网格技术及其研究动向

吴龙生

　　20世纪90年代中期在全球范围内出现的网络经济热，在1999年达到了顶峰。到了2000年，大量的COM公司倒闭，那些风险投资者对此也开始失去信心，捂紧了钱袋。那些随波逐流的媒体便惊呼“网络经济泡沫破灭了”。就在这种背景下，具有远见的科研人员却不这么认为。他们清醒地意识到网络经济的低谷并不意味着它的消亡，这恰恰隐含着即将来临的新起点，他们从网络应用的实际出发，开始了新一代网络技术——网格技术的研究。

1．什么叫网格技术

　　正如其他一切新生事物一样，一种新技术的出现并不能够给它一个十分确切的定义。因为网格技术也是一种新兴的技术，它还处在不断的变化和发展中，它还不成熟，况且各人研究的重点或角度不同，对此的理解也不全相等。参阅了各种不同的资料，笔者认同中国
科学院计算机研究所所长李国杰院士的说法。李院士认为，网格（Grid）实际上是继传统的因特网（Internet）和万维网（World Wide Web之后的第三次浪潮，可以称之为第三代因特网，简言之，传统因特网是将各计算机硬件联接起来构成了一个交互式的计算机网，万维网是将各网站上的网页连接起来，而网格则是试图实现因特网上所有资源的全面连通，这些网络资源包括计算机资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。当然也包括页面资源。可见网格也是一种网络基础设施，它将各种网上信息资源连接起来，使人们的工作和生活变得更加方便、有效。因此，似乎可以这样说，网格技术就是用来实现网格这种基础设施的技术。它是因特网技术、万维网技术的进一步扩展，因此其实现难度也更大。

　　这里应该指出，网格技术不同于上世纪90年代中期美国推出的Internet2和NGI（下一代因特网），因为二者开发的目标不同。Internet2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IPv6，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（One Click Is Enough）。

2．网格技术的发展前景与研究现状

　　就在美国“9·11事件”的前一天，即2001年9月10日，美国《福布斯》杂志的科技版《Ferbes ASAP》发表了一组文章。文章在分析了计算机技术的发展历史和近几年的趋势以后，预示了网格技术的发展前景。文章向世人提示了以下十分明确的信息：①信息技术的下一波浪潮将在2004-2005年间出现。②这次浪潮将极大地改变我们的工作方式和生活方式。到2020年，由此产生的网络经济将成长为一个200000亿美元产值的大产业。③这波浪潮的本质特征是万维网升华为网格（Great Global Grid），这就是第三代因特网。

　　由此可见，正当2000-2001年期间出现的因特网泡沫破灭，人们对网络经济发展处在失望时刻，《Ferbes ASAP》给人们提供的上述信息无疑给科技界、学术界乃至经济界指明了方向，树立了信心，看到了网络经济发展的美好情景。

　　事实上，《Ferbes ASAP》发表的这组文章并不是心血来潮，也不是无中生有。工业化国家对网格的大规模研究已经进行了十年左右的时间，如今已经取得了很大的进展。网格技术的第一个研究原型于1998年诞生，1999年出现了第一个可用原型，但是至今还没有形成标准。网格技术已经在有些公司或研究机构开始使用，有的已经达到了实用阶段，其中有美国能源部的山地亚国家实验室宣布，它的“先进战略计算创新计划网格（ASCI Grid）”将投入生产性使用，主要用于核武器研究。IBM公司则布署了一个内部研究网格，以便于分散在美国、以色列、瑞士、日本等地的IBM研究人员共享计算资源。此外，辉瑞、爱立信、日立、联合利华等一些世界著名大公司都已开始构建和试用内部网格。

　　网格热潮近几年不断升温，从美国、欧洲、日本等工业化国家到发展中国家的印度等国家政府和大企业都在为争夺网格技术的制高点而积极行动，他们都启动了大型网格技术研究计划。美国政府用于网格技术的基础研究经费已经达到5亿美元。美国军方正规划实施一个宏大的网格计划，定名为“全球信息网格（Global Information Grid）”，计划于2020年完成。作为该计划的一部分，美国海军和海军陆战队也启动了耗资160亿美元、历时8年的项目。英国政府已投资1亿英镑，用来研究开发“英国国家网格（UK National Grid）”。在大企业方面，微软的NET技术宣称是超越浏览器、网站的具有革命性的新技术，它不再关注单个网站和与因特网连接的单个设备，而是让所有的计算机、相关设备和服务商协同工作，提供更广泛、更丰富的解决方案，使人们能够控制信息并让这些信息在指定时间以指定方式传送给自己。此外，微软还在开发全面支持网格的下一代Windows操作系统，计划于2005年完成。IBM公司创导的Web Services、SUN公司JAVA为核心推出的相应的J2EE平台规范、Oracle公司推出的全新Oracle Portal技术等都是面向信息网格的新一代技术和解决方案。日本NTT宣布于2002年中期开展为期6个月的网格计算试验。

3．中国网格技术研究动态

　　中国在因特网的前二代失去了机会。其表现为：因特网发展至今大约30多年共制订的3180个技术标准文档（RFC）中，中国科技界仅参与了一个技术标准文档的制订，那就是1996年3月胡道元教授牵头的中文字符编辑标准（RFC-1922）。万维网从1989年英国科学家
建立第一个研究原型算起也有了13年，至今共制订了46个技术标准，我国一个都没有参与。网格的第一个研究原型于1998年建立，1999年建立了第一个可用原型，至今还没有制订出一个标准，这表明中国在网格技术的研究方面与国外的差距并不大，这是个极好的历史机遇。

　　中国科技界已经行动起来。据媒体披露，中国在网格技术方面做了大量的基础性和前瞻性工作。从1995年开始，中国科学院计算机技术研究所就建立了专门的网格研究队伍，开始研究与网格技术相关的技术，并开发成功了多个版本的信息一体化平台。正在开发的
网格服务协议和标准有：网格公共信息协议（GPIP，Grid Public Information Protocol）。网格系统信息协议（GSIP，Grid System Information Protocol）和网格计算协议（GCP，Grid Computing Protocol）等。除了中国科学院计算所一马当先之外，还有国防科技大学、江南计算机研究所、清华大学等几家在高性能计算方面有较强实力的研究单位，也正在积极地进行网格技术的研究。

　　为了促进中国在网格技术领域的研究工作，国家科技部于2002年4月4日在北京召开了“网格战略研讨会”，研讨中国网格的发展战略，以制订中国在网格研究与应用上的新战略。来自国内生物医药、航空航天制造、劳动和社会保障、国土资源、铁路和政府等应用
部门的专家与从事网格技术研究的专家一起，从应用需要出发共同探讨了中国网格研究的方向，他们对二三年内取得应用项目的成果充满信心。会上中国科技部领导表示，国家非常重视网格的研究与应用，并将通过“863”计划“高性能计算”专项的形式，在“十五”期间支持网格的研究和应用工作，并将成立专项专家组指导此项工作。

　　由此可见，中国政府有关部门和相关院所已经行动起来了。可以相信，在因特网第三次浪潮中中国必将发挥应有的作用。

摘自《现代通信》