网格计算核心技术

　　网格技术及其相关应用让人们感受到了前所未有的吸引力和重要性。本书旨在勾勒和描绘当前创建网格基础设施的所有组件，这种网格基础设施可以支持大范围的分布式应用。在本书中，我们采用实用的方法来描述资料，不仅尝试对特定的组件进行描述，而且还会在本书中给出软件应用的实际例子。我们也想向大家证明：有了Web站点，无论是初学者还是专业人员，都可以通过由Web站点提供的这些大量资源学习各种网格组件和工具。本书读者对象本书的目的并不是要说服读者同意一种框架、技术或是一种定义比另一种好，而是要让读者看到“核心技术”的广阔性和多样性，从而可以帮助他们选择那些最适合自己应用的内容。本书适合各个领域中对组成今天网格的核心技术感兴趣并想要学习的研究生和科研人员参考阅读。所开发的与本书内容联系的Web站点上的一些资料是对本书内容很好的补充。我们期望本书与这些Web站点提供的有用资料可以完全满足自学课程的需要。本书采用由浅入深的方法，首先讲解低级的组件，然后描述中级的框架和系统，最后是高级概念，包括介绍一些有代表性的网格应用，同时给出前面提到的框架和组件在实际使用中的例子。本书涵盖了目前网格环境的所有核心技术内容，深度和广度都足以帮助读者准备相关研究论文和讲座。实际上，这本书更适合读者作为开始学习特定网格组件的参考书。本书给出的网格主题资料内容对于对网格技术了解有限的研究生和科研人员来说都是可以理解的，但是需要读者具有分布式系统技术上的一些背景知识，并且会使用C语言或Java语言。本书结构全书的内容安排如图A-1所示。全书分为4个基本的部分，还是采用由浅入深的方法来讲述相关主题。有些主题在不同的章节中被重复提及，这是为了帮助读者更容易地对主题进行分类，从而更好地掌握内容。图A-1书的内容组织图第Ⅰ部分“系统基础结构”主要围绕现在网格的构建、服务和实例进行讨论和讲述。这些章节为读者学习后面章节提供一些基础内容信息。第Ⅱ部分“基本服务”，这些章节告诉大家事实上服务并不是只能存在于网格环境中，但是如果没有安全和监控服务，是不可能有一个安全、健壮、可靠的环境来满足高级服务和应用的需要的。第Ⅲ部分标题是 “作业管理和用户交互”，在这个水平层次上，用户有可能直接接触工具和有效的方法来改变他们的工作环境（如门户情况），或者是管理或安排他们的工作（如工作流程和调度系统的情况）。本书的最后一部分是“应用”，我们将讨论一些典型的基于网格的应用，主要突出在本书前面章节所讨论的网格技术和组件部分。合作站点本书相关的合作站点是www.coregridtechnologies.org，网站包含了有关本书的配套资料，可以帮助读者和教师使用本书。网站包括的内容有：● 以不同格式给出的书中的图和表● 内容的幻灯片● 书中不同方面内容的提示、注释● 相关资料的链接和参考● 实验练习和解答● 例子的源代码● 一些音频/视频资料显然，从本书开始编写到出版和发行，我们描述的许多领域可能已有了许多变化，书中内容为2004年下半年技术的情况，通过在辅助合作站点上增加适当内容和资料的办法，我们相信会克服出现在书中的一些不足和存在的问题。

暂缺《网格计算核心技术》作者简介

第1章  网格概述    1
1.1  引言    1
1.2  网格的特征    1
1.3  与网格有关的标准及组织    3
1.4  网格的体系结构    3
1.5  参考文献    4
第Ⅰ部分  系统基础结构
第2章  OGSA和WSRF    9
2.1  引言    9
2.2  分布式计算的传统范例    10
2.2.1  套接字编程    10
2.2.2  RPC    11
2.2.3  Java RMI    12
2.2.4  DCOM    13
2.2.5  CORBA    14
2.2.6  Java RMI、DCOM和CORBA小结    15
2.3  Web服务    15
2.3.1  SOAP    16
2.3.2  WSDL    17
2.3.3  UDDI    18
2.3.4  WS-Inspection    19
2.3.5  WS-Inspection和UDDI    20
2.3.6  Web服务实现    21
2.3.7  Web服务如何有益于网格    23
2.4  OGSA    24
2.4.1  服务实例语义    25
2.4.2  服务数据语义    25
2.4.3  OGSA端口类型    26
2.4.4  有关OGSA的进一步讨论    27
2.5  GLOBUS工具箱3(GT3)    28
2.5.1  宿主环境    28
2.5.2  Web服务引擎    29
2.5.3  网格服务容器    29
2.5.4  GT3核心服务    29
2.5.5  GT3基本服务    30
2.5.6  GT3编程模型    34
2.6  OGSA-DAI    36
2.6.1  OGSA-DAI端口类型    37
2.6.2  OGSA-DAI功能    38
2.6.3  在OGSA-DA中的服务交互    39
2.6.4  OGSA-DAI和DAIS    40
2.7  WSRF    40
2.7.1  WSRF概述    41
2.7.2  WSRF和OGSI/GT3[61，62]    44
2.7.3  WSRF和OGSA    46
2.7.4  WSRF小结    47
2.8  本章小结    47
2.9  进一步的阅读和测试    48
2.10  要点    48
2.11  参考文献    49
第3章  语义网格和自治计算    53
3.1  引言    53
3.2  语义Web中的元数据和本体    54
3.2.1  RDF    55
3.2.2  本体语言    57
3.2.3  本体编辑器    59
3.2.4  Web本体语言小结    60
3.3  语义Web服务    60
3.3.1  DAML-S    60
3.3.2  OWL-S    61
3.4  语义网格的层次结构    61
3.5  语义网格行为    63
3.5.1  基于本体的网格资源匹配    63
3.5.2  在myGrid中的语义工作流注册和发现    64
3.5.3  在Geodise中的语义工作流设定    64
3.5.4  在ICENI中的语义服务注释和适配    66
3.5.5  PortalLab—— 语义网格的门户工具集    67
3.5.6  网格上的数据起源    71
3.5.7  语义网格小结    72
3.6  自治计算    72
3.6.1  自治计算的概念    72
3.6.2  自治计算系统的特征    73
3.6.3  自治计算项目    74
3.6.4  自治网格服务的设想    75
3.7  本章小结    76
3.8  进一步的阅读和测试    77
3.9  要点    77
3.10  参考文献    77
第Ⅱ部分  基 本 服 务
第4章  网格安全    85
4.1  引言    85
4.2  初级安全简介    86
4.3  加密系统    87
4.3.1  简介    87
4.3.2  对称加密系统    88
4.3.3  非对称加密系统    88
4.3.4  数字签名    89
4.3.5  公钥认证    89
4.3.6　证书权威    90
4.3.7  防火墙    91
4.4  网格安全    92
4.4.1  网格安全基础结构    92
4.4.2  GSI的授权模式    93
4.5  综合讨论    95
4.5.1  获得e-Science认证    95
4.5.2  在Globus中管理证书    100
4.5.3  创建客户代理    101
4.5.4  防火墙拦截    101
4.6  可能的漏洞    102
4.6.1  鉴定    102
4.6.2  代理    102
4.6.3  授权    102
4.7  本章小结    103
4.8  致谢    103
4.9  进一步的阅读    103
4.10  参考文献    104
第5章  网格监控    105
5.1  引言    105
5.2  网格监控体系结构    106
5.2.1  消费者    106
5.2.2  目录服务    107
5.2.3  生产者    108
5.2.4  监控数据    109
5.3  评价准则    110
5.3.1  可扩展的广域监控    110
5.3.2  资源监控    110
5.3.3  交叉API监控    110
5.3.4  同类数据表示    111
5.3.5  信息检索    111
5.3.6  运行可延长性    111
5.3.7  数据的筛选和融合    111
5.3.8  开放和标准协议    111
5.3.9  安全性    111
5.3.10  软件可用性和独立性    111
5.3.11  项目的活动性和支持性；许可    112
5.4  网格监控系统概览    112
5.4.1  Autopilot    112
5.4.2  分布式环境的控制和观测(CODE)    114
5.4.3  GridICE    117
5.4.4  网格门户信息仓库    119
5.4.5  GridRM    122
5.4.6  Hawkeye    125
5.4.7  监控和管理的Java代理(JAMM)    127
5.4.8  MapCenter    130
5.4.9  监控和发现服务    132
5.4.10  Mercury    135
5.4.11  网络气象服务    138
5.4.12  关系型网格监控体系结构(R-GMA)    140
5.4.13  visPerf    143
5.5  其他监控系统    145
5.5.1  Ganglia    145
5.5.2  GridMon    147
5.5.3  GRM/PROVE    147
5.5.4  Nagios    148
5.5.5  NetLogger    148
5.5.6  SCALEA-G    149
5.6  小结    151
5.6.1  资源类别    151
5.6.2  本地代理    151
5.6.3  体系结构    151
5.6.4  互操作性    151
5.6.5  相似数据表示    152
5.6.6  监控的插入    152
5.6.7  信息查询和检索    154
5.7  本章小结    156
5.8  进一步的阅读和测试    157
5.9  要点    158
5.10  参考文献    158
第Ⅲ部分  作业管理和用户交互
第6章  网格调度和资源管理    165
6.1  引言    165
6.2  调度范例    166
6.2.1  集中式调度    166
6.2.2  分布式调度    167
6.2.3  分层式调度    168
6.3  调度过程    168
6.3.1  资源发现    169
6.3.2  资源选择    170
6.3.3  调度产生    171
6.3.4  作业执行    172
6.4  Condor、SGE、PBS和LSF回顾    172
6.4.1  Condor    172
6.4.2  Sun网格引擎    183
6.4.3  PBS    187
6.4.4  LSF    189
6.4.5  Condor、SGE、PBS和LSF的比较    196
6.5  带QoS的网格调度    197
6.5.1  AppLeS    197
6.5.2  GrADS调度    198
6.5.3  Nimrod/G    199
6.5.4  重调度    200
6.5.5  启发式调度    200
6.6  本章小结    201
6.7  进一步的阅读和测试    202
6.8  要点    202
6.9  参考文献    202
第7章  网格工作流管理    205
7.1  引言    205
7.2  工作流管理联盟    206
7.2.1  工作流运作服务    208
7.2.2  工作流引擎    208
7.2.3  WfMC接口    209
7.2.4  WfMC参考模型中的其他组件    210
7.2.5  WfMC参考模型小结    211
7.3  面向Web服务的流语言    211
7.3.1  XLANG    211
7.3.2  Web服务流语言    212
7.3.3  WSCI    213
7.3.4  BPEL4WS    214
7.3.5  BPML    215
7.3.6  Web服务流语言小结    216
7.4  面向网格服务的流语言    216
7.4.1  GSFL    216
7.4.2  SWFL    218
7.4.3  GWEL    218
7.4.4  GALE    218
7.4.5  网格服务流语言小结    219
7.5  网格工作流管理    219
7.5.1  网格工作流管理项目    219
7.5.2  网格工作流管理小结    222
7.6  本章小结    223
7.7  进一步的阅读和测试    224
7.8  要点    224
7.9  参考文献    225
第8章  网格门户    229
8.1  引言    229
8.2  第一代网格门户    230
8.2.1  三层体系结构    230
8.2.2  网格门户服务    231
8.2.3  第一代网格门户的实现    231
8.2.4  第一代网格门户工具箱    233
8.2.5  4个门户工具小结    237
8.2.6  第一代网格门户小结    238
8.3  第二代网格门户    239
8.3.1  portlet介绍    239
8.3.2  portlet规范    242
8.3.3  支持portlet的门户框架    243
8.3.4  Jetspeed、WebSphere Portal 和GridSphere的比较    250
8.3.5  使用portlet开发网格门户    251
8.3.6  第二代网格门户小结    253
8.4  本章小结    253
8.5  进一步的阅读和测试    254
8.6  要点    254
8.7  参考文献    255
第Ⅳ部分  应    用
第9章  网格应用——?案例研究    261
9.1  引言    261
9.2  GT3使用案例    262
9.2.1  GT3在广播中的应用    262
9.2.2  GT3在软件重用中的应用    263
9.2.3  GT3生物信息应用    266
9.3  OGSA-DAI使用案例    266
9.3.1  eDiaMoND    266
9.3.2  ODD-Genes    266
9.4  资源管理案例研究    267
9.4.1  UCL的Condor池    267
9.4.2  SGE使用案例    267
9.5  网格门户使用案例    268
9.5.1  Chiron    268
9.5.2  Genius    268
9.6  工作流管理—— 发现网使用案例    268
9.6.1  基因组注解    269
9.6.2  SARS病毒演化分析    269
9.6.3  城市空气污染检测    269
9.6.4  地质灾害建模    270
9.7  语义网格—— myGrid使用案例    270
9.8  自治计算—— AutoMate使用案例    271
9.9  本章小结    272
9.10  参考文献    273
术语表    277