映射表，這種授權(quán)機制難以擴展到擁有大量資源和大量用戶的大規(guī)模環(huán)境中。

（2）       GSI缺乏基于全局策略的具有良好擴展性的訪問控制機制。

（3）       針對目前大規(guī)模網(wǎng)格環(huán)境中授權(quán)機制存在的問題，我們提出了虛擬組織中的社區(qū)授權(quán)策略。

42，說說你對建造網(wǎng)格的建議。★★★

答：

（1）       爭取國家、政府的支持。

（2）       爭取大公司的支持。

（3）       創(chuàng)造商機，利用市場與經(jīng)濟杠桿。

（4）       從局部到整體。

（5）       同一的協(xié)議、規(guī)范。

43，有人提出網(wǎng)格作為一種計算能力，是否能提出一個計量單位，作為網(wǎng)格使用量的度量。就像電力網(wǎng)一樣，用戶擁有獨立的電表，根據(jù)電力的使用量付費。說說你對這種觀點的看法。 ★★★

答：

（答案A）應該付費。服務(wù)好的網(wǎng)格可以收取適當?shù)馁M用。如：對計算網(wǎng)格可以按照使用的計算能力付費，對存儲網(wǎng)格可以按照存儲大小和服務(wù)時間收取費用。

（答案B）不應該付費。網(wǎng)格號稱是下一代互聯(lián)網(wǎng)，可以參考當前互聯(lián)網(wǎng)來判斷網(wǎng)格是否可以收費使用。互聯(lián)網(wǎng)上，人們提供資源和服務(wù)大多是資源的，其他人使用這些資源和服務(wù)是不用付費的，所以網(wǎng)格也不應該付費。

44，網(wǎng)格n年以后會不會取代現(xiàn)在的internet而成為網(wǎng)絡(luò)的最基礎(chǔ)設(shè)施？說說你的看法。★★★

答：

一種答案：不會，就像internet沒有取代PC一樣。他們處于不同的層次，解決不同的問題。網(wǎng)格是以Web為基礎(chǔ)的，必然是建立在internet上。

45，網(wǎng)格被成為下一代互聯(lián)網(wǎng)。請你參考網(wǎng)格技術(shù)分析一下，網(wǎng)格時代下作為網(wǎng)格設(shè)備的計算機相對于現(xiàn)在的計算機應該在那些方面進行提高？★★★

答：

1， 安全性：與對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相比，網(wǎng)格環(huán)境中，計算機更加地于網(wǎng)格，對于以網(wǎng)格設(shè)備的面貌出現(xiàn)的單個計算機，具有更高的安全性能要求。

2，個體與集體關(guān)系：每一個計算機（網(wǎng)格設(shè)備）都是網(wǎng)格集體中的成員，對于網(wǎng)格應用而言，網(wǎng)格是一個整體，不管任務(wù)（或應用）從什么設(shè)備提交，都是利用整個網(wǎng)格的資源來執(zhí)行的。即一個在大型計算機上運行的任務(wù)可以通過甚至手機來運行。在網(wǎng)格中，個體的特色將被最大限度地淹沒在網(wǎng)格社會中。 即我們可以在PC計算機上運行某個應用，如Word，也可以在手機上運行同一個應用，甚至可以把在PC機上運行一半的Word，移植到手機上繼續(xù)運行下去，而網(wǎng)格應用本身并沒有察覺這個變化。

因此，為了適應網(wǎng)格環(huán)境，現(xiàn)在的計算機需要提高安全性，并方便于進行分布式計算，就需要從硬件、操作系統(tǒng)、應用程序體系結(jié)構(gòu)、通信等方面進行提高。

46，某單位需要上一個系統(tǒng)，需求是：1，絕大多數(shù)需要集成的系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；2，對信息的變化要求能夠有實時響應的能力；3，機構(gòu)的組織要求分級。請考慮該單位是否適合使用網(wǎng)格平臺來解決這個問題？★★★

答：

網(wǎng)格對數(shù)據(jù)庫的支持現(xiàn)階段還不夠好，針對具體的應用開發(fā)grid service好像不是很合適，完全不具備普遍性；網(wǎng)格大多還是屬于一個被動式的系統(tǒng)，即要求用戶主動去申請服務(wù)，是一種拖的方式，而該單位的需求更多的需要是一種拉的方式；而網(wǎng)格中用的模型更多的是一種對等的模型，而不是分級模型。

該單位的問題應該有現(xiàn)成商業(yè)軟件能夠完成，不過價格應該比較昂貴。沒有現(xiàn)成的網(wǎng)格平臺能夠簡單的把該單位的系統(tǒng)集成進去并滿足要求，想做也要自己做開發(fā)，考慮到開發(fā)成本、維護等問題，代價勢必更高，所以使用網(wǎng)格平臺是不合適的。

47，如果把網(wǎng)格比作一臺虛擬的超級計算機，網(wǎng)格計算類似CPU的功能，數(shù)據(jù)網(wǎng)格類似磁盤的功能，那么數(shù)據(jù)線、主板、顯卡這些又是什么呢？★★★

答：

       這里存在一個誤區(qū)：我們不能在把網(wǎng)格當成網(wǎng)格計算機的時候，又把網(wǎng)格看成中間件的形式。當把網(wǎng)格看成中間件的時候，網(wǎng)格就不能是一個計算機，因為原有計算模型沒有改變。

網(wǎng)格計算機是在“分布式”系統(tǒng)之上構(gòu)筑的虛擬計算機，因此其計算模型要有根本改變，即不是馮絡(luò)伊曼機構(gòu)，也不應該是圖靈機模型。

       如果一定要給網(wǎng)格環(huán)境下的“數(shù)據(jù)線、主板、顯卡”等概念匹配到具體的網(wǎng)格設(shè)備上，可以這樣理解：“數(shù)據(jù)線、主板”則是通信網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)注冊站，“顯卡、顯示器”則是PC終端。不過這樣的匹配就有些牽強了。

48，網(wǎng)格是一種新技術(shù)，任何新技術(shù)或多或少都會帶有泡沫的成分？你是否贊成？網(wǎng)格技術(shù)是否也帶有泡沫的色彩？從總體上看，網(wǎng)格技術(shù)目前的發(fā)展，是處在一個什么狀況？網(wǎng)格離實際應用，離商業(yè)應用還有多遠？網(wǎng)格需要經(jīng)歷幾個階段，才能走向真正的商用？網(wǎng)格想要得到廣泛的商業(yè)應用，是否會遇到一些阻礙？★★★

答：

       （1）不贊成，技術(shù)本身沒有泡沫，泡沫是商業(yè)炒作產(chǎn)生的。現(xiàn)在已經(jīng)開始商業(yè)炒作了。

（2）技術(shù)上出于研究開發(fā)階段，商業(yè)上出于炒作期，即處于預熱期。

       （3）2到3年時間。

（4）原型應用系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)格標準化（規(guī)范、協(xié)議）、成熟的商業(yè)模式。

（5）是的，例如安全問題、計費問題等。

49，國際上所設(shè)想的計算網(wǎng)格的普遍形式是任務(wù)可以跨結(jié)點進行分布運算，但是目前階段的網(wǎng)絡(luò)條件和研究水平尚不能有效地支持這一設(shè)想，于是有人提出可以用網(wǎng)格構(gòu)成“計算池”。“網(wǎng)格計算池”有以下特點：（1）計算資源共享；（2）不把一個任務(wù)分解成N個子任務(wù)，而只是安排在其中一臺合適的機器上運行；（3）通過Web提交任務(wù)和查看結(jié)果。請你對“網(wǎng)格計算池”的這三個特點給出你的評價。★★★

答：

（1）計算資源共享可以提高資源的利用率和服務(wù)質(zhì)量，但需要實驗證明；

（2）現(xiàn)在只有極少的任務(wù)是任何單臺高性能計算機都無法處理的。這條限定可以避免分解任務(wù)的復雜性（同時降低用戶使用高性能計算的門檻），而且更重要的是，避免任務(wù)子模塊之間頻繁通信造成的性能下降。

（3）通過Web提交任務(wù)和查看結(jié)果。這可以大大方便用戶訪問高性能計算機：用戶不必出差，不必到實驗室排隊，在家中就可以24小時提交和運行任務(wù)。而且一般來說，任務(wù)提交和返回結(jié)果的通信量相比計算時的內(nèi)部通信量是很小的。

50，根據(jù)你對存儲網(wǎng)格的理解，設(shè)計一個應用在局域網(wǎng)內(nèi)部的虛擬化存儲系統(tǒng)。★★★

答：

       系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示

整個系統(tǒng)主要包括存儲服務(wù)點SSP(Storage Service Point)、 全局命名服務(wù)器GNS ( Global Name Server)、資源管理器RM(Resource Manager)、認證中心CA(Certificate Authority)、 客戶端、存儲代理SA(Storage Agent)以及可視化管理。

SSP是整個系統(tǒng)的入口，對系統(tǒng)所有模塊的訪問都通過SSP，它主要提供FTP接口、CA接口、RM接口和GNS接口；系統(tǒng)中SSP的個數(shù)可以根據(jù)需要動態(tài)增加；SSP接管了傳統(tǒng)方案中GNS的部分功能，減輕了GNS的負載，提高了系統(tǒng)的可擴展性。

GNS負責系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)管理，主要包括元數(shù)據(jù)操作接口、元數(shù)據(jù)容錯系統(tǒng)、元數(shù)據(jù)搜索系統(tǒng)。

RM包括資源調(diào)度模塊和副本管理模塊，其主要負責資源的申請和調(diào)度，同時提供透明的副本創(chuàng)建和選擇策略。

客戶端目前支持三種形式：通用FTP客戶端、文件訪問接口和特制客戶端。用戶通過系統(tǒng)提供的特制客戶端，不但能夠進行用戶組操作，具有搜索和共享等功能，還可以獲得更高性能的服務(wù)。

CA包含證書管理系統(tǒng)，主要負責系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的訪問控制，同時它記錄了用戶的注冊信息。

SA屏蔽了存儲資源的多樣性，為系統(tǒng)提供統(tǒng)一存儲訪問接口，同時提供了文件操作方式和擴展的FTP操作方式，另外它對文件復制管理操作提供支持，為高效傳輸提供服務(wù)。

posted on 2007-07-06 04:38 狼愛上貍 閱讀(503) 評論(2)  編輯  收藏 所屬分類: Globus