淺談光子網(wǎng)格技術(shù)

毛永高

（浙江傳媒學(xué)院電子信息系，浙江 溫嶺 317507）

淺談光子網(wǎng)格技術(shù)

毛永高

（浙江傳媒學(xué)院電子信息系，浙江 溫嶺 317507）

網(wǎng)格是20世紀(jì)末發(fā)展起來的，它主要應(yīng)用于大規(guī)模的科學(xué)計(jì)算。光子網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)重點(diǎn)研究的是建造光子網(wǎng)格技術(shù)、光子網(wǎng)格的所有組成部分的關(guān)系、各個(gè)部分集成的方法和它們與網(wǎng)格應(yīng)用之間的關(guān)系。

光子網(wǎng)格；技術(shù)；組成部分；關(guān)系

網(wǎng)格可以把處于不同位置的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及遠(yuǎn)程設(shè)備組合到一起來解決很復(fù)雜的科學(xué)問題，比如對(duì)氣候進(jìn)行模擬、對(duì)核試驗(yàn)進(jìn)行模擬；對(duì)新型藥物進(jìn)行研制；大規(guī)模的決策支持系統(tǒng)等。網(wǎng)格技術(shù)的主要作用就是能夠讓人們共享資源和做好相關(guān)的服務(wù)，所以在天文、交通、核反應(yīng)等很多領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在網(wǎng)格的應(yīng)用中，遠(yuǎn)程設(shè)備以及可視化的設(shè)備需要實(shí)時(shí)傳統(tǒng)大量的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)的作用有著很重要的地位。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)無法保證數(shù)據(jù)的傳輸，也不能滿足客戶的需求。所以，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上的網(wǎng)格有很大的局限性，比如可靠性比較差、傳輸?shù)乃俣群苈鹊龋绊懥藨?yīng)用的效率。光子網(wǎng)格是一種新的技術(shù)，它的思想是把處在不同位置的計(jì)算機(jī)和大型的科學(xué)儀器等通過光網(wǎng)格聯(lián)系起來。光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)有：透明度高、成本低、可靠性高，所以光子網(wǎng)格能夠滿足用戶的共享需求，還具有提供快速的傳輸數(shù)據(jù)的功能。光子網(wǎng)格可以解決網(wǎng)格應(yīng)用中的問題，讓用戶能夠與高端計(jì)算資源同步并且讓人滿意，加速應(yīng)用領(lǐng)域的科研，促進(jìn)科研的發(fā)展。光子網(wǎng)格的實(shí)施可以提高資源的利用率，使存儲(chǔ)資源和科學(xué)儀器的擁有者來拓展市場(chǎng)，所以，光子網(wǎng)格是可以讓網(wǎng)格應(yīng)用走向?qū)嵱妙愋偷募夹g(shù)。

1 光子網(wǎng)格的介紹

近年來，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)代科學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)的處理能力的要求日益增加。計(jì)算機(jī)處理或存儲(chǔ)能力受到了成本等的制約，為所有的客戶都配備高性能的計(jì)算機(jī)不是很現(xiàn)實(shí)。一種可行的方法就是把不同的任務(wù)分配給不同的計(jì)算機(jī)，通過共享功能來實(shí)現(xiàn)目的，這種方法節(jié)約了成本，使資源的利用率得到了很大的提高?，F(xiàn)代的科學(xué)問題越來越復(fù)雜，所以需要不同的領(lǐng)域來共同協(xié)作才能取得更好的成果，因此，需要構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)把這些高性能的計(jì)算機(jī)和高精密的儀器聯(lián)系起來實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的高效率傳送。 網(wǎng)格傳輸設(shè)備的廣泛應(yīng)用提供了實(shí)現(xiàn)大型存儲(chǔ)、高清晰和大型科學(xué)儀器的可能性。光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)有很多，比如成本低、可靠性高和高帶寬等，這些已經(jīng)被大多數(shù)人所接受。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)光子網(wǎng)格技術(shù)都有一系列的研究，比如美國(guó)的OPTIPUTER項(xiàng)目，是通過多個(gè)波長(zhǎng)把計(jì)算機(jī)和可視化工具聯(lián)系到一起，并且通過擴(kuò)展的 GMPLS協(xié)議以及接口實(shí)現(xiàn)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的控制。由日本和美國(guó)合作研究的 G－LAMBDA項(xiàng)目,其目的是在網(wǎng)格資源調(diào)度器和網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)之間建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的WEB服務(wù)接口（GNS－WSI），以保證GRS和NRM之間信息的協(xié)同交互，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跨域連接的建立及相關(guān)應(yīng)用。

2 光子網(wǎng)格技術(shù)的研究

光子網(wǎng)格不是簡(jiǎn)單的用光網(wǎng)絡(luò)來提供大量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ?，傳統(tǒng)的網(wǎng)格技術(shù)面臨很大挑戰(zhàn)。要為廣大用戶提供 Mbit/s至 Tbit/s級(jí)別的傳輸寬帶。用戶對(duì)寬帶的請(qǐng)求具有并行性、大規(guī)模性以及突發(fā)性等特點(diǎn)，而光網(wǎng)絡(luò)的資源存儲(chǔ)空間是有限的。如果為所有用戶都提供專用的通路是不現(xiàn)實(shí)的。所以，光通信系統(tǒng)需要支持不同的類型，按需分配寬帶；提供廣播的能力，還要滿足應(yīng)用需求兩位用戶提供自己管理和自己控制分布式網(wǎng)絡(luò)資源的能力。網(wǎng)格應(yīng)用和通信網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的業(yè)務(wù)不同，它的任務(wù)流多，多個(gè)任務(wù)可以分配到不同的計(jì)算機(jī)資源上，不同的任務(wù)分配方式會(huì)產(chǎn)生不同的光網(wǎng)絡(luò)資源的分配方式。光網(wǎng)絡(luò)資源有不同的調(diào)度方案，不同的任務(wù)分配方法會(huì)導(dǎo)致不同的任務(wù)完成的時(shí)間，所以，要在給定的時(shí)間內(nèi)高效完成任務(wù)，系統(tǒng)就需要有大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，要能夠協(xié)同調(diào)度計(jì)算資源和光網(wǎng)絡(luò)的資源，否則會(huì)降低資源的利用率和系統(tǒng)的運(yùn)行效率。網(wǎng)格計(jì)算在任務(wù)調(diào)度的過程中，通常不會(huì)考慮網(wǎng)格資源的可用性，而且缺少獲得網(wǎng)絡(luò)資源信息的發(fā)現(xiàn)機(jī)制。在應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)資源是一個(gè)很重要的因素。所以，必須有一種新的資源發(fā)現(xiàn)和更新的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理和利用。網(wǎng)格應(yīng)用要求通信網(wǎng)絡(luò)的安全性以及數(shù)據(jù)的正確性，雖然網(wǎng)格有一定的保護(hù)和恢復(fù)能力，但是如何根據(jù)用戶的需求來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的系統(tǒng)容錯(cuò)來保證網(wǎng)絡(luò)的安全，也是亟需解決的問題。

因此，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)此做了很多探究，比如光子網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)：重點(diǎn)研究建造光子網(wǎng)格的技術(shù)、光子網(wǎng)格的基本組成與功能、光子網(wǎng)格各組成部分的相互關(guān)系、各部分集成的方式或方法以及它們與網(wǎng)格應(yīng)用之間的相互關(guān)系。比如控制與管理協(xié)議：重點(diǎn)研究光子網(wǎng)格的控制及管理機(jī)制，包括用戶網(wǎng)絡(luò)接口、計(jì)算資源調(diào)用及控制機(jī)制、光網(wǎng)絡(luò)突發(fā)帶寬的動(dòng)態(tài)調(diào)用及調(diào)整、信令和路由協(xié)議、域間和層間控制協(xié)議、光子網(wǎng)格中間件的接口技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方法等。

綜上所述，構(gòu)建一個(gè)新型的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)格信息資源以及終端用戶的協(xié)同管理，需要在實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的探討。

1 朱京、劉昭偉、雷學(xué)義、賈小鐵.PTN——信息通信基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)與變革［J］.電力系統(tǒng)通信，2009（04）

2 唐志媛、趙繼軍、趙文玉.基于T－MPLS的分組傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探討［J］.光通信技術(shù)，2008（12）

3 邢子杰、孫衛(wèi)強(qiáng)、金耀輝、郭 薇、胡衛(wèi)生.基于 RSVP－TE信令的GMPLS動(dòng)態(tài)性能研究［J］.光通信技術(shù)，2009（08）

4 莫凌宇、董毅、柳大偉、何浩、金耀輝、胡衛(wèi)生.調(diào)制格式對(duì)再調(diào)制 WDM－PON系統(tǒng)性能的影響［J］.信息技術(shù)，2008（08）

5 徐玉峰.基于若干新型功能微結(jié)構(gòu)的解復(fù)用接收器件的理論與實(shí)驗(yàn)研究［D］.北京郵電大學(xué)，2009

6 羅 萱、金耀輝、曾慶濟(jì)、孫衛(wèi)強(qiáng)、郭 薇、胡衛(wèi)生.On the stability of multicast flow aggregation in IP over optical network for IPTV delivery［J］.Chinese Optics Letters, 2008（08）

Discusses the Photon Grid Technology

Mao Yonggao

The grid is 20 century’s ends develops, it mainly applies in the large-scale science computation.What photon grid architecture key research is constructs the photon grid technology, the photon grid all constituent relations, each part of integrated method and they and net between the standard application relations.

photon grid; technology; constituent; relations

TP393

A

1000－8136（2011）06－0146－02