未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)

劉　露

網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展，對(duì)人們的思維方式、工作模式以及生活理念都產(chǎn)生了巨大的影響與沖擊。以E-mail為主要應(yīng)用的第一代互聯(lián)網(wǎng)把遍布于世界各地的計(jì)算機(jī)用TCP/IP協(xié)議連接在一起；第二代互聯(lián)網(wǎng)則通過(guò)Web信息瀏覽及電子商務(wù)應(yīng)用等信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了全球網(wǎng)頁(yè)的連通；第三代互聯(lián)網(wǎng)試圖實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全面連通，包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等，這就是網(wǎng)格計(jì)算(Gird Computing)。

其實(shí)網(wǎng)格的概念在互聯(lián)網(wǎng)誕生之初就出現(xiàn)了，不過(guò)直到1998年，全球網(wǎng)格研究的領(lǐng)軍人物、美國(guó)計(jì)算網(wǎng)格項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)人之一伊安·福斯特才在《網(wǎng)格：21世紀(jì)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的藍(lán)圖》一書(shū)中對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行了描述性定義：“網(wǎng)格是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為科技人員和普通百姓提供更多的資源、功能和交互性。互聯(lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等通信功能，而網(wǎng)格的功能則更多更強(qiáng)，它能讓人們透明地使用計(jì)算、存儲(chǔ)等其他資源。”

中國(guó)的科學(xué)家認(rèn)為，網(wǎng)格實(shí)際上是繼傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和Web之后的第三個(gè)大浪潮，可以稱(chēng)之為第三代互聯(lián)網(wǎng)。簡(jiǎn)單地講，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)硬件的連通，主要實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源共享；Web實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)頁(yè)的連通，主要實(shí)現(xiàn)的是信息資源的共享和交換；而網(wǎng)格則是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展階段，最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一臺(tái)“有超級(jí)計(jì)算能力的網(wǎng)格”或“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、帶寬資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源等全面共享。為組織內(nèi)的所有用戶提供超強(qiáng)的、無(wú)所不能的一體化信息和應(yīng)用服務(wù)(包括計(jì)算、存儲(chǔ)、訪問(wèn)等)。網(wǎng)格的優(yōu)勢(shì)在于不僅數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)，而且能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力來(lái)節(jié)約計(jì)算成本，實(shí)現(xiàn)資源的共享，徹底消除資源孤島。

網(wǎng)格(Grid)這個(gè)詞來(lái)自于電力網(wǎng)格(PowerGrid)。“網(wǎng)格”與“電力網(wǎng)格”形神相似。一方面，計(jì)算機(jī)網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，很像電力網(wǎng)；另一方面，電力網(wǎng)格用高壓線路把分散在各地的發(fā)電站連接在一起，向用戶提供源源不斷的電力。用戶只需插上插頭、打開(kāi)開(kāi)關(guān)就能用電，既不需要關(guān)心電能是從哪個(gè)電站送來(lái)的，也不需要知道是水力電、火力電還是核能電。建設(shè)網(wǎng)格的目的也是一樣，其最終目的是希望它能夠把分布在互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)以億計(jì)的計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、貴重設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)等結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)虛擬的、空前強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，滿足不斷增長(zhǎng)的計(jì)算、存儲(chǔ)需求，并使信息世界成為一個(gè)有機(jī)的整體。

網(wǎng)格技術(shù)首先出現(xiàn)在醫(yī)藥、制造、氣象、勘探等需要大型計(jì)算功能的行業(yè)。以前，這些大型科學(xué)計(jì)算和項(xiàng)目研究的任務(wù)都是交給巨型機(jī)(超級(jí)計(jì)算機(jī))來(lái)完成。然而，世界上的巨型機(jī)數(shù)目有限，可使用的時(shí)間和資源受到嚴(yán)格限制，而且巨型機(jī)的造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用極其昂貴。IBM的ASCI White可以實(shí)現(xiàn)每秒12萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算，但是要花費(fèi)上億美元；而采用網(wǎng)格技術(shù)，僅用50萬(wàn)美元就可以實(shí)現(xiàn)15萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。

隨著連接到網(wǎng)格系統(tǒng)上的計(jì)算資源的增加，網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)也開(kāi)始服務(wù)于家庭PC用戶。例如：目前比較流行的PPS網(wǎng)絡(luò)電視、PPLive等軟件，均是利用多點(diǎn)互聯(lián)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)來(lái)完成對(duì)視頻文件的負(fù)載均衡的發(fā)布，從而極大地減少了傳統(tǒng)的視頻服務(wù)對(duì)單一視頻服務(wù)器所形成的巨大帶寬壓力，反而形成“看的人越多越流暢”的特點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的迅速增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及和高速網(wǎng)絡(luò)成本的大幅度降低以及傳統(tǒng)計(jì)算方式和計(jì)算機(jī)的使用方式的改變，網(wǎng)格計(jì)算已經(jīng)逐漸成為超級(jí)計(jì)算發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的網(wǎng)格技術(shù)會(huì)像目前的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣得到普及，到那時(shí)任何設(shè)備可以在任何地方接入以享用某種層次的資源，使用互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算、存儲(chǔ)等各種資源就像目前使用電力一樣簡(jiǎn)便。只要接上互聯(lián)網(wǎng)，就可以共享各種信息和資源，而不必像現(xiàn)在這樣必須先找到資源節(jié)點(diǎn)的地址，甚至不必關(guān)心這些資源是從哪里來(lái)的。網(wǎng)格技術(shù)的普及將會(huì)帶來(lái)又一場(chǎng)信息技術(shù)革命。

責(zé)任編輯趙新宇