綜述：網格技術四大應用

2019-11-03 19:24:06

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供稿：網友

　　網格技術憑借其獨特的計算力聯合和分布式計算模式，在學科研究、企業信息處理、電子政務、個人娛樂方面擁有廣泛的應用前景。

　　“眾人拾柴火焰高”，中國的這句老話成了網格計算(Grid Computing)出現并蓬勃發展的最好注腳。網格計算利用分布式(Distributed Computing)計算機網絡處理大計算量任務，可以最大限度地利用現有網絡的計算力，而不必為增加信息處理能力而添置新的設備；通過租用網格網絡的計算力，我們可以實現許多以前因為計算力不夠，或者因為增加計算力導致成本過高的商業應用。

　　對于一項技術來說，其出發點和落腳點都應該指向應用。以應用推動網格發展也是我們國家發展網格技術的一個指導思路。事實上，網格技術的應用離我們的生活并不遙遠，在我們社會生活的各個領域、各個層面都活躍著網格技術的身影。

　　應用之一：學科研究

　　現在科學研究的問題空前復雜化，而學科研究所需要的運算資源常常是捉襟見肘。復雜科學領域的計算通常以超級計算機作為數據處理中心，超級計算機雖然處理能力強大，但是其本身的造價極其高昂，并不是所有的研究機構都有能力配備。網格技術的出現，最大程度地提高了現有網絡計算資源的利用率。目前，利用網格提高現有資源利用率主要有兩種辦法。

　　一是利用網格技術可以將各個實驗室的超級計算機連接起來，形成一個“強強聯合”的超級信息處理中心。如美國國家科學基金會正在建立的“分布式兆兆級網格(TeraGrid)”，利用網格技術將伊利諾州立大學超級計算中心、圣地亞哥大學超級計算中心、阿貢國家試驗室和加州理工學院計算中心連接起來，形成一個處理能力約為每秒13.5萬億次浮點操作，存儲容量接近700兆兆字節的“巨無霸”計算中心，以供許多領域的研究機構使用。

　　另外一種方式就是通過互聯網，利用互聯網個人用戶的閑置計算機，進行科學研究。這種方式最為著名的項目就是尋找外星生命的計劃seti@home。1999年，美國行星學會發表一項公告，呼吁互聯網上的天文愛好者參與尋找地球外文明的科學實驗。該實驗將阿雷西博射電天文望遠鏡所拍攝到的外太空數據分成若干“小片”，參與該項目的天文愛好者通過下載載有“數據小片”的客戶端，該客戶端以屏幕保護程序的形式出現，只要計算機處于閑置狀態，屏幕保護程序就開始工作，利用本地運算資源分行該“數據小片”，分析完后再將分析結果傳回seti@home小組。從1999年至今已經有500多萬臺個人計算機在閑置之余參與這項工作，這些利用零星時間所累計起來的計算總量想當于20臺價值千萬美元的超級電腦晝夜不息工作所能達到的計算極限。

　　應用之二：企業信息處理

　　今年5月底，IBM推出一個新的計劃，該計劃稱，為幫助軟件廠商開發新的應用程序，并測試現有的應用程序，IBM為這些軟件廠商提供IBM網格運算服務器的免費存取權。擁有免費存取權的軟件開發人員可以利用IBM網格服務器的強大運算資源，快速完成新開發的軟件所必需的調試及模擬運算，從而縮短程序從開發到應用的周期，提高軟件的開發速度。

　　當然，這只是網格計算力出租的一個例子。實際上，網格所能做的比我們想象的還要多。網格專家為我們描繪的是這樣的一幅畫面：等網格的觸角深及到互聯網的每一個角落時，我們從互聯網獲得網格的運算資源就會像我們從電網上獲取電力那么簡單，我們只需要支付少量費用，就可以租用這臺“超級信息處理中心”為我們工作。這對于信息處理需求大的企業來講，無疑是個福音。現在很多企業為了保證其業務不間斷地運轉，大多部署了價格不菲的大型IT系統，這些IT設備除了在少數的業務高峰時間可以得到充分利用外，大部分時間都是閑置的，這些閑置資源無疑導致了企業運行成本的增加。一個強大的可租用虛擬系統，可以讓用戶完成以前難以承擔的任務，其生產成本卻不會有明顯的增長。　應用之三：電子政務

　　一提到電子政務，很多人馬上就會想到我們的政府網站，想起網站上的政府公告、紅頭文件。其實，電子政務不僅僅是利用互聯網來宣傳政府的計劃和服務，也不應該只停留在政府文件的“網頁化”——利用互聯網傳達信息只是電子政務的初級階段，利用互聯網進行日常性的政府辦公才是真正意義上的電子政務。

　　網格技術可以整合和管理分散在各部門的信息化資源，實現各個政府部門之間數據的無縫交換，消除“信息孤島”，打破電子政務資源共享的瓶頸；另一方面，網格技術的分布式工作模式，可以有效地實現在網絡虛擬環境下的協同辦公，提高政府的工作效率、增強為公眾服務的能力。

　　也就是看中了網格技術在電子政務建設方面的優勢，2003年7月上海市政府與IBM中國公司簽署了網格計算合作諒解備忘錄，旨在利用網格技術解決上海信息港建設中出現的問題，諸如部門之間的信息化資源分散、跨部門協作缺乏標準，部門間資源共享與協作困難，通過資源的整合，提高信息化建設的整體成效，開了國內利用網格計算技術推動電子政務發展的先例。相信隨著網格技術的進一步發展，網格在電子政務方面的應用會越來越廣泛。

　　應用之四：個人娛樂

　　隨著互聯網的發展，網絡視頻點播與在線游戲已經成為個人娛樂重要的一環。使用網格可以為游戲開發商和服務供應商提供可擴展的、高彈性的基礎設施以運行大型多人游戲。美國游戲基礎設施提供商Butterfly.net公司目前使用的就是IBM的網格計算服務器。該服務器利用了網格技術自恢復特性，能夠無縫隙地將所玩的游戲轉到最近的可用服務器上，實現了用戶資源的統一調動、統一保存，極大提高了游戲運行和服務的可擴充性。據Butterfly.net與IBM的評估，在同相同的預定收益中，利用網格技術布置的網格服務器產生的利潤是傳統集中式服務器的8倍。而對于個人用戶來說，網格服務器則意味著更安全、更快捷的游戲體驗。

　　網格技術有望使虛擬現實技術走向平民化。虛擬現實(Virtual Reality)技術是一種利用計算機圖形技術人工合成的可以按照用戶的輸入而變化的模擬仿真環境，一個多維信息空間，一個用戶可與計算機系統自然交互的三維人機界面。虛擬現實技術最大的有點就是可以通過各種傳感器獲得虛擬環境給予的各種體驗。由于運行虛擬現實技術所需要的計算資源太過于龐大，目前虛擬現實技術只用于飛行員、宇航員等的訓練工作，普通個人根本無法享受這一技術帶來的娛樂體驗。利用網格這種造價低廉而數據處理能力超強的計算模式，可以將虛擬現實技術運用于網絡游戲中，讓參與游戲的人可以真切地感受虛擬環境所帶來的游戲快感。毫無疑問，如果這一技術移植成功，將對目前的網絡游戲起革命性的變化。

　　當然，在網格技術走向大規模應用時，也存在著不少問題，如各個公司之間的技術標準不統一、并非所有的軟件都支持分布式計算、分享服務器會帶來數據安全問題；當然，還有些非技術性問題，如人們對新技術成熟與否、共享資源會不會喪失對資源控制權的擔憂，也成為網格技術進一步普及的障礙。

　　不過這些問題并不可怕，所有的新技術都會面臨這樣或者那樣的難題，網格當然也不例外。相信隨著技術的進一步發展，網格應用會更加豐富多彩。

----《通信信息報》