分布式系统模型.ppt

分布式系统模型 第四组 GRID 什么是网格 网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、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、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能则更多更强，能让人们透明地使用计算、存储等其他资源。 需要解决的问题 异构性 网格由分布在广域网上不同管理域的各种计算资源组成，怎样实现异构机器间的合作和转换是首要问题。 可扩展性 --- 要在网格资源规模不断扩大、应用不断增长的情况下，不降低性能。 动态自适应性 在网格计算中，某一资源出现故障或失败的可能性较高，资源管理必须能动态监视和管理网格资源，从可利用的资源中选取最佳资源服务 网格计算环境的构建层次 网格结点 由分布在Internet上的各类资源组成，包括各类主机、工作站甚至PC机，它们是异构的，可运行在Unix、NT等各种操作系统下，也可以是上述机型的机群系统、大型存储设备、数据库或其他设备。 中间件 是网格计算的核心，负责提供远程进程管理、资源分配、存储访问、登录和认证、安全性和服务质量（QoS）等。 - 网格计算环境的构建层次（续） 开发环境和工具层 提供用户二次开发环境和工具，以便更好地利用网格资源。 应用层 提供系统能接受的语言，如HPC++和MPI等。可配置其他一些支持工程应用、数据库访问的软件，还可提供Web服务接口，使用户可以使用Web 方式提交其作业并取得计算结果。 发展现状 Globus项目和Legion项目 IBM公司倡导的Web Services Sun以Java为核心推出了相应的J2EE平台规范 支持信息网格的关键协议如XML、SOAP、UDDI、WSDL . . . . . . Globus与Legion 是分布的高性能元计算系统，都致力于发现使元计算简单、高速而且方便编程人员和用户使用的途径。 Legion 设计和构造一个单一虚拟机器的体系结构。 它的目标是把处理器，数据系统等以标准的对象形式表现出来，来促进分布式系统软件的设计。 提供安全共享对象和共享的名字空间，应用可以设置的容错性，提高的响应时间，更大的吞吐量 Globus的观点 两种技术在某些方面是互相补充的：Globus集中于底层的服务，而Legion集中于高层的编程模型。它们之间存在着很大的重复工作 Globus工具包是许多开发的Grid环境产品的基础，而Legion的使用范围相对较小，比较集中 Legion的观点 Globus可以被描述为“一组服务”体系结构，而Legion是一个完整的体系结构。 对将来的和不可预见的元计算应用，如果设计者想把它们加入到现有的系统中，两种系统不同实现方式就会有重要的差别：如果设计者打算修改不同的接口和系统，在Globus中是非常困难的；Legion的统一的对象模型使新的应用与现有的系统容易的进行交互。 Globus Globus是以美国阿岗国家实验室为主，全美有12所大学和研究机构参与开发的网格项目。 Globus对资源管理、安全、信息服务及数据管理等网格计算的关键技术进行研究。 开发能在各种平台上运行的网格计算工具软件(Toolkit)； 帮助规划和组建大型的网格试验平台； 开发适合大型网格系统运行的大型应用程序。 Globus工具包结构 元计算测试床和实验系统 网络连接的一些有组织的计算网格的结点 I-WAY和GUSTO National Technology Grid The European DataGrid NASA Information Power Grid Globus工具包构件 Globus的核心，是一个构筑网格计算环境的中间件。 工具包是模块化的，允许用户按自己的需要定制环境 。包含多个模块，每个模块实现一个接口。 提供了基本的通信，认证，网络信息和数据存取的基本机制，使用这些机制可以构建各种各样的高层的元计算服务，例如并行编程工具和调度器。 Globus工具包构件（续） 高级服务 虽然Globus的工具包可以被应用程序直接调用，但仍然可以通过更高层的工具调用来间接调用Globus的核心服务 。 Globus提供了自己的一些高级服务，可以实现对下一层服务的调用，这些高级服务最终的目标是形成一个Globus的“适应性广域范围资源环境” （AWARE）。 Globus也支持其他高级调用，例如基于消息传递的MPI、高级并行编程语言C++、远程文件访问系统Remote I/O等。 分布式应用的现状 当前的应用程序只能建立在一些有限的通信服务之上。例如在Internet中，应用之间的通信主要是通过T