中國國傢網格



中國國傢網格與國際其他網格相比，具有自己顯著的特點。美、歐的網格主要支持科學研究，中國國傢網格不僅支持科學研究，而且強調對多領域應用的支持。這些領域應用不僅需要高性能計算能力，而且需要對異地、異構數據的訪問、交換和處理。中國國傢網格希望通過對各類應用係統的支持，體現網格作為新型基礎設施的支撐作用，以新的理念和方法，指導信息化應用係統的規劃、部署和集成。 　　中國國傢網格還強調通過網格技術，顯著降低信息化應用的成本，中國正在經歷信息化快速發展的歷史進程。在互聯網日益擴展、基於網絡的信息化應用日益普及的今天，我們一方面具有空前豐富的計算資源和快捷便利的通信手段；另一方面，又面臨着部門割據資源重複建設、數據分散難於查找、應用係統相互孤立難以互聯互通的局面，造成信息化成本高昂。因此迫切需要新技術來支持資源共享，提高資源利用率，降低信息係統的開發和運行成本。 　　中國國傢網格致力於通過網格技術降低應用開發的難度，基於以上原則，中國國傢網格確立了起總體目標，即：開發一套具有自主知識産權、支撐網格環境運行和網格應用開發的網格軟件；基於國産高性能計算機和自主研製的網格軟件，研製新一代國傢信息基礎設施試驗床－中國國傢網格環境，提供資源共享、協同工作的能力；在科學研究、資源環境、製造業和服務業等領域研製若幹大型行業應用網格，支撐行業與領域的生成性應用，促進科學研究和行業信息化的發展。通過中國國傢網格的研究，培養一批高素質的網格研究與應用人才，使我國在網格技術方面達到世界先進水平。 　　中國的網格研究可以追溯到上世紀90年代末。1999年～2000年，國傢863計劃實施了國傢高性能計算環境重點項目，建立了由5個高性能計算中心構成德國傢高性能計算環境，開發了環境軟件和一批示範應用，形成了網格的雛形。 　　進入21世紀，在國傢863計劃中，把高性能計算和網格作為重要的研究方向，設立了“高性能計算機及其核心軟件”重大專項。該項目歷時4年（2002年～2005年），國內有23傢單位、700多名研究人員參加，在網格環境、網格軟件和網格應用等幾個方面，完成了一批重要的研究課題，中國國傢網格的建立和應用是該重大專項研究成果的集中體現。 　　根據以上的目標和任務，中國國傢網格的研究製訂了“需求牽引、技術跨越、多方協作、持續發展”的指導思想。 　　中國國傢網格環境建設 　　中國國傢網格以分佈在全國的10個網格結點為主體構成，集成了分佈在全國8個省市10個網格結點上的計算、存儲、軟件和應用服務等多種資源，包括重大專項研製的曙光4000A和聯想深騰6800高性能計算機及其他高性能計算係統。依托國傢網格環境開發和集成了100多個工具軟件和應用軟件，嚮全國的科學研究用戶和行業用戶提供了開放共享的高性能計算和數據處理等多種服務，為我國的科學研究和信息化建設提供了新型的環境和平臺。 　　中國國傢網格的10個網格結點是：中科院計算機網絡信息中心結點、上海超算中心結點、清華大學結點、華中科技大學結點、中國科技大學結點、北京應用物理與計算技術研究所結點、中科院深圳先進技術研究院結點、山東大學結點、西安交通大學結點、香港大學結點，還包括一個IBM CELL結點。 　　網格應用的研發 　　中國國傢網格遵循以網格技術支持多領域應用的思想，以行業信息化應用為突破口，在資源環境、科學研究、服務業和製造業等4個領域，一期成功研製了國傢地址調查應用網格、航空製造應用網格、中國氣象應用網格、科學數據應用網格、新藥發現應用網格、生物信息應用網格、數字林業應用網格、仿真網格、油氣地震勘探應用網格及交通信息服務應用網格等10個重要的行業應用網格。二期的應用網格是：中國氣象應用網格、水利應用網格、天體大規模並行數值計算軟件平臺、中醫藥數據網格、高性能計算化學應用係統、藥物研發網格、基於網格的鐵路貨運信息綜合應用係統及科學數據網格。 　　CNGrid的創新概念與技術 　　CNGrid GOS在技術路綫上有別於國外流行的中間件方法、應用解决方案等方法，而是采用了計算機係統與面嚮服務體係結構相結合的研究方法，在網格軟件體係結構、服務虛擬化等方面取得一係列技術創新成果，主要包括以下幾個方面： 　　（1）網格資源地址空間和服務虛擬化； 　　（2）基於計算機係統概念的網格軟件體係結構； 　　（3）網程（Grip）； 　　（4）網格社區（Agora）。 　　挑戰和機遇 　　儘管中國國傢網格取得了顯著成就，但是仍然存在不少問題，主要有： 　　（1）網格軟件CNGrid GOS穩定性和成熟度急待提高，要成為支撐網格環境運行和應用開發部署的成熟軟件係統，還有相當長的路要走； 　　（2）網格應用的深度和廣度有待提高； 　　（3）網格環境的運行管理機製有待進一步探索。