shadow_left
Shadow_R

主選單

行事曆


« < September 2010 > »
29 30 31 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 1 2

新聞網站連結




















































CERN Land

 
 
 
 
   
什麼是網格?? PDF 列印 E-mail

下一代網際網路 ─ 網格

網格並非新的名詞,概念上係由電力網格(Electric Power Grid) 而來。在日常生活中,各電廠資源可便利調度,而人們只要接上電源插頭,就可使用電器用品而不必指定或知悉電從何而來。網格即是將電力網格這樣的概念賦予網路世界中的新意義。也就是說,各式網路資源(如計算、儲存、資料庫、以及儀器設備等資源)可便利調度,科學家只要連上網路,便可自由使用網路世界(Cyberspace)中各類資源。在網格架構下,將原本各自運作的電腦連結成一部超級大電腦,成為最具整合性的分散式計算系統。使用者只需提出計算需求,系統便自動找尋符合條件之最佳資源,而無須考慮資源的實際位置。因此,網格不僅鋪設了網路世界中資源共通管路,更促使了人們得以處理大量的資料、更複雜計算、建立超越地域的合作。

簡單地說,全球資訊網(World Wide Web, WWW)是經由網際網路來分享資訊,而網格則是經由網際網路來分享各類型資源(包含最常用的計算與儲存資源),進而促進實質合作。網格往往被稱之為新世代網際網路應用,即在於它不僅可整合分散的各式電腦資源,更進一步將網際網路整合成一巨大的虛擬電腦系統。

自從歐洲粒子物理研究中心 (CERN) 發明了World Wide Web技術之後,改變了人們與電腦的互動方式。面對下一代網際網路新世紀的來臨,CERN再次發展舉世第一個規模最大、全時性、並具備穩定運轉品質 (production quality)的網格基礎架構-全球網格 (World Wide Grid, WWG),將分散於全世界200餘個研究單位的電腦資源連接成為虛擬的單一系統,截至目前全球已有超過 15,000 個計算節點、超過 5 PB 儲存空間。這是應用資訊科技於科學研究的一大里程碑。預計 2008 年大強子對撞機 (Large Hadron Collider, LHC) 四項實驗開始時,將有全球約四十國家超過 5,000 位高能物理學家利用該系統進行每年約 15 PetaBytes 原始數據的實驗分析,以探究質量起源以及大霹靂時物理現象。如果用光碟來儲存這些原始數據,這些光碟將和巴黎鐵塔一樣高。科學家若要利用這些堆積成山的資料來分析並過濾有用的資訊,則必須使用約10萬套目前最快的個人電腦。因此全球網格即扮演非常關鍵的角色,它整合網際網路上的各式計算資源,能有效利用分散資源、並提昇資源應用效能。

網格的應用並不僅侷限於高能物理的範圍。歐盟自2004年起成立EGEE (Enabling Grids for E-sciencE)計畫,以全球網格 (WWG) 為基礎架構,建立一個永久性的歐洲資料網格基礎架構,並擴充其應用環境至生物醫學、地球科學、計算化學、數位典藏及天文等各領域的研究。迄今,已有來自六個不同領域的科學家們 – 包括高能物理學、地球研究、氣候預測、石油探採和藥物發現 (Drug Discovery) – 利用此架構進行資料計算,平均每天執行5萬筆工作。美國則以Globus、TeraGrid、Information Power Grid及WLCG等發展經驗,透過虛擬組織(virtual organization),推動Open Science Grid (OSG),期望整合能源部(DOE)與國家科學基金會(NSF)轄下所有網格相關計畫,成為科學研究、教育與社會變遷的重要基礎。日本也結合產官學研各界,於2003年正式成立 National Research Grid Initiative,利用網格技術發展e-Science科學研究與產業應用,並希望藉此建立日本國內新一代的資訊基礎建設。

網格基本概念

網格計算教父 Ian Foster教授曾對「網格」做如是的定義:

網格是一個無中央控管的機制;

網格是一個開放標準;

網格是一個能提供穩定而具整合性的服務。

從這個基本定義進而衍生至以下五個基本概念:

1.  資源共享

網格最基本的概念,就是全球資源分享。使用者可用到遠超過任一個超級電腦中心容量的資源,而且資源分享不再僅限於單純的檔案傳輸,而是可存取任何地點的軟 體、電腦與資料,甚至可以操控遠端儀器、望遠鏡等設備。網格最大的難題在於資源是由不同人所持有,這意指其屬於不同的管理領域,執行不同的軟體,並隸屬於 不同的安全與存取控制。而網格最大的挑戰,便是跨越資源管理單位的管理領域,以及不同的安全存取控制,進行共享與合作。因此,必需建立一套處理信任問題的 機制及資源使用的機制,由資源提供者決定可以被信賴的使用者,並建立其使用權限。

2.  安全存取

由於網格在運作的過程中,必須高度信任資源提供者及使用者,安全存取當然是為網格的一個重要課題。網格運作環境必須確保資源共享的安全性。藉由授權 (Authorization) 、認證(Authentication)與稽核(Accounting)三「A」整合機制決定誰有哪些權限可以使用何種網格資源?那些資源被授與哪些權限 給誰使用?不同資源間的使用政策等等。

3.  資源利用

在網格中,可以經由適當的資源分配,安排合適的使用者來執行工作。而中介軟體的重要任務之一,便是擔任資源分配的角色,以便有效地自動分配工作到不同計算資源,大幅減少排隊等待的時間。因此,中介軟體的開發,也成為目前全球網格計畫最主要的發展方向之一。

4.  打破距離障礙

如果資源可以透過網路安全地彼此分享,又可以平衡資源負載,那麼分散於各地的電腦便能有效地運作,排隊等待使用進階計算資源的時間便相對減少。為達成此目 標,網路通訊就必須保證距離不再會是個問題。而為了達到這些需求,適當的傳輸通訊協定、發展穩定、快速的高效能網路的交換技術等高效能網路問題便必需解 決。

5.  開放標準(open standards)

最後,開放標準是另一個重要的概念。它提供研發者(R&D)及工業界一個有系統發展網格的方法。開放標準提供共通的整合界面,以確保各網格系統,可以相互整合與應用。由於網格的本質就是共享,不同的單位或應用有各自的需求,且在發展過程中,也不斷有新的技術或工具出現,因此在整合過程中,相關標準也需隨時檢視修正。

影片介紹