網絡技術定義與核心特征

網絡技術（Grid Technology）興起於90年代中期，整合互聯網分散資源（高性能計算機、存儲、數據、知識、專家、大型儀器等）為有機整體，實現全面共享與協同，用戶透明訪問整體能力、按需獲取信息。核心特征非規模大小，而是資源共享、消除資源孤島。可構建區域、企業、局域網、家庭、個人網絡。

全球發展三大里程碑

1. 學術起源（美國政府資助項目）： 目標整合跨地域高性能計算、數據庫、科研設備為巨型超算系統，支撐科學計算。
2. 商業分歧（微軟 vs 學術界）： 微軟聚焦數據網絡共享信息，而非計算能力，反映理念差異。學術技術多能轉化為商業應用。
3. Globus項目（阿貢國家實驗室牽頭，12所大學參與）： 研究資源管理、安全、信息服務、數據管理關鍵理論，開發跨平台工具包，構建大型試驗平台。已應用於NASA、歐洲數據網、美國國家技術網等8大項目。

2005年IBM投入數十億美元與Globus合作開發開放標準，宣稱商業應用前景廣闊，標誌網絡計算從幕後走向前台。

中國國家網絡建設成果

863計劃支持，中國國家網絡具備18萬億次聚合計算能力，2005年12月正式開通。實現全國大型計算資源整合，形成強大計算平台，支撐科研單位資源共享與協同合作。中科院計算所「織女星網絡」主打「服務網絡」，面向能源、交通、氣象、水利、農林、教育、環保等行業巨大需求。

網絡關鍵技術體系

• 網絡節點： 計算資源提供者（高端服務器、集群、MPP、大型存儲、數據庫）。
• 寬帶網絡系統： 高性能通信基礎設施。
• 資源管理與任務調度工具： 解決資源描述、組織、管理、動態調度，提升運行效率。
• 應用層可視化工具： 海量數據圖形化展示，輔助科學發現。

Globus架構五層協議模型

1. 構造層： 發布可共享物理/邏輯資源（處理力、存儲、目錄、分布式文件系統、計算機池/集群）。
2. 連接層： 核心協議，控制資源間數據交換、授權驗證、安全控制。
3. 資源層： 單個資源控制、安全握手、初始化、監測、計費統計。
4. 匯集層： 受控資源聚合，提供目錄服務、資源分配、調度、代理、監測、賬戶管理，支撐虛擬組織應用。
5. 應用層： 用戶程序，通過各層API調用服務，調用網絡資源完成任務。需構建網絡計算庫函數支撐開發。

Globus工具包已成事實標準，12大廠商承諾采用。開放架構提供安全、資源發現、管理、數據訪問等基礎服務。

主要應用領域

• 分布式超級計算： 連接異地超算形成更強平台。
• 分布式儀器系統： 遠程訪問珍貴儀器，提高利用率。
• 數據密集型計算： 側重存儲/傳輸/處理（歐洲核子中心DataGrid項目處理PB級強子對撞數據）。
• 遠程沉浸： 虛擬現實協同環境（虛擬博物館、協同學習、工業設計、醫療可視化）。
• 信息集成： 異構平台無縫融合，商業應用前景廣闊（服務網絡、知識網絡）。

商業化前景與挑戰

標準化是關鍵，Globus標準與Web Service標準融合，標誌商用化時代來臨。但安全、可管性、人才短缺仍待解決。儘管挑戰重重，構建全球網絡前景不可抗拒。