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第一篇 网格原理 3

第1章 网格基础 3

1.1 网格内涵 3

1.1.1 网格的概念 3

1.1.2 网格的目的 4

1.1.3 网格的基本要求 4

1.1.4 网格的意义 6

1.1.5 网格概念的分歧 6

1.2 网格需求 8

1.2.1 计算的重要性 8

1.2.2 问题的需求 8

1.2.3 相关技术的发展 9

1.2.4 网格的应用领域 10

1.2.5 网格的用户群 11

1.3 网格特点 12

1.3.1 分布与共享 12

1.3.2 自相似性 13

1.3.3 动态性与多样性 14

1.3.4 自治性与管理的多重性 15

1.4 小结 15

思考题 15

第2章 网格体系结构 17

2.1 网格体系结构的概念 17

2.1.1 定义 17

2.1.2 讨论 18

2.2 五层沙漏结构 18

2.2.1 基本思想与概念 18

2.2.2 结构描述 22

2.2.3 与Globus的对应关系 25

2.2.4 基于五层结构的应用例子 26

2.3 开放网格服务体系结构 28

2.3.1 基本思想 28

2.3.2 OGSA的两大支撑技术 31

2.3.3 服务接口与功能机制 33

2.3.4 网络协议绑定 38

2.3.5 高级服务 38

2.3.6 运行环境的作用 38

2.3.7 基于OGSA建立虚拟组织 39

2.3.8 基于OGSA的应用例子 40

2.4 建造网格的几点建议 42

2.4.1 国家行为 42

2.4.2 从局部到整体 42

2.4.3 利用市场与经济杠杆 43

2.5 小结 43

思考题 44

第3章 网格技术 45

3.1 网格技术分类 45

3.2 网格应用技术 47

3.3 网格编程技术 47

3.3.1 编程支持系统 47

3.3.2 面向对象技术及Legion 48

3.3.3 基于商品化技术集成的网格编程 49

3.3.4 数值计算编程环境NetSolve 50

3.4 网格核心服务技术 51

3.4.1 高性能调度技术 51

3.4.2 高吞吐率资源管理技术 52

3.4.3 性能数据收集、分析与可视化技术 53

3.4.4 安全技术 53

3.5 网格底层支撑技术 53

3.6 网格技术发展 54

3.7 小结 56

思考题 56

参考文献 57

第二篇 网格实现 63

第4章 Globus项目介绍 63

4.1 Globus的起源和发展 63

4.1.1 Globus项目与Globus工具包 63

4.1.2 Globus对网格计算的理解 64

4.2 Globus系统结构 64

4.3 小结 66

思考题 66

第5章 网格安全基础设施 67

5.1 分布式安全技术 67

5.2 网格计算环境的安全需求和Globus的安全目标 69

5.3 网格安全基础设施的安全技术 69

5.3.1 安全认证 70

5.3.2 安全身份相互鉴别 71

5.3.3 通信加密 71

5.3.4 私钥保护 71

5.3.5 安全委托与单点登录 71

5.4 基于GSI的任务提交与执行过程描述 72

5.5 GSI的安全策略设计思想 74

5.5.1 相关术语和安全策略介绍 74

5.5.2 用户与用户代理之间的安全关系 75

5.5.3 Globus主体与本地资源主体的映射 76

5.5.4 资源代理与资源分配安全 76

5.5.5 进程与用户代理之间的安全鉴别身份转移 77

5.5.6 网格信息服务的安全保证 78

5.6 GSI的安全策略实现 78

5.6.1 通用安全服务编程接口 79

5.7 小结 80

思考题 80

第6章 元计算目录服务 81

6.1 元计算目录服务介绍 81

6.2 元计算目录服务的特点 82

6.3 信息提供者和提供的信息类型 83

6.4 元计算目录服务的信息模型和目录信息树 84

6.4.1 LDAP介绍 84

6.4.2 LDAP目录信息树 85

6.4.3 MDS的信息模型 86

6.4.4 MDS信息层次 87

6.5 GRIS和GIIS介绍 89

6.5.1 网格资源信息服务GRIS 89

6.5.2 网格目录信息服务GIIS 90

6.6 使用MDS 90

6.7 小结 91

思考题 92

第7章 资源分配管理 93

7.1 资源分配管理者GRAM 93

7.1.1 GRAM的组成和执行流程 93

7.1.2 GRAM-API 95

7.2 动态协同分配代理DUROC 95

7.2.1 DUROC的管理结构 95

7.2.2 DUROC-API 96

7.3 资源描述语言RSL 98

7.3.1 RSL语法、标记和属性 99

7.3.2 RSL语法和标记规则 101

7.3.3 GRAM RSL参数 102

7.4 小结 106

思考题 106

第8章 数据管理 107

8.1 全局二级存储服务GASS 107

8.1.1 GASS简介 107

8.1.2 GASS缺省的数据移动策略 108

8.1.3 GASS特殊的数据传输策略 109

8.1.4 与Globus工具包其他服务的集成 109

8.1.5 GASS-API 110

8.2 Grid FTP 111

8.2.1 GridFTP协议功能和实现 111

8.2.2 GridFTP性能 112

8.3 复制管理服务 114

8.3.1 复制管理服务简介 114

8.3.2 复制管理服务的特点 115

8.3.3 复制管理服务的功能 116

8.3.4 复制目录服务简介 116

8.3.5 复制管理服务API 118

8.3.6 复制管理服务的处理流程 119

8.4 小结 120

思考题 120

第9章 网格应用程序开发工具 121

9.1 CoG Kits简介 121

9.2 基于CoG Kits的应用 122

9.3 Java CoG Kit设计与实现 123

9.4 MPICH-G2简介 127

9.5 小结 128

思考题 129

参考文献 130

第三篇 网格应用 137

第10章 分布式超级计算 137

10.1 背景 137

10.2 应用程序在网格上的分解 138

10.3 分布式超级计算的核心技术 139

10.3.1 适应性算法 139

10.3.2 资源调度策略 139

10.3.3 容错 141

10.4 SF Express——大规模军事仿真 141

10.4.1 背景 142

10.4.2 任务的分解 142

10.4.3 与Globus的融合 145

10.5 分布式异构计算环境Cactus及其应用 147

10.5.1 Cactus的思想 147

10.5.2 Cactus体系结构 148

10.5.3 Cactus应用举例——模拟黑洞 149

10.6 小结 152

思考题 152

第11章 分布式仪器系统 154

11.1 背景 154

11.2 分布式仪器系统的核心技术 156

11.2.1 基于网络的海量存储系统HPSS 156

11.2.2 分布式监控 157

11.2.3 基于策略的访问控制 158

11.3 XPort——X射线设备的科学门户 158

11.3.1 背景 158

11.3.2 XPort试验流程 159

11.3.3 XPort的实现 160

11.4 小结 161

思考题 162

第12章 数据密集型计算 163

12.1 背景 163

12.1.1 生物和医学 163

12.1.2 地球观察 163

12.1.3 数字天空 164

12.1.4 大脑映射 164

12.2 CERN与DataGrid 164

12.2.1 欧洲原子能研究机构CERN 164

12.2.2 大型强子对撞机LHC 165

12.2.3 DataGrid 165

12.3 DataGrid的设计 166

12.4 DataGrid的项目管理 168

12.5 小结 170

思考题 171

第13章 远程沉浸 172

13.1 背景 172

13.2 应用举例 173

13.2.1 虚拟历史博物馆 174

13.2.2 协同学习环境NICE 175

13.2.3 数据可视化协同分析环境CAVE6D 175

13.3 远程沉浸与网格的结合 176

13.4 小结 177

思考题 177

参考文献 178