中国国家网格作业管理设计与实现

基于中国国家网格（CNGrid）及其系统软件CNGrid GOS,提出并实现了一种VegaBatch网格作业管理系统。VegaBatch通过基于队列长度预测的元调度策略解决了网格作业调度问题;利用双重同步机制维护全局网格作业信息视图;借助用户身份切换机制保障作业数据安全;增加作业重执行功能提供数据后处理能力。对比了国际上较为成熟的网格作业管理软件,讨论了VegaBatch解决的问题。该软件目前已部署在CNGrid环境,提供了功能丰富、安全可靠的网格作业管理功能,降低了CNGrid的使用管理成本,提升了用户体验。     

网格计算专刊前言

网格是高性能计算和信息服务的战略性基础设施，它将地理上分布、异构的各种资源通过高速网络连接并集成起来，共同完成重大的科学问题研究．它不仅能够为信息资源的获取、分布、传输和有效利用带来革命性和结构性的巨大变化，而且将根本改变我们的研究方式、教育方式以及生产和生活方式．从1998年国家科技部的国家高技术研究发展计划（863）启动中国的“高性能计算环境”项目开始至今，网格计算已在中国经历了8个年头,尤其是在国家“十五”计划期间，国家各部委先后启动了包括国家科技部的国家高技术研究发展计划（863）“中国国家网格（CNCrid）”、教育部211公共服务体系建设项目“中国教育科研网格计划（China Grid）”、国家自然科学基金委的重大专项“以网络为基础的科学活动环境研究”、国家重点基础研究发展规划（973）中的“语义网格的基础理论、模型、方法及关键技术”和“虚拟计算环境聚合与协同机理研究”等在内的国家级网格研究、开发和建设项目．这些研究项目在网格的各个方面都取得了有代表性的成果．     

基于双层中间件的网格数据库访问与集成

网格数据库访问与集成是网格数据库重要的研究领域.研究该领域的主要有全球网格论坛(Global Grid Forum,GGF)中的数据库访问与集成服务工作组(Database Access and Integration Services Working Group,DAIS-WG)和合作编程工作的小组OGSA-DAI(Open Grid Services Architecture-Data Access and Integration),此外还有其他一些研究组织.本文设计了一种基于双层中间件的数据库集成和访问模型(AIGD-DMMS).     

网格环境下的异构空间数据库集成技术

网格建立在服务的基础之上,使得空间数据库在网格环境中面临着如何提供相应的数据库服务、异构系统间的空间数据集成、空间数据如何进行互操作等问题。该文针对网格环境下异构空间数据库之间数据集成的困难,提出将OGSA-DAI中间件技术引入到空间数据库系统应用中,对OGSA-DAI进行空间数据访问的扩展,以实现异构空间数据库的有效集成,通过一个应用实例验证该方法的可行性。     

网格环境下信息集成框架的设计及其应用

网格是把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机,实现资源的全面共享。由于网格跨越不同管理域．因此其信息是分布和异构的,如何快速准确地从这些分布和异构的信息中检索出所需的信息．则需要一个有效的信息集成机制。本文提出了一种基于本体论(Ontology)的信息集成框架,详细研完和分析了这种框架下的信息集成的原理和框架的构成,并给出了其在国家863项目“淮河水资源保护与管理应用网格”中的应用。     

校园网格环境构建的关键技术研究

网格计算是新型分布式计算技术。网格是一个集成的计算与资源环境,它能够充分吸纳各种计算资源并将它们转化成一种方便可靠的计算能力。文中论述了网格计算的特点和体系结构及其与传统分布式计算的区别,进而分析了校园网格环境构建的关键技术。校园网格环境的构建是网格普及化必经的关键一步。在校园网格系统构建中除了文中提到的关键技术之外还有诸多问题如安全机制、资源管理、任务管理、通信技术等都有待于进一步研究和具体化。     

校园网格环境构建的关键技术研究

网格计算是新型分布式计算技术。网格是一个集成的计算与资源环境，它能够充分吸纳各种计算资源并将它们转化成一种方便可靠的计算能力。文中论述了网格计算的特点和体系结构及其与传统分布式计算的区别，进而分析了校园网格环境构建的关键技术。校园网格环境的构建是网格普及化必经的关键一步。在校园网格系统构建中除了文中提到的关键技术之外还有诸多问题如安全机制、资源管理、任务管理、通信技术等都有待于进一步研究和具体化。     

基于遥感数据访问与集成的网格中间件

借助数据网格强大的数据管理功能，可以整合分散复杂的遥感数据，为遥感数据处理提供一致的存取环境。遥感数据访问与集成网格中间件的研究目的是为访问分散的、异构的遥感数据提供统一的网格服务接口，使孤立的遥感数据之间实现资源共享。该文利用OGSA-DAI设计，实现了遥感数据访问和集成网格服务，构建了一个高性能遥感数据共享系统，分析了系统的关键性技术及实际应用。     

网格环境下的数据集成中间件的设计与实现*

首先介绍了科学数据库的项目背景,分析了其资源特点和数据集成的需求,比较了不同的技术路线,然后设计了网格环境下的数据集成中间件,并着重阐述了该中间件中各个模块的详细设计内容,最后总结和评估了该系统。该系统已经被成功地应用于科学数据网格中。     

面向科学计算的网格环境

为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源,支持作业的全局调度、数据的统一管理视图,面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式,并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用,满足不同层次的用户需求。目前,面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境(ScGrid)中得到应用和用户认可。     

基于网格平台的GUI软件共享机制

基于网格的应用系统中存在着大量具有图形用户界面(GUI)的遗留应用软件,它们具有交互的使用模式,有很强的平台依赖性,其共享使用模式不同于一般的基于批处理的作业提交模式,给网格平台带来了一定的挑战。该文在中国国家网格(CNGrid)平台基础上,基于网格系统软件CNGrid GOS,提出并实现了一种GUI应用软件的共享系统GridShare。其原型系统的试验结果表明,GridShare能够利用网格平台的跨域安全管理和资源调度能力,实现GUI应用软件在网格环境中的共享和多用户协同使用,提高应用资源的利用效率。     

Dawning4000A high performance computer

Dawning4000A is an AMD Opteron-based Linux Cluster with 11.2Tflops peak performance and 8.06Tflops Linpack performance. It was developed for the Shanghai Supercomputer Center (SSC) as one of the computing power stations of the China National Grid (CNGrid) project. The Massively Cluster Computer (MCC) architecture is proposed to put added-value on the industry standard system. Several grid-enabling components are developed to support the running environment of the CNGrid. It is an achievement for a high performance computer with the low-cost approach.     

DDGrid:一种大规模药物虚拟筛选网格

化合物活性筛选是创新药物研究的起点和具有决定意义的步骤,利用网格计算技术进行药物虚拟筛选能够极大提高药物筛选的有效性,同时可以大量减少新药研制的成本和时间。新药研发网格DDGrid是中国国家网格CNGrid的重要支持项目,通过实施主从模式架构并在网格资源监控中使用适配器模式,DDGrid可以对超过10万规模的化合物分子数据库进行虚拟筛选。     

基于社区的服务网格多粒度授权与访问控制研究*

基于社区原理构建的织女星网格操作系统（VEGA GOS）是网格应用开发、运行和维护所依赖的环境和平台。在织女星网格操作系统中,结合社区具有的局部集中性的特点,在主体、资源、操作空间中建立跨管理域的授权模型,用于解决网格中授权及访问控制在好用性、自主控制、通用性方面的问题。介绍了基于社区的多粒度授权与访问控制机制的设计和实现,并对由于使用安全机制引起的系统稳定性变化进行了测试和分析评价。     

网格计算的安全性研究与技术实现

网格计算环境必须以现有的Internet为通信支撑平台,由于Internet本身的开放性和异构性,决定了网格计算面临着各种各样的安全威胁,因此网格安全已成为网格计算环境中的一个核心问题。该文简述了网格安全需求,分析了网格安全技术,并给出了基于Globus项目中网格安全的主要技术手段。     

面向网格中间件GOS3的OAR集群管理系统

中国国家网格（China National Grid,CNGrid）是聚合了高性能计算和事务处理能力的新一代信息基础设施的试验床。中国国家网格武汉结点高性能集群系统采用支持资源预留的开源集群管理器OAR,为用户提供具有服务质量保障的高性能计算服务。GOS（Grid Operating System）是CNGrid网格中间件,CNGrideye是CNGrid监控系统。设计了CNGrideye/OAR监控桥接和GOS-HPCG/OAR作业管理桥接机制,使得CNGrideye支持对OAR的监控,GOS HPCG能通过OAR提交作业,充分利用OAR的资源预留等特性。GOS-HPCG/OAR进行基于QoS的作业调度,提高了作业的运行效率和资源的服务性能,达到整合资源的目的。     

基于W3C用例的VEGA GOS分析和评测

织女星网格(VEGAGrid)是一项由中国科学院计算技术研究所领导的科研项目,旨在开发创建网格系统和网格应用的关键技术。VEGAGOS是织女星网格的重要组成部分,对VEGAGOS的分析和评测是对织女星网格性能进行评测的基础。该文搭建了一个基于VEGAGOS环境的典型网格应用,通过它测试GOS的网络延迟和吞吐率。同时提出GOS的性能分析指标,并使用该指标对实验数据进行分析,结合非性能标准,为验证VEGA原理提供理论和事实依据。     

Grid Computing in China

Grid computing presents a new trend to distributed computation and Internet applications, which can construct a virtual single image of heterogeneous resources, provide uniform application interface and integrate widespread computational resources into super, ubiquitous and transparent aggregation. In the adoption of Grid computing, China, who is facing more resource heterogeneity and other specific demands, has put much effort on both research and practical utilization. In this paper, we introduce the major China Grid research projects and their perspective applications. First we give the overview of the four government-sponsored programs in Grid, namely the China National Grid, ChinaGrid, NSFC Grid, and ShanghaiGrid. Then we present six representative ongoing Grid systems in details, which are categorized into Grid middleware and Grid application. This paper provides the general picture of Grid computing in China, and shows the great efforts, devotion and confidence in China to use Grid technology to boost the society, economics and scientific research.     

一种新型的网格安全体系结构

对网格安全问题的研究是网格计算中的一个热点问题。通过对网格环境下安全需求和网格基础设施GSI的分析,介绍了一种新的基于知识库的网格安全体系结构,并对这一安全结构进行了分析。