网格应用开发模型、环境、语言

中科院网格研究小组网格应用开发模型、环境、语言周元欣耿晖姜金荣思考题•你认为哪些是网格的应用？•未来网格应该做什么？•网格的数学模型是什么样的？网格模型狭义的网格概念：计算网格“Resourcesharing&coordinatedproblemsolvingindynamic,multi-institutionalvirtualorganizations”特点：资源共享、协同解决问题、虚拟的组织结构支持Globus计算网格•分布式超级计算:Cactus,SFExpress•数据密集型计算:CERNDataGrid•分布式仪器系统:XPort•远程沉浸:CAVE数字相对论Cactus引用DDGRRDRGG并行计算机并行计算机可视化工作站GRD网关路由器模拟结点存贮设备数据服务器SFExpress的分级过滤机制引用CERNDataGrid引用tomographicreconstructionreal-timecollectionwide-areadisseminationdesktop&VRclientswithsharedcontrolsAdvancedPhotonSourceXPort:在线访问科学仪器archivalstorage引用CAVE虚拟现实环境引用广义的网格概念:网格服务•任何能通过因特网协同工作的系统都可以称作网格系统。•特点：“数据在计算机之间游走，计算力在网络间分享”网格服务应用•WebService网格服务•Grid计算网格•P2P点对点计算•网络游戏……应用模型间的比较•WebService通用接口和标准•Grid并行高速计算•P2P无中心的自由连接SizingProgramRespondtoRFQ(Manual)ProduceQuotation(Excel)PriceBookQuotesCustomerMatchPOtoQuote(Manual)SpecSheetsConfigureProduct(ECOS)EnterOrderGenerateAs-BuiltDrawingOrderMgmt.SystemMfg.SystemCustomerRFQPurchaseOrderBOMSalesOrderCustomerFulfillmentShippedProductP.O.PaidWebService:B2B电子商务方案CPU数量:1201201201202402401020NCSAOrigin阵列机SDSCIBMSP机Gigabit以太网（100MB/s）OC-12专线(实际只用上了2.5MB/s)51217224Grid:基于Cactus/Globus的黑洞模拟引用P2P:寻找外星人网络游戏？帅网格数学模型•沙漏模型•Globus模型•组件模型•OGSA模型•计算池模型•CPU模型•神经网络模型----体系结构模型沙漏模型•经典的模型•强调协议的层次•瓶颈部分是重点应用层汇聚层资源层连接层构造层Globus模型•网格计算模型•GlobusToolkit工具包软件•开放源码协议（GTPL）•所有可以共享的主体都是资源•关心如何把资源提供给用户使用Globus层次式结构ApplicationsGridServicesGRAMGSIHBMNexusI/OGridFabricLSFCondorMPINQEPBSTCPNTLinuxUDPApplicationToolkitsDUROCglobusrunMPINimrod/GCondor-GHPC++GlobusViewTestbedStatusGASSSolarisDiffServGSI-FTPMDS组件模型•WebService是单机上组件技术的扩展•网络上的计算机可以直接使用网格组件•通过本地生成代理类进行远程访问•具有组件的属性、方法、事件格林威治时间组件19:30:20航空公司订票组件美国地图组件旅行社订票系统订票类地图类OGSA模型•OpenGridServiceArchitecture•称为下一代网格结构•融合WebService和Globus•提出GridService概念，任何东西都是服务•支持临时服务的概念网格服务=接口/行为+服务数据计算池模型•所有的设备都可以进行计算服务•将任务分解，子任务很少与外界通讯•每台设备计算1个子任务•计算完毕后，将结果反馈给提交者•新任务顺序地提交给空闲出来的设备一个M/M/c排队系统任务平均等待时间与计算池容量的关系00.10.20.30.40.50.60.70.80.9112345678910曲线的λ1和μ从上至下依次为:λ=9μ=10λ=8μ=9λ=7μ=8λ=6μ=7λ=5μ=6λ=4μ=5λ=3μ=4λ=2μ=3λ=1μ=2任务在系统的平均等待时间(小时)计算池中超级计算机的数量CPU模型（CAM）•将网络设想成1台巨大的计算机•有专门的计算单元和控制单元•其它计算机看成外存•利用类似汇编的方式进行协同运算网格计算机神经网络模型•每台计算机看成是大脑的神经元细胞•网络连接相当于神经元突触•每台计算机同时与大量机器互连•以神经网络方式完成计算和存储网格数学模型思考题：你觉得网格节点应该具有什么特点？----节点模型节点模型•属性•方法•事件•通知•授权•服务创建•服务注册•生存时间基本属性：URL+服务名称？网格环境环境的概念能够在因特网上进行语义沟通的环境就是网格环境。语义沟通HTTPXMLSOAPHTTPXMLSOAP语义语义网格环境的分类•孤立的网格环境•行业内的网格环境•大一统的网格环境是不存在的孤立的网格环境•在系统内部可以进行语义识别•不能保证与其他系统互相理解•例如，现有B/S系统、黑洞计算行业内的网格环境•建立统一的工业标准•入网设备和软件遵守约定，互连互通•例如，电子商务、流媒体•是今后网格发展的主要方向•在不同的行业将会有不同的网格服务协议存在大一统的网格环境么？•不存在•知识和信息没有穷尽，导致语义非常丰富•语言体系转化非常困难•例如，汉语和英语的互译一直没有实现。仅仅实现人类语言的互相转化就几乎不可能。网格语言网格语言•编程语言:人-机器•描述语言:机器-人•自然语言:人-人带有JavaScript的Html网页是什么语言？JavaScript计算机HTML人因此，网页中包含了编程语言和描述语言。思考题：机器-机器是什么语言？•从某种意义上说，HTML也可以作为机器之间沟通的语言:服务器-浏览器。不过它的最终用户还是人。•网格语言：申请服务-提供服务，执行过程中可以与人类没有任何关系。动物-动物？语言的安全•对于操作系统的安全–网格程序应该不能随便操作底层系统–操作系统应只提供网格程序有限的资源•对于网络的安全–网格程序被调用时才执行–网格程序应该可以终止，避免循环调用编程语言•VS.Net–C#–VB.net–VC.net–ASP.net•Java•Delphi.net说明•使用传统编程语言也可以通过http协议、xml和soap协议建立和访问webservice•使用上述语言是因为效率更高、程序更加标准、扩展性能更好•这些语言的特点是封装了xml、soap协议，能自动生成wsdl等信息例子：建立WebService•使用IIS建立相关的虚拟目录•建立WebService文档：–编写.vb,.cs,.aspx程序–编写Html网页–自动生成asmx,disco,wsdl文件ImportsSystem.Web.ServicesImportsSystem.Data.SqlClientWebService(Namespace:=)_PublicClassMainInheritsSystem.Web.Services.WebServiceWebMethod(Description:=Getaninstanceofthecustomclass&_CustomerAndOrderHistoryInfo,whichhasafieldcontainingatyped&_DataSetofproductsthatthecustomerhasorderedandafield&_forthecompanyname.)_PublicFunctionGetCustomerOrderHistory(ByValstrCustIDAsString)_AsCustomerAndOrderHistoryInfo…...EndFunctionEndClass使用VB.net建立WebService%@WebServiceLanguage=VBClass=Math%ImportsSystem.Web.ServicesImportsSystemWebService(Namespace:=)_PublicClassMathWebMethod()_PublicFunctionAdd(num1AsInteger,num2AsInteger)_AsIntegerReturnnum1+num2EndFunctionEndClass使用ASP.net建立WebServicenamespaceHelloSoapService{[uuid(2B88FF9E-5B2E-4F75-BD24-8C202EFF8E4D),object]__interfaceIHelloSoapService{[id(1)]HRESULTHello([in]BSTRbstrRequestMessage,[out,retval]BSTR*pbstrResponseMessage);};voidSafeFreeString(BSTR&bstr){if(bstr){::SysFreeString(bstr);bstr=0;}}[request_handler(name=Default,sdl=GenHelloSoapServiceWSDL),soap_handler(name=HelloSoapService,namespace=urn:HelloSoapService,protocol=soap)]classCHelloSoapService:publicIHelloSoapService{public:BSTRm_bstrUser;CHelloSoapService():m_bstrUser(0){}~CHelloSoapService(){SafeFreeString(m_bstrUser);}[soap_method][soap_header(value=m_bstrUser,in=true,out=false)]HRESULTHello(/*[in]*/BSTRbstrRequestMessage,/*[out,retval]*/BSTR*pbstrResponseMessage){CComBSTRbstrMessage(LHello);bstrMessage+=m_bstrUser;bstrMessage+=L.Yourmessagewasreceived:\n;bstrMessage+=bstrRequestMessage;*pbstrResponseMessage=bstrMessage.Detach();returnS_OK;}};//classCHelloSoapService}//namespaceHelloSoapService使用VC.netATLServer建立WebService例子：访问WebService•可以通过浏览器访问WebService•HTTP访问•简单访问使用WebService引用的方法•复杂访问使用Remoting技术浏览器访问WebService=POSTaction='