网格计算

网格计算1. 简介网格计算是指利用计算机集群或分布式计算环境进行大规模计算和数据处理的一种技术。

它通过将任务分解成多个小任务，并将这些小任务分布到计算资源丰富的多个计算节点上，从而达到分布式运算和并行计算的目的。

网格计算可以显著提高计算效率和数据处理能力，适用于科学研究、工程计算、大数据分析等各个领域。

2. 网格计算的特点•分布式资源利用：网格计算利用分布式计算资源，包括计算节点、存储节点和网络节点，可以跨越多个物理地域进行计算和数据处理。

这种资源的集中和协调使用可以提高计算能力和数据处理效率。

•任务划分和调度：网格计算通过将大任务分解成多个小任务，并通过任务调度算法，将这些小任务分布到不同的计算节点上进行并行处理。

任务划分和调度需要考虑计算节点的负载平衡和通信开销，以最大限度地提高整个计算过程的效率。

•异构计算环境：网格计算环境中的计算节点通常是异构的，具有不同的硬件配置和性能特征。

因此，在任务划分和调度时需要考虑不同计算节点的计算能力和通信带宽，以充分利用各个计算节点的资源，提高整个计算过程的效率。

•灵活性和可扩展性：网格计算环境的设计具有很好的灵活性和可扩展性。

可以根据需求增加或减少计算节点的数量，以适应不同规模的计算需求。

同时，可以根据任务的特点和资源的分布做动态的任务分配和调度，以充分利用计算节点的资源。

•安全性和可靠性：网格计算环境需要保证计算任务的安全性和可靠性。

通过合理的权限管理和身份验证，确保只有授权用户能够访问计算资源。

同时，通过冗余备份和错误恢复机制，保证计算任务的可靠性和持久性。

3. 网格计算的应用领域3.1 科学研究网格计算在科学研究中具有广泛的应用。

科学家可以利用网格计算环境进行大规模的数据处理和模拟实验，从而加快科学研究的进程。

例如，在高能物理中，通过利用网格计算，可以对大型对撞机的实验数据进行处理和分析，以验证理论模型和寻找新的粒子。

3.2 工程计算在工程领域，网格计算可以用于模拟和优化复杂的工程问题。

网格计算网格计算即分布式计算，是一门计算机科学。

它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。

最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万志愿者的计算机的闲置计算能力，通过因特网，您可以分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以寻找超过1000万位数字的梅森质数；您也可以寻找并发现对抗艾滋病毒更为有效的药物。

用以完成需要惊人的计算量的庞大项目。

目录分布式计算实践证明是的确可行的中国分布式总站及论坛参与分布式计算专业定义优点1工作原理网格计算优势1网格计算环境分布式计算分布式计算是利用互联网上的计算机的CPU 的闲置处理能力来解决大型计算问题的一种计算科学。

随着计算机的普及，个人电脑开始进入千家万户。

与之伴随产生的是电脑的利用问题。

越来越多的电脑处于闲置状态，即使在开机状态下CPU的潜力也远远不能被完全利用。

我们可以想象，一台家用的计算机将大多数的时间花费在“等待”上面。

即便是使用者实际使用他们的计算机时,处理器依然是寂静的消费，依然是不计其数的等待（等待输入，但实际上并没有做什么）。

互联网的出现, 使得连接调用所有这些拥有限制计算资源的计算机系统成为了现实。

网格计算覆盖范围那么，一些本身非常复杂的但是却很适合于划分为大量的更小的计算片断的问题被提出来，然后由某个研究机构通过大量艰辛的工作开发出计算用服务端和客户端。

服务端负责将计算问题分成许多小的计算部分，然后把这些部分分配给许多联网参与计算的计算机进行并行处理，最后将这些计算结果综合起来得到最终的结果。

实践证明是的确可行的当然，这看起来也似乎很原始、很困难，但是随着参与者和参与计算的计算机的数量的不断增加, 计算计划变得非常迅速，而且被实践证明是的确可行的。

目前一些较大的分布式计算项目的处理能力已经可以达到甚而超过目前世界上速度最快的巨型计算机。

网格计算一、网格计算的定义网格，是一个集成的计算与资源环境。

它能够充分吸纳各种计算资源，并将其转化成为一个随处可得的、可靠的、标准的，同时还是经济的计算能力。

这里的计算包括网格通信能力。

数据资料、仪器设备，甚至是人等各种相关资源。

网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的、专门针对复杂科学计算的新型计算模式。

基于网格的问题求解就是网格计算。

网格计算即分布式计算，是一门计算机科学，这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算叫网格计算。

二、网格计算的目的网格计算的目的是，通过任何一台计算机都可以提供无限的计算能力，可以接入浩如烟海的信息。

这种环境能够使各企业解决以前难以处理的问题，最有效地使用他们的系统，满足客户要求降低他们计算机资源的拥有和管理总成本。

网格计算的主要目的是设计一种能够提供以下功能的系统：提高或拓展企业内所有计算资源的效率和利用率，满足最终用户的要求，同时能够解决以前由于计算、数据或存储资源的短缺而无法解决的问题。

建立虚拟组织，通过让他们共享应用和数据来对公共问题进行合作。

整合计算能力、存储和其他资源，能使得需要大量计算资源的巨大问题求解成为可能。

通过对这些资源进行共享、有效优化和整体管理，能够降低计算的总成本。

三、网格计算的优点这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势。

一是数据处理能力超强；另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。

实际上，网格计算是分布式计算的一种，如果我们说某项工作是分布式的，那么，参与这项工作的一定不只是一台计算机，而是一个计算机网络，显然这种“蚂蚁搬山”的方式将具有很强的数据处理能力。

充分利用网上的闲置处理能力则是网格计算的又一个优势。

网格计算模式首先是把要计算的数据分割成若干“小片”，而计算的这些“小片”的软件通常是一个预先编制好的屏幕保护程序，然后不同节点的计算机可以根据自己的处理能力下载一个或多个数据片段和这个屏幕保护程序。

通信网格计算的基础知识随着信息化时代的到来，计算机科学和技术的应用不断地扩大。

其中，网格计算技术不仅被广泛应用于学术、科研和工程领域，也正在逐渐地渗透到商业和社会生活中。

通信网络是实现网格计算的关键，因此掌握通信网格计算的基础知识十分重要。

本文将从以下几个方面介绍通信网格计算的基础知识：网格计算的概念、通信技术、网格计算的应用、安全性和限制因素。

一、网格计算的概念网格计算是一种将计算机资源和应用程序分布在不同地理位置，通过互联网进行交互访问和调度的计算模式。

网格计算的目的是将不同地理位置、不同组织和不同域的资源有机地集成起来，以提供高效、高质量的计算服务。

与传统的超级计算机相比，网格计算强调的是应用程序的复杂性和资源之间的分布性。

网格计算通过规范化的接口、通信和协议，使得不同的资源能够相互交流，从而充分利用分布在不同地点的、类型不同的计算机设备。

二、通信技术面对分布在不同地理位置的计算资源，通信技术的作用就显得至关重要了。

通信技术是将分散的资源集成到网格计算中的重要基础。

目前在互联网上应用最广泛的通信技术是TCP/IP协议。

TCP/IP协议是一种面向连接的协议，通过三次握手的交互方式，建立客户端和服务器之间的连接；紧接着，双方就可以开始数据传输。

TCP/IP协议实现了可靠的数据传输，但是会对延迟造成很大影响。

为了响应大规模数据处理和高性能计算的需求，还开发了一些专业的通信技术。

例如，InfiniBand、Myrinet等高速互连技术以及RDMA、Scalable Coherent Interconnect等低延迟技术。

这些技术可以有效地解决网格计算中的数据传输问题，提高数据传输的带宽和效率，从而提高了网格计算的整体性能。

三、网格计算的应用网格计算的应用十分广泛，例如：科学计算：将分散在不同国家、不同机构的超级计算机相结合，创建虚拟的超级计算机，实现高性能的科学计算。

商业计算：对机构的计算资源进行集中调度，提高计算效率和速度，加速业务流程。

⽹格计算简介
⼀、⽹格计算发展背景
计算机⼀个主要的功能就是复杂科学计算，⽽这⼀领域的主宰就是超级计算机，⽐如我国的“银河”、“曙光”等超级计算机，还有IBM的超级计算机“深蓝”。

以超级计算机为中⼼的计算模式存在明显的不⾜，它虽然是⼀个处理能⼒强⼤的“巨⽆霸”,但它造价极⾼，通常只有⼀些国家级的部门（如航天、⽓象和军⼯等部门）才有能⼒配置这样的设备。

随着⼈们越来越需要数据处理能⼒更强⼤的计算机，⼈们开始寻找⼀种造价低廉⽽数据处理能⼒超强的计算模式，最终科学家们找到了答案，那就是⽹格计算。

⼆、⽹格计算的定义
⽹格计算出现于20世纪90年代。

它是伴随着互联⽹⽽迅速发展起来的，专门针对复杂的科学计算的新型计算模式。

这种计算模式利⽤互联⽹把分散在不同地理位置的计算机组织成⼀台“超级计算机”，其中每⼀台参与的计算机就是⼀个“节点”，⽽整个计算就是由成千上万个“节点”组成的“⼀堆⽹格”，所以这种计算⽅式就“⽹格计算”。

为了进⾏⼀项计算，⽹格计算⾸先把要计算的数据分割若⼲“⼩⽚”，然后将这些⼩⽚分给分布的每台计算机。

每台计算机执⾏它所分配的任务⽚段，待任务计算结束后将计算结果返回给计算任务的总控节点。

三、⽹格计算的应⽤前景
可以说，⽹格计算是超级计算机和集群计算机的延伸。

其核⼼还是试图去解决⼀个巨⼤的单⼀的计算问题，这就限制了它的应⽤场景。

事实上，在⾮科研领域，只有有限的⽤户需要⽤到巨型的计算资源。

⽹格计算在2000年之后⼀度变得很⽕热，各⼤IT企业也都进⾏了许多投⼊和尝试，但是却⼀直没有找到合适的应⽤场景。

最终，⽹格计算在学术取得了很多进展，包括⼀些标准和软件平台被开发出来，但是在商业领域却没有普及。

网络计算的四种形式网络计算是指通过计算机网络进行信息交流和数据处理的一种计算方式。

它借助网络传输技术，将数据、计算资源和应用程序等分布式地连接起来，实现协同工作和资源共享。

网络计算具有高效、便捷、灵活等特点，已经在各个领域得到广泛应用。

根据其运行方式和计算资源的共享程度，可以将网络计算分为四种形式。

第一种形式是“客户端-服务器模式”。

这种模式中，计算资源被集中于服务器端，用户通过客户端发起请求，服务器接收请求并提供相应的服务。

这种形式的网络计算相对简单、易于管理，适合中小规模的应用场景。

例如，电子邮件传输和网页浏览就是基于客户端-服务器模式进行的。

第二种形式是“对等网络模式”。

在对等网络中，各个计算节点之间没有明确的服务器和客户端的区别，每个节点都可以提供服务和请求服务。

这种模式下，计算资源可以更好地被充分利用，提升整个系统的灵活性和可靠性。

对等网络在文件共享、即时通讯和分布式计算等方面具有广泛的应用。

第三种形式是“网格计算模式”。

网格计算是一种将分布在不同地域的计算机资源和数据存储设备通过网络连接起来，形成一个灵活可拓展的计算平台的技术。

网格计算模式强调资源的共享和协同处理，能够满足大规模科学计算和复杂数据分析的需求。

例如，气象预测、基因组学研究和高能物理实验等领域都需要利用网格计算模式进行大规模数据处理和模拟计算。

第四种形式是“云计算模式”。

云计算是一种按需提供计算资源和服务的模式，将计算机、存储设备和应用程序等资源通过互联网进行集中管理和调度。

云计算具有高度的可伸缩性、弹性和可定制性，可以根据用户需求快速分配计算资源。

公有云、私有云和混合云是常见的云计算部署方式。

云计算已经广泛应用于大数据处理、人工智能、物联网等领域。

网络计算的四种形式各有特点，可以根据不同应用场景的需求选择合适的模式。

它们都借助计算机网络提供了便捷高效的计算和通信方式，极大地推动了信息技术的发展和应用。

随着网络技术的不断进步，网络计算将继续发展壮大，为人们的工作和生活带来更多便利和创新。

网络新技术网格计算基础知识内容提要主要介绍如下内容：1）什么是网格计算2）网格计算能做什么3）主要组成部分是什么4）网格计算的标准5）现在可以建设网格了吗6）IBM为网格计算提供什么工具7）如何为我的应用提供网格功能网格的变化，可谓日新月异，相应的网格的标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。

现在，网格计算的应用情形也正如web服务的早期情况，又或者是某ML，表面上看来是缓慢发展，但是，一旦出现统一的标准和工具，将会出现爆炸式的发展。

1）什么是网格计算网格计算是一项逐渐形成的技术，不同的人会给出不同的定义。

实际上，网格计算的定义很简单：使用网格计算技术，可以将一组服务器、存储系统和网络组合成一套大的系统，并提供高质量的服务。

对终端用户或者应用，网格计算象一个巨大的虚拟计算系统。

再进一步的分析，网格技术允许组织、使用无数的计算机共享计算资源，来解决问题。

被解决的问题可能会涉及到数据处理、网络或者数据存储。

这个由网格技术结合在一起的系统，可能是在同一个房间，也可能是分布在世界各地，运行在不同的硬件平台，不同的操作系统，隶属于不同的组织。

基本的思想是赋予某些用户执行一些特定的任务，网格技术将平衡这些巨大的IT资源，来完成任务。

本质上，所有的网格用户使用一个巨大的虚拟系统工作。

这听起来，非常的美好，但问题是如何让它们成为现实，这需要标准，开放的，目标统一的协议和接口。

现在标准正在制定中，并逐渐的显现出来。

反过来讲，为什么集群，连接存储设备的网络，科学的设施，网络不是网格呢？这其中的每一个都可能是网格的重要的组成部分，但他自己，却不能建立网格。

有下面几种网格类型a）计算网格，这些机器将处理数据，及其他繁重的工作。

b）抽取网格，一般情况下是从空闲的服务器和台式机上抽取CPU时间片，用作资源密集型的任务。

c）数据网格，为某一组织的数据知识库提供统一的接口，通过接口，可以查询、管理和保护数据。

更详细的了解，请参考以下网址：1）2）3）4）2）网格计算能做什么正如Internet一样，网格计算也是从研究中心和学校开始的，现在一些商业企业也在使用网格。

网格计算及其标准综述一．什么是网格网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。

这种计算模式是利用互联网将分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算系统是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算[1]（这里并不是对于网格的定义）。

这里应该指出[2]，网格技术不同于上世纪90年代中期美国推出的Intemet2和NGI（下一代因特网），因为．二者开发的目标不同。

Intemet2和NGI的开发目标主要是提高因特网的传输速率（提高100－1000倍）以及具有更强的功能、更安全和更多的网址，实现真正意义上的信息高速公路。

为此采用新的网络协议IPV．6，其原型还是TCP/IP。

网格的开发目的是连接所有的网络资源，实现资源共享、异地协同工作，支持开放标准、功能动态变化。

它所采用的协议标准也将不同。

其最终目标是构建一台虚拟超级计算机，能实现服务点播（Service On Demand）和一步到位服务（On Click Is Enough）。

二．网格计算的发展阶段网格一词最早出现在20世纪90年代中期，而网格计算的概念在1995年的I-WAY项目中被提出。

20世纪90年代初，美国国家科学基金会（NFS），将其4个超级计算中心构筑成一个能够进行元计算（meta-computing）的整体[3]。

元计算的含义是通过网络，将计算资源连接起来，形成对用户透明的超级计算环境。

这是网格的雏型，如今这个术语已被网格计算所代替。

Sun公司技术产品营销经理PeterJeffcock认为[1]，网格计算有明显的三个阶段：①利用软件控制分布式计算系统的独立软件工程发展起来的集群网格(Cluster Grid)；②校园网格(Campus Grid)从几个建筑物或地点合并计算资源；③全球网格(Global Grid)将作为新一代网格计算概念浮现[4]。

1 什么是网格计算网格是科学家针对当今的一些科学难题于90年代初提出的新概念.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机群上去完成，而不必花许多钱去建立一个巨大的计算机机群。

它就像使用电网上的电一样方便。

用计算网格，一方面能使人们聚集分散的计算能力，形成超级计算的能力，解决诸如虚拟核爆炸、新药研制、气象预报和环境等重大科学研究和技术应用领域的问题，另一方面能使人们共享广域网络中的异构资源，使各种资源得以充分利用。

网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、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、功能和服务.互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格的功能则更多更强，它能让人们共享计算、存储和其他资源。

其他当然包括通信资源、软件资源、信息资源和知识资源等，一般而言，网格就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，网格的根本特征在于实现资源共享“消除资源孤岛”。

网格计算是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个虚拟的超级计算机，其中每一台参与计算的计算机就是一个节点，而整个计算是由成千上万个节点组成的一张网格，网格计算是分布式计算的一种方式，这种计算方式具有很强的数据处理能力，它充分利用了网上的闲置处理能力，网格计算的一个优势就是网格计算模式首先把要计算的数据分割成若干小片，而计算这些小片的软件通常是一个预先编制好的程序，然后不同节点的计算机可以根据自己的处理能力下载一个或多个数据片断或者程序，只要处于节点的计算机用户不使用计算机时，该程序就会工作，于是这台计算机的闲置计算能力就被充分地调动起来并且加以利用。