提出一种实用的网格实现方式.doc

{精编资料} 综上所述,如果要建计算网格,目前阶段最好使用网格计算池方式实现,这样,其实用性可以大大提高.理论上,计算池的行为可以描述为:假设某一时刻t计算池S中有N台超级... 实用 提出一种实用的网格实现方式 网格计算池模型 作者：刘鹏 清华大学计算机系　邮编：100084 Email: HYPERLINK mailto:pengliu@ pengliu@ HYPERLINK /~pengliu/ /~pengliu/ 摘要： 这篇短文分析了传统网格设计思想所存在的不实用问题，提出并实现了一种全新的网格模型——计算池。它把分散在各地的高性能计算机用高速网络连接起来，用专门设计的中间件软件有机地粘合在一起，以Web界面接受各地科学工作者提出的计算请求，并将之分配到合适的结点上运行。计算池能大大提高资源的服务质量和利用率，同时避免跨结点划分应用程序所带来的低效性和复杂性，能够在目前条件下达到实用化要求。 关键词： 网格 计算池 高性能计算机 网格 REF _Re\r \h \* MERGEFORMAT [1]的总体目标是在当前日益发达的网格传输基础设施的基础上建立信息处理基础设施，将分散在网络上的各种设备和各种信息以合理的方式“粘合”起来，形成高度集成的有机整体，向普通用户提供强大的计算能力、存贮能力、设备访问能力及前所未有的信息融合和共享能力。网格是当今的研究热点，国际上已经涌现出一大批网格研究项目，例如，美国有Globus REF _Ref536644267 \r \h \* MERGEFORMAT [2]、Legion REF _Ref536644410 \r \h \* MERGEFORMAT [3]、Condor REF _Ref536644421 \r \h \* MERGEFORMAT [4]、IPG等，欧洲有CERN DataGrid REF _Re\r \h \* MERGEFORMAT [5]、UNICORE、MOL等，澳大利亚有Nimrod/G REF _Ref536644437 \r \h \* MERGEFORMAT [6]、EcoGrid等，日本有Ninf REF _Ref536406071 \r \h \* MERGEFORMAT [7]、Bricks等。 传统上，人们希望用网格将若干台超级计算机的计算能力“累加”，以形成一个“前所未有”的虚拟超级计算机。事实上，国际上已经对此有些尝试，例如，用于大规模军事仿真的SF Express REF _Re\r \h \* MERGEFORMAT [8]和模拟黑洞碰撞的Cactus REF _Re\r \h \* MERGEFORMAT [9]。但是，到目前为止，这些项目还是试验性的、专用的，不太可能投入长期的、针对通用任务的实际运行。究其原因，大多数计算任务不能够划分成相互之间不通信或很少通信的子任务，因而在子任务之间存在频繁通信。而无论网络条件有多好，远程超级计算机之间的通信带宽和延迟（由远距离传输和TCP/IP协议造成）都无法与超级计算机内部总线和系统区域网络SAN相比。正因为如此，论文 REF _Re\r \h \* MERGEFORMAT [9]中出现了四台超级计算机的集合能力不如其中两台超级计算机集合能力的奇怪现象；另外，试验性项目可以不计成本地使用宽带线路，但长期租用宽带线路的成本是必须考虑的。 既然目前阶段的网络条件和研究水平尚不能有效地支持跨结点分布运算任务（这就是国际上所设想的计算网格），作者认为，用网格构成“计算池”是更为可行的选择。 “网格计算池”将计算网格限定为三点： (1) 计算资源共享（N台本地或异地高性能计算机加入这个系统中）。 后面的证明将表明，这可以大大提高资源的利用率和服务质量。 (2) 不把一个任务分解成N个子任务，而只是安排在其中一台合适的机器上运行。 事实上，现在只有极少的任务是任何单台高性能计算机都无法处理的。这条限定可以避免分解任务的复杂性（同时降低用户使用高性能计算的门槛），而且更重要的是，避免任务子模块之间频繁通信造成的性能下降。（如果任务子模块之间根本就不需要通信，用P2P的方式进行解决比用网格更高效，如SETI@home REF _Re\r \h \* MERGEFORMAT [10]。） (3) 通过Web提交任务和查看结果。 这可以大大方便用户访问高性能计算机：用户不必出差，不必到实验室排队，在家中就可以24小时提交和运行任务。一般来说，任务提交和返回结果的通信量相比计算时的内部通信量是很小的。 综上所述，如果要建计算网格，目前阶