下一代网络技术

张满满

摘要：在上世纪中期第一次出现了为共享主机资源和进行信息的综合处理而形成了第一代的以单主机为中心的联机终端系统，此后互联网科技迅猛革新进步，从效率低的众终端连接主机的形式更新为当今我们日常经常涉及、必不可少的互联网科技。当今社会，互联网几乎成为现代人日常必须元素。但是，互联网和电脑的应用依然存在诸多问题，亟待解决。该文以实用为出发点进行探索，以期阐示互联网科技的未来趋势。

关键词：分布式系统；元计算；中间件；网格计算

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）09-0084-03

只凭借一台计算机在已无法达到当今社会处理信息的客观期望，于是凭借一定的手段达到具有极好处理水平的目的变得尤其重要，而“元计算机”的诞生无疑实现了上述愿望。上世纪末，为解决网络内主机多而性能不佳的难题，相关机构投入财力物力进行研究，首先他们把两对主机建设为一个处理单位，然后借此探究对同时处理一定困难状况的能力水平。此单元实行集中控制，定向安排任务以及灵活统筹的方式，进而达到根据实际情况精确安排任务到指定的处理模块里去。元计算的环境涵盖内容有以下几个：支持分布并行的软件系统、全局的文件系统、视频电话系统、高速的互联通信链路、普通用户接口和信息诸如此类。现在常见专业语言为“网格计算（grid computing）”，其丰富地革新了开始的对应理念，主要为凭借全球各地的主机终端、计算资源诸如此类，达到提供使用者方便快捷的处理环境，其实际扩展涵盖了以下几个方面：数据查询、协同工程、高吞吐量计算以及分布式计算。所以，网格体系作为远距离控制协调资源的根本手段，被称为宽范围涉及的“无缝的集成和协同计算环境”。网格计算被誉为继Internet和Web之后的“第三个信息技术浪潮”，以期做到对下一代分布式实际效果以及服务产生重大作用，成为真正的‘下一代互联网络技术。

1网格计算系统

1.1 网格计算系统的含义

网格是以电网的理念出发而建立起来的专业术语，其主要功效就是能够像中国电网一样，便捷的提供给用户服务。当人们享受电能带来的方便时，不会想到电力的来源、生成方式、传送途径等。同样对于网格运算体系来说，也要实现人们在便捷享用网络共享资源带来的方便的同时，不会受到区域差异、硬件条件等的限制。网格计算和分布式或者并行系统存在着诸多相似之处，然而仔细探究又会发现彼此之间的关键性差异。二者的相似之处为，都依靠相关硬件设备而都处在风险性较高的互联网领域中，同时要求做到整合范围涉及广泛的变化的资源，然而网格计算系统因自身的高标准导致编程和连接方式存在鲜明的特征。同时，网格系统仍然应该改善自身信息交流与传递的协调性，进而达到实际应用所需的标准，这就得依赖于该系统的异构性和动态性，还有目前并行技术无法达到满足此需求的目的。

就上述技术而言，尤为重要的一点即掌握了解技术处理方式以及所处阶段，并凭借上述掌握的情况完成网格操作的处理安排，最终动态掌握资源运行情况。

1.2 网格计算系统的体系结构

该计算系统的骨架以低级到高级的方式排列分别如下：构造层、资源与连接层、汇集层和应用层。

1）构造层：以多种多样的资源为基础，具体涵盖了超强处理能力主机、数据库管理系统、网络搜索平台以及超现实处理系统诸如此类的资源。

2）资源与连接层：此为网格系统的重中之重，其主要任务为控制远距离操作、安排资源比例、游览记录、确认正确信息、降低风险以及提高使用性能诸如之类，亦被叫做中间层。网格系统的作用的实现离不开此层的协助与控制。

3）汇聚层：给予客户使用凭借，来确保客户高效的享受到其中的资源。

4）应用层：给予网格计算可以认知的计算机程序，同时提供需要的相关据库管理系统以及对应的计算程序等，此外保障网页适用平台，已达到客户可以通过网络途径处理数据同时得到处理结果。

1.3 网格计算的要点分析

对网格计算的要点进行分析总结，概括如下：

1）网格结点：此技术的主要作用为给与网格系统所需的资源，涵盖内容主要有：MPP系统大型存储设备、高端服务器、集群系统诸如此类。上述所提资源处在不同的区域，因而导致网格计算的异构特性。

2）宽带网络系统：在网格系统环境下，此关键技术对于加强信息交流与传递的效率，由于信息交流与传递的效率高低将对网格系统的功效产生极大的作用，要实现网络连接与使用的同步以及快速、有效的信息交流与传递离不开此关键技术的协助。

3）资源管理和任务调度工具：前者主要为处理资源的说明、安排以及控制诸如此类的任务后者主要为分析所处系统实际运营状态，对分配内容实时调整，加快处理速度。它们属于网格计算的中间件。

4）监测工具：较大运算能力的网格系统的每秒运营的最大值可超过百万亿次，然而客观的来讲，真实的处理效果远远达不到上述所说。究其根本为运行时的同时处理遇一次处理的过程不同的。此过程依赖于软件工作者的程序编码，但是对于研究硬件应用方面的相关人士而言，就无法做到高效的利用上述资源。此时，皆可以凭借检测手段帮助其了解资源分布和处理状态等，进而来解决上述难题。

5）应用层的可视化工具：网格系统的重要功能基本为进行据处理，因而常出现数量庞大的数据，在此条件下，只凭借人脑对上述庞大的信息进行处理绝非为一件易事。但只若做到将最终信息处理为能感性认识的图表等，就解决了上述难题，应用层的可视化工具正是具备所说功能，并提供友好的用户界面。

2 网格计算系统的代表项目

因为网格系统环境具有对存在差异的各独立单元有较高的通用性，进而组建起巨型世界范围内的网格系统，此为互联网革新之后的完善模式，所以，全球政府以及相关机构都将目光投向了此处，举行了多次国际间研究型会议、讲座、科研等，期间的研究成果被分享在资源网络上，以供相关人员的参考探索。其中较为典型的网格系统有以下几个：Globus项目、Legion项目、NetSolve项目、Javalin项目诸如此类，上述项目可以进行以下划分：

2.1 Globus项目

此项目从根本的相关系统的应用程序出发，整合不集中的资源，进而建立整体唯一的系统环境，此项目关键点为对应的工具包，它作为中间件，能搜索资源、控制、降低风险、信息交流与传递。它还可以根据客户的差异进行个性化设计。

2.2 基于Java的网格计算

Java编程语言以及延伸技术有效消除网格系统存在的疑难杂症，像风险新高等。此外，Java还具有在网页实施期间可以免去额外程序的要求。实际来说，只要具有网页浏览器的计算机，就能够进行数据处理。虽然此程序仍然具有速度慢诸如此类的缺陷，可其必然对网络系统的改革产生重要作用，为世界范围的数据处理打下了坚实基础。

现在关于网格系统的探索大部分集中于前端方面，同时产生较多有实际应用效果的程序，其典型结构为：凭借超级计算机获取资源，以此为基础，建立相关软件系统；在传播迅猛范围广泛的互联网络上插入中间件，以保证用户根据自身需要选取对应相关环境，同时，中间件还可以做到纪录作用，并将其信息加工，以便于超级计算机的处理。

以现在存在的现状为出发点，在考虑网格系统的特殊性，相关部门机构组织等仔细分析网格系统和内核的整合，探索其信息来源的区别和即时变化特质、协调资源和同时工作安排相符的控制方式，得到脱离不同使用者带来差异而建立的系统，同时，采用低风险、有效、高信誉性的方案，最终达到其资源控制的实际化应用效果的提升。

3 网格计算技术的应用

由于网格计算正处于萌芽阶段，根据客观情况，必然不会马上产生良好的市场效果。所以应当借助知识分子以及相关专业人士的试用评价，试用人员应具备以下特征：彼此居住区域较远，涉及世界各个区域，凭借远程控制进行交流，专业人士通过软件实施动态分析，以期做到指导以及控制。

3.1 计算科学家和工程师需要网格

以专业人士角度出发，现在凭借磁带邮递表现实际仿真的效果较为普遍——以效仿为开端截止于最终的差错分析，这期间要求的持续过程越长越不符合使用者要求。此外，科学家以及工程师若想要掌握充分的资源，就应借助网格计算系统。

3.2 实验科学家需要网格

从事实验和实地考察的专家人口为理论专业从事者的十倍，因此，若要做到深刻了解作用于自然，应从事实验和实地考察科学入手，专业者利用专业设备与互联网技术相结合，做到方便使用，以满足实验科学家对网络的需求。

3.3 企业需要网格

目前，世界上大部分公司具有国际化和世界化，而且互联网产生了对应的企业内部网系统，但此系统交易受到较多因素的影响，如网络带宽、服务器效果、产权、资金消耗诸如此类。

3.4 自然环境的保护需要网格

尽管目前全球政府机构在针对世界性灾害（像温室效应、环境恶劣等）现象方面的措施较为详细完善，专业者对网络相关信息贮备的设立缺陷较多，而且鉴于上述现象具有涉及面广泛的特点，相关专业人士的参与必不可少，因此，这就需要网格。

3.5 教育与培训需要网格

常规的实地教学存在的问题为对人身自由的限制，尤其对于遍布全球范围的论坛、讲座等，这必然会产生一定的时间消耗在旅途中，这无疑降低了我们的办事效率。但是网格计算系统就解决了上述难题，其主要原因为开发了远程应用软件，让远程教育与培训成为现实。

3.6 世界需要网格

按常理，网格计算体系不可能以特定地域进行隔离，而是逐渐走向全球化世界化，故目前有相关人士表示网络买卖可以取消交税环节，此无疑会对全球市场交易方式的转变产生重要在影响。

4 小结

网格计算系统根据实际情况将远距离资源进行整合协调，建立超现实云系统，从而达到高效处理水平。同时网络计算系统对核爆炸模拟、宇宙学、生物学、流体力学以及相关工程提供了实施方案，使网格产生实际化效果，但还必须解决下列问题：

1）应消除现在网络上数据传递效率低下的状况。可以借助网格计算体系以及与新型网络整合的方式，同时，凭借无线移动通信以及卫星通信同样可以达到预期效果。

2）应尽力消除人与计算机之间的隔阂，提高人使用网格计算系统的便利实用性。

3）依法消除利用网络信息传播期间侵害他人权利以及钱财的不良现象。

4）最面临的最困难的挑战为降低网络共享的风险。这是因为信息借助互联网传播，其网格计算完善程度越高，其更加多样化，给予不法分子作案机会。

参考文献：

[1] www.origincom.com.cn/artide/20010627-1.htm.

[2] www.CCW.com.cn/htm/produ/topic/01…6 8 13.asp.

[3] www.jini.org/servlets/ProjectList.