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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Legion48

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NetSolve50

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GRIS89

6.5.2 网格目录信息服务GIIS90

6.6 使用MDS90

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GRAM93

7.1.1 GRAM的组成和执行流程93

7.1.2 GRAM-API95

7.2 动态协同分配代理DUROC95

7.2.1 DUROC的管理结构95

7.2.2 DUROC-API96

7.3 资源描述语言RSL98

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GASS107

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-API110

8.2 Grid FTP111

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API118

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HPSS156

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DataGrid164

12.2.1 欧洲原子能研究机构CERN164

12.2.2 大型强子对撞机LHC165

12.2.3 DataGrid165

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NICE175

13.2.3 数据可视化协同分析环境CAVE6D175

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