基于网格计算技术的电力系统分布式并行计算——底层平台设计与实现

文章提出了基于网格计算来实现电力系统分布式并行计算的方案。主要涉及计算池(ComputingPool)的设计、资源的管理与动态分配,以及图论分割和稀疏数值计算库的设计和实现等。文章首先介绍了网格计算应用于电力系统分布式并行计算的概念,在此基础上,分析了基于GlobusR网格计算开发平台实现的以上功能模块。最后对测试平台和测试结果进行了简要的介绍。     

基于Globus Toolkit4的网格多资源Web服务实现

采用Globus作为事实上的网格基础平台,基于Globus进行网格服务开发是当前开发网格应用系统的主要手段.它提供了网格系统的基础服务,可以构建复杂的网格应用系统.针对GlobusToolkit4中网格服务的实现问题,介绍了单资源服务、多资源服务的实现模型,并以一个简单的网格计算为例,详细地说明了网格多资源Web服务的实现过程,最后成功地在单资源网格服务的基础上实现了网格多资源服务.     

网格计算环境下分布并行计算的一种实现方法

网格计算为人们处理很多复杂问题提供了新方法。文章利用GlobusToolkit来构建网格计算环境,并把它扩展为分布并行计算的支撑环境,为实现分布并行计算提供了新方法。讨论了任务分布、系统通信和容错机制等关键问题。最后给出了基于网格计算环境下的一个分布并行计算实例,取得了令人满意的实验结果。     

变电站网格监控研究

提出一种基于网格计算的变电站监控基础平台,该平台很好地利用了网格计算的分布式信息处理能力来处理广域变电站的监控问题.基于网格计算开发平台Globus来实现.实验室测试结果表明,该实验平台能够较好地完成系统数据的监控任务,为基于网格计算的变电站分布式监控的真正实施,提供了一种有效的模式.     

A computational economy for grid computing and its implementation in the Nimrod-G resource broker

Computational grids that couple geographically distributed resources such as PCs, workstations, clusters, and scientific instruments, have emerged as a next generation computing platform for solving large-scale problems in science, engineering, and commerce. However, application development, resource management, and scheduling in these environments continue to be a complex undertaking. In this article, we discuss our efforts in developing a resource management system for scheduling computations on resources distributed across the world with varying quality of service (QoS). Our service-oriented grid computing system called Nimrod-G manages all operations associated with remote execution including resource discovery, trading, scheduling based on economic principles and a user-defined QoS requirement. The Nimrod-G resource broker is implemented by leveraging existing technologies such as Globus, and provides new services that are essential for constructing industrial-strength grids. We present the results of experiments using the Nimrod-G resource broker for scheduling parametric computations on the World Wide Grid (WWG) resources that span five continents.     

基于网格的自适应错误检测算法

针对网格环境下应用的特殊性,设计了网格系统的错误检测模型,并主要对错误检测的核心——错误检测机制进行深入分析,提出一种自适应错误检测算法,该算法可以根据用户的需求为应用提供不同程度的错误检测服务,较好地满足了网格环境下应用的多样性和动态性。     

网格安全互操作及其应用研究

网格计算为地理分布资源的聚合以及大规模计算问题的解决提供了技术途径,国内外大型网格项目都是基于某种网格平台构建,通过这些平台管理着本领域的资源/服务,为了聚合不同网格平台管理的资源/服务,需要实现异构网格平台的互操作.由于不同网格平台的安全机制不同,安全互操作是网格互操作中需要解决的一个关键问题.通过分析,当前网格平台通常具有网格全局用户身份以及虚拟组织层次结构的公共特征,基于网格平台的主体类型研究网格平台互操作映射策略,并提出一种通用的安全互操作流程.CGSP和GOS是国内两大知名的网格中间件,分别管理了大量的教育和科技资源,以CGSP和GOS的安全互操作为例,阐述了安全互操作策略映射机制及安全互操作流程的具体实现,并分析了网格平台间的授权及其一致性、映射策略的灵活性以及互操作流程的安全性.最后,对CGSP和GOS的安全互操作的性能进行了测试分析.     

基于网格的并行FFT计算研究

快速傅里叶变换（FFT）在科学和工程领域有着广泛的应用。在网格环境下进行并行FFT计算可以提高运算速度,促进FFT的应用。在介绍了网格计算发展状况的基础上,详细阐述了基于网格的分布式并行计算。实验以FFT算法为背景,在Globus Toolkit 4平台下实现了并行FFT计算,并对实验数据作了分析,说明了基于网格的并行FFT计算的可行性。最后指出网格资源调度对并行计算的重要性。     

网格计算中一种基于属性的访问控制方法*

为了迎合目前网格计算对动态、细粒度授权的需求,针对网格资源分层式的组织结构特点,在现有的基于属性的访问控制（ABAC）模型的基础上,提出了一种针对网格资源的ABAC模型Grid_ABAC,并设计了基于XACML的Grid_ABAC实现框架,应用在GT4平台上。最后对GT4中的应用作了测试,测试结果表明授权结果与预期结果相同,且时间开销随着规模的增长并没有增长很多,在可接受范围内。证明Grid_ABAC模型在网格平台上具有一定的实用性。     

云计算研究

云计算模式是在基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）、分布式计算、并行计算和网格计算等概念演进并产生的结果。云计算模式是一种全新的计算应用模式,将会成为人们获取服务的主导方式。本文首先介绍云计算在业界中的概念,接着分析云计算和相关计算,最后关于云计算发展的前景进行展望。     

基于事件触发的网格资源监控研究

对于异构的高性能分布式计算环境——网格来说,监控其中每个计算节点获取资源的状态信息是至关重要的。然而传统的资源监控方式需要周期性地读取各个节点的信息,对网格系统资源浪费较大。本文提出一种基于事件触发的方法来降低监控服务开销,准确获取资源状态信息。然后采用该方法在Clobus Toolkit 4下实现网格资源监控系统,并对该系统做出客观评价。     

地震勘探集成环境资源监控研究与实现

利用网格技术建设地震勘探集成环境高性能计算平台基础设施的过程中,监控系统不仅要为位于不同管理域、分布异构的高性能资源管理提供资源全局视图,方便对资源管理和控制,还要为分布环境下资源的选择、任务的调度与执行提供指导信息．本文提出了面向地震勘探领域的高性能应用网格监控系统体系结构,建立了监控信息数据模型,在GlobusToolkit信息服务组件的基础上扩展了信息采集功能和信息查询接口,并基于Websphere为高性能计算资源的信息查询与监控提供了资源实体的统一视图和可视化管理Portal．经测试,系统运行稳定,可扩展性强．     

一种有效的分散式网格资源组织机制

对网络中分布的资源进行有效组织与调度是实现网格计算的关键。该文提出了一个以Spaces为核心的网格资源组织机制，以资源自治域的方式对网格内的资源进行划分，不同的资源自治域之间可以进行任务协作，多个分布可变的Space服务形成了对资源的有效聚合，提供了对资源访问的统一接口，给出了将该机制应用于一个大型企业的部署范例，为网格计算的资源组织提供了一种新方法。     

高性能遥感图像处理与空间信息网格建模

将空间信息网格技术（SIG）应用于遥感图像处理中，就是利用网格计算的特点，来解决遥感图像数据以及处理算法资源的共享、海量遥感图像数据的实时快速处理等问题。文章以此为主线，在分析高性能遥感图像处理问题的基础上，探讨了在网格环境下构造高性能遥感图像处理系统的可行性及相关关键技术的实现，提出了基于开放网格服务体系结构的系统模型，并实现了原型系统。实验表明，SIG用于遥感图像处理是可行的，并取得了一定的成果。     

网格资源管理与调度研究

网格计算是近年来得到快速发展的广域网格计算技术，其目标是把因特网整合成一种超大规模的巨大计算机系统，以实现计算资源，存储资源，信息资源．知识资源的全面共享，资源管理与调度是网格计算中的核心部分，在本文介绍网格资源管理，分析了三类资源调度策略；并提出了一个基于信任度的资源调度策略，详细描述了基于信任度的资源调度策略的算法实现．把服务质量有机集成在资源调度策略当中去．     

云计算环境下并行分布式数据挖掘平台研究

网络技术在带给人们大量信息的同时,也极大地增加了人们从海量数据中发现有用知识的难度,而解决这一问题的努力促进了数据挖掘技术的出现和快速发展。云计算是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的计算平台,云计算开发平台可被用来开发高性能应用程序。研究云计算环境下并行分布式数据挖掘平台的3个层次,依下而上为分布式计算层,知识发现平台层以及用户应用层。     

一个高分子模拟计算网格的资源管理

主要介绍了一个高分子模拟计算网格平台资源管理的研究与实现.该计算网格的资源平台是集群式高性能计算机系统,接口采用了Globus3.2 GRAM,符合OGSA的标准.对于集群式高性能计算机系统的管理采用OpenPBS.由于OpenPBS不支持Globus3.2,因此扩展了OpenPBS的相关组件.同时还为计算任务提供了checkpoint机制,给用户的计算程序提供了容错功能.实践结果表明,本软件很好地实现了计算网格的资源管理.     

Supporting dynamic access to virtualized data resources via WSRF-based services

Today grid applications require not only lots of computational power but data at a very large scale too. Although grid computing was initially conceptualized as the technology that focuses on solving compute-intensive problems, this focus has gradually shifted to applications where data is distributed over various locations. Access to these data resources stored in heterogeneous grid storage systems located at geographically distributed virtual organizations in an integrated and uniform way is a challenging problem. The Web Services Resource Framework (WSRF) has recently emerged as the standard for the development and integration of grid services. This paper proposes and presents Gravy4WS, a middleware architecture based on WSRF Web services that enables the dynamic access to virtualized grid data resources. A novel scheduling algorithm called DCE (Delegating-Cluster-Execution based Scheduling) is proposed to improve load balancing of the system. The implementation of Gravy4WS using WSRF libraries and services provided by Globus Toolkit 4 is described together with its performance evaluation.     

网格信息服务的一致性研究及应用

随着开放网格服务体系结构OGSA的出现，计算网格的研究已开始向服务网格过渡，由于应用的多样性和复杂性，服务网格的研究面临着空前的挑战，当前网格信息服务系统基本上都是对计算资源、数据资源和网络资源等的管理、注册发布及资源发现，但这种方式需要做进一步的改进来适应服务网格的需要．除中国科学院计算技术研究所的VEGA之外，HowU网格平台是另一较成熟的服务网格平台．分析了HowU信息服务器的服务组织和管理机制，并重点针对信息一致性问题进行了研究，即如何保证网格范围内服务的存在性以及组织域范围内服务信息的有效性．最后给出模拟性能分析．     

The Globus project: a status report

The Globus project is a multi-institutional research effort that seeks to enable the construction of computational grids providing pervasive, dependable, and consistent access to high-performance computational resources, despite geographical distribution of both resources and users. Computational grid technology is being viewed as a critical element of future high-performance computing environments that will enable entirely new classes of computation-oriented applications, much as the World Wide Web fostered the development of new classes of information-oriented applications. In this paper, we report on the status of the Globus project as of early 1998. We describe the progress that has been achieved to date in the development of the Globus toolkit, a set of core services for constructing grid tools and applications. We also discuss the Globus Ubiquitous Supercomputing Testbed Organization (GUSTO) that we have constructed to enable large-scale evaluation of Globus technologies, and we review early experiences with the development of large-scale grid applications on the GUSTO testbed.