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目录 1

第1章 网格技术概论 1

1.1 网格的用途 1

1.1.1 网格聚合广域计算资源 1

1.1.2 网格共享广域信息资源 3

1.2 网格的概念 4

1.3 网格的本质和特点 6

1.4 网格需要解决的问题 7

1.4.1 虚拟组织 7

1.4.2 资源共享 8

1.4.3 资源协同性 8

1.4.4 异构性 8

1.5 网格与现有网络技术的异同 8

1.6 网格的机遇与挑战 9

1.7 本章小结 11

2.1 从异构计算到元计算 12

第2章 网格的历史 12

2.2 元计算的研究目标 14

2.3 元计算系统的研究对象 15

2.4 元计算系统的关键技术 16

2.4.1 异构数据通信模型 17

2.4.2 统一资源管理 17

2.4.3 任务调度算法 18

2.4.4 安全与容错 18

2.5.1 网格需要信息服务 19

2.5 从元计算到网格信息服务 19

2.5.2 信息服务网格的基本概念 20

2.5.3 信息服务网格的主要功能 21

2.6 网格术语的历史渊源 23

2.7 网格研究现状 24

2.7.1 政府计划 24

2.7.2 学术研究 25

2.7.3 商业应用网格产品 27

2.8.1 网格标准化趋势 28

2.8 网格的发展趋势 28

2.8.2 技术融合趋势 29

2.8.3 大型化趋势 29

2.8.4 应用化趋势 30

2.9 本章小结 30

第3章 兴旺的网格家族 31

3.1 网格家族 31

3.2 计算网格 32

3.3 数据网格 32

3.3.1 数据网格的软件框架 33

3.3.2 数据网格的目录服务 34

3.3.3 数据存储与传输服务 34

3.4 信息网格 36

3.5 对等计算 37

3.5.1 P2P模式与C/S模式的比较 37

3.5.3 P2P的关键技术 38

3.5.2 P2P的主要特点 38

3.5.4 P2P的应用范畴 39

3.6 普实计算 40

3.7 知识网格 40

3.7.1 资源描述框架 40

3.7.2 语义网 42

3.7.3 知识本体 43

3.8.1 智能代理的特性 44

3.8 智能代理 44

3.8.2 智能代理的工作过程 45

3.9 Web服务 45

3.9.1 Web服务的定义 46

3.9.2 Web服务的特征 46

3.9.3 Web服务的相关协议 47

3.10 内容分发网络 47

3.10.1 内容分发网络的内部结构 48

3.10.2 内容分发网络的服务过程 48

3.10.3 内容分发网络的关键技术 49

3.11 本章小结 50

第4章 网格体系结构 52

4.1 网格体系结构的概念 52

4.2 五层沙漏模型 53

4.2.1 各层的功能 53

4.2.2 五层沙漏结构的特点 54

4.3 Globus的积木式体系结构 55

4.4.1 OGSA的目的 59

4.4 开放式网格服务体系结构 59

4.4.2 OGSA的基本思想 60

4.4.3 OGSA的两大支撑技术 61

4.4.4 OGSA协议 61

4.4.5 基于Web Services的OGSA架构 62

4.5 开放式网格服务基础结构 64

4.5.1 网格服务定义 64

4.5.2 网格服务接口 64

4.5.4 服务数据类型 66

4.5.3 服务数据声明 66

4.5.5 服务数据元素的属性 67

4.5.6 服务数据元素的值 67

4.5.7 服务数据元素的生命周期 68

4.5.8 动态服务数据元素 68

4.6 基于OGSI实现应用服务 70

4.7 非主流网格体系结构 71

4.7.1 基于代理的网格体系结构 72

4.7.2 基于对象模型的网格体系结构 73

4.8 本章小结 75

第5章 网格通信服务 76

5.1 异构数据格式匹配方法 76

5.1.1 异构数据 76

5.1.2 数据格式 77

5.1.3 数据的存储格式 77

5.1.4 元数据信息 78

5.1.5 数据格式转换模型 81

5.1.6 数据格式转换算法 82

5.2 层次通信模型 83

5.3 事件驱动的通信模型 85

5.3.1 数据结构 86

5.3.2 事件队列初始化 87

5.3.3 事件驱动时机 87

5.3.4 事件句柄 87

5.3.5 事件冲洗 87

5.4 对象驱动的通信模型 88

5.4.1 对象命名 88

5.4.2 对象通信过程 90

5.4.3 对象地址的绑定原理 91

5.4.4 通信代理 93

5.4.5 基于通信代理的对象操作 93

5.5 多方法通信库 95

5.5.1 Nexus简介 95

5.5.2 Neuxs的实现原理 96

5.5.3 RSR和RPC以及AM的比较 99

5.6 本章小结 100

第6章 网格计算技术 101

6.1 计算模式的演变 101

6.1.1 并行计算模式 102

6.1.2 分布式计算模式 102

6.1.3 分布式并行计算模式 104

6.2.1 PRAM模型 105

6.2 计算模型的发展 105

6.2.2 BSP模型 106

6.2.3 LogP模型 107

6.2.4 计算模型比较 108

6.2.5 消息传递模型 109

6.3 网格计算模式的体系结构 110

6.3.1 同构机群的缺点 110

6.3.2 网格计算模式的优点及目标 111

6.3.3 网格计算模式的体系结构 112

6.4 网格计算中间件 114

6.4.1 中间件的组件模型 115

6.4.2 信息服务组件 115

6.4.3 目录服务的实现 116

6.4.4 LDAP协议 117

6.4.5 资源监测组件 125

6.4.6 网格安全组件 127

6.4.7 容错服务组件 127

6.4.8 应用调度组件 128

6.5 并行计算服务 128

6.5.1 PVM 129

6.5.2 MPI 131

6.5.3 并行计算代理 133

6.6 科学计算服务 137

6.6.1 科学计算软件 137

6.6.2 常用的科学计算库 139

6.6.3 科学计算代理 141

6.7 本章小结 143

第7章 网格调度技术 144

7.1 应用程序的网格调度模型 144

7.1.1 中心式网格调度模型 146

7.1.2 分布式网格调度模型 146

7.2 机器选择算法 148

7.2.1 机器选择方法的分类 148

7.2.2 基于模糊聚类的机器选择 150

7.3 任务调度器的数学模型 153

7.4 独立任务调度算法 154

7.4.1 动态任务映射算法 155

7.4.2 批模式任务映射算法 156

7.4.3 静态任务映射算法 162

7.5 依赖任务的启发式调度算法 163

7.5.1 分代调度算法 163

7.5.2 依赖任务调度的算法流程 164

7.5.3 优先级指派算法 165

7.6 OGS算法 166

7.5.4 任务过滤 166

7.7 本章小结 169

第8章 网格安全技术 170

8.1 网格中的安全威胁 170

8.2 网格中的安全层次 171

8.3 网格安全体系结构 174

8.4 身份认证技术 176

8.4.1 本地用户身份认证机制 177

8.4.2 跨系统的用户身份认证 177

8.5 信任关系 178

8.5.1 用户信任机制 179

8.5.2 应用信任机制 182

8.6 信任评估模型 184

8.6.1 直接信任度 184

8.6.2 声誉 185

8.6.4 衰减函数 186

8.6.3 总体信任度 186

8.6.5 调整因子 187

8.6.6 任务特征分析 187

8.6.7 更新直接信任度 188

8.6.8 检查信任层次 189

8.6.9 基于信任评估的网格系统架构 189

8.7 行为跟踪 190

8.7.1 行为跟踪目标 190

8.7.2 行为跟踪系统 192

8.7.3 行为跟踪方法 194

8.8 访问控制 196

8.8.1 BLP模型 197

8.8.2 基于角色的安全访问控制 200

8.8.3 基于GBLP的访问控制 203

8.9 本章小结 206

第9章 网格信息服务 207

9.1 网格需要提供信息服务 207

9.2.1 基本组件 208

9.2 面向服务的体系结构 208

9.2.2 基本操作 209

9.2.3 服务过程 209

9.3 Web服务的结构 210

9.4 Web服务的主要协议 212

9.4.1 WSDL简介 212

9.4.2 UDDI简介 213

9.4.3 SOAP简介 217

9.5 网格信息服务模型 221

9.5.1 基于层次模型的网格信息服务 222

9.5.2 基于对象模型的网格信息服务 224

9.5.3 基于关系模型的网格信息服务 225

9.5.4 基于OGSA的网格信息服务 226

9.6 网格信息服务方法 226

9.6.1 GISW的体系结构 226

9.6.2 网格目录的创建与管理 227

9.6.3 信息搜集 228

9.6.4 信息登记 231

9.6.5 信息搜索 232

9.6.6 信息预订和邀请 233

9.7 数据副本管理 234

9.7.1 副本的概念 234

9.7.2 副本管理的意义 234

9.7.3 副本的创建策略 235

9.7.4 副本的组织 236

9.7.5 副本管理器 237

9.7.6 副本管理器的功能 238

9.8 本章小结 240

第10章 网格计算系统 241

10.1 构建网格系统 241

10.2 Globus 243

10.3 Globus Toolkit的安装 244

10.3.1 下载GT3 244

10.3.3 安装GT3 245

10.3.2 安装准备 245

10.3.4 安全认证 246

10.3.5 测试GT3 249

10.3.6 启动GT3 250

10.4 Legion 251

10.4.1 下载Legion 251

10.4.2 设置环境变量 252

10.4.3 下载RSAREF 252

10.4.4 编译源代码 253

10.4.5 启动Legion 253

10.4.6 配置安全特性 256

10.4.7 测试Legion 258

10.4.8 关闭和重启Legion 258

10.4.9 扩展Legion系统 259

10.4.10 PVM-Legion 259

10.5.1 NetSolve体系结构 261

10.5.2 NetSolve的工作过程 261

10.5 NetSolve 261

10.6 安装NetSolve 262

10.6.1 安装代理与服务器 262

10.6.2 安装Unix客户端 263

10.6.3 测试Unix客户端 263

10.6.4 安装Windows客户端 264

10.7.1 PVM的安装 265

10.7 PVM的安装与配置 265

10.6.6 配置Matlab 265

10.6.5 测试Windows客户端 265

10.7.2 编译PVM程序 267

10.7.3 运行PVM程序 269

10.8 MPI的安装与配置 270

10.8.1 安装MPICH 270

10.8.2 编译MPI源程序 270

10.8.3 运行MPI程序 272

10.9 本章小结 272

参考文献 273