关于发展战略高技术的一些思考李国杰中国科学院计算技术研究所

织女星网格与中国国家网格张松[e-mail]中国科学院计算技术研究所2004.12.04南京目录计算所织女星网格(VegaGrid)简介织女星网格操作系统(VegaGOS)织女星网格技术应用示例织女星网格的未来总结计算所织女星网格(VegaGrid)网格----下一个浪潮?《福布斯》杂志：电脑业趋势美国《福布斯》杂志科技版于2001年9月发表了一组文章，分析了信息技术40年的发展历史和今后20年的趋势，指出网络计算将极大地改变人们的工作和生活，–信息技术的下一波大浪潮将在2004－2005年度出现，并造就2005-2020十五年的黄金时代–这个大浪潮将极大地改变我们的工作和生活。到2020年，由此产生的互联网将成长为一个20万亿美元产值的大工业。–信息市场从2000年的一万亿美元增长20倍。–这一波浪潮的本质特征，就是万维网（WorldWideWeb）升华为网格（GreatGlobalGrid）。2020年计算机技术将广泛普及对国民经济和社会发展的影响时间专家使用早期流行公众认识广泛使用大型机-终端客户机-服务器因特网按需计算（网格）我们目前所处阶段计算机科学与技术发展趋势共享、协同和集成越来越重要从公众认识阶段到广泛使用阶段–普遍但不可见（pervasivebutinvisible,silent）–好用性大幅增强信息、知识、程序、服务的消费者也是提供者–基于开放标准的松耦合结构（反垄断）–从高性能到高生产率服务（评价标准改变）网络服务是主要的应用负载动态复杂、安全可信、环境友好是主要的挑战网格技术的目标:应用层面的互连互通—消除资源孤岛计算机计算机因特网网页网页Web应用应用网格GGG（GreatGlobalGrid）HPWebServicesIBMWebServicesMicrosof.NetSunONE计算和数据网格TeraGridIPGGIGASCIGridDataGrid信息网格和知识网格SemanticWebKnowledgeManagementOntologyInformationPlatform商业应用网格CDNRTECWebService其它模式P2PParasiticComputing网格（按应用模式划分）HPUtilityComputingIBMe-BusinessonDemandMicrosof.NetSunN1“Gridified”InfrastructureIndustrialPerspectiveonGrids:AWideRangeofApplicationsFinancialServicesDerivativesAnalysisStatisticalAnalysisPortfolioRiskAnalysisManufacturingMechanical/ElectronicDesignProcessSimulationFiniteElementAnalysisFailureAnalysisLS/BioinformaticsCancerResearchDrugDiscoveryProteinFoldingProteinSequencingOtherWebApplicationsWeatherAnalysisCodeBreaking/SimulationAcademicSources:IDC,2000andBearStearns-Internet3.0-5/01AnalysisbySAIGridServicesMarketOpportunity2005UniquebyIndustrywithCommonCharacteristicsEnergySeismicAnalysisReservoirAnalysisEntertainmentDigitalRenderingMassiveMulti-PlayerGamesStreamingMedia什么是织女星网格什么是织女星网格？计算所网格研究工作的整体计算所对网格的认识–突破性创新机会–三大战略品牌之一–研究工作的“伞把”织女星网格的研究目标–前沿的科学研究和技术创新–实质的社会影响和国际影响–对产业的实质推动–产品、应用、标准、论文、人才织女星（VegaGrid）服务网格超级服务器——〉服务网格（ServiceGrid）SUMA——〉VEGAVersatileServices（通用服务）–通用服务与资源，共性技术,支持多种应用类型,支持多种应用模式,兼容多种现有技术,支持多种平台。EnablingIntelligence（辅助智能）–自动、自我、动态、交互–共性智能支持技术–信息、知识、服务的自动生产；设备的自动接入；自我描述、自我路由；动态功能部署，动态页面等。GlobalUniformity（全局一体）–连通性、单一系统映像、互操作性–网格中的所有资源都联成了一个整体，实现了全面的资源共享和协同工作。AutonomousControl（自主控制）–用户自主、公开标准、以人为中心–反对锁定用户（lock-in），吸引用户自愿参与。要让用户自主地使用网格，而不是让网格控制用户织女星网格的业务益处降低成本提高产出功能（Functionality）低成本（Cost）可依赖性（Dependability）性能（Performance）用户为中心（User-Centric）业务益处:性能客户端：拓广应用面–麦特考夫定律：(网络)系统的价值用户数2–布朗定律：网络系统的价值2社区个数服务器端：提高资源利用率–麦特考夫：全球计算机利用率1%–航空工业：利用率30%，同时每年必须升级(3亿元)自动化：减少人为环节优化：并行、缩短路径、拓宽瓶颈用户为中心自主控制：用户选择产品，而不是被厂家锁定(lock-in)–商品化趋势–独立性趋势–水平化趋势专业化服务：系统可根据用户需求个性化动态定制–应用、界面、安全与隐私策略、资源共享策略都可定制–定制策略可动态调整–用户确定定制策略、系统自动完成定制细节更像Web和电视可依赖性可依赖性常常被用户简化为安全可靠–包括RAS(可靠性、可用性、可维护性)–还包括安全性(Security)、隐私保护(Privacy)、诚信(Trust)由于联通性，网格的可依赖性面临更大挑战网格也具有更高可依赖性的潜力–异地冗余(铁路已有很好的实例)–多途径检测、监控成本上述益处(除用户为中心外)，都可以使用现有技术实现网格的优势在于低成本（最根本的原因是开放标准）时间成本降低–开发时间–部署时间–维护时间人力成本降低知识成本降低(系统的使用和维护更方便)硬件和软件成本降低(独立性,“无限升级”)网格是不是分布式系统？1.网格是一种分布式系统2.网格不同与传统的分布式系统–开放（开放标准、开放系统）–通用（通用标准、通用系统）–非集中控制（自主控制）–服务模式（utilitycomputing）–平台与基础设施（而非解决方案）网格是突破性创新应用界面操作系统硬件办公、上网、游戏事务处理、等等命令行、视窗、WebBasic,C,Java,COMWindows,MacOS,LinuxIBM体系结构Intel/AMD处理器微机/服务器网格应用Office.Net网格界面Task-BasedInterface网格操作系统.NettoLongHorn网格硬件Intelnext-generationCPUsforgrid网格织女星知识网格织女星信息网格GSML软件织女星网格操作系统（VegaGOS）曙光高性能计算机面向网格的超级服务器资源路由器、网格终端织女星织女星网格是计算所的品牌行业1行业2行业3硬件系统应用软件系统软件运行服务硬件部件（a）垂直方式IBMGlobalService,EDSSAP,Oracle,BEAIBM,Microsoft,LinuxSun,IBM,HP,DellIntel,Seagate,Cisco（b）水平方式织女星网格是计算所的品牌（c）空间方式龙芯曙光织女星硬件系统应用软件系统软件运行服务硬件部件单机站点网格空间层次织女星网格是计算所的伞把织女星网格是计算所的伞把网格计算机的若干关键问题什么是处理器？什么是存储器？什么是外部设备？什么是公共编码？什么是指令系统？什么是操作系统？什么是编程语言？什么是数据库？什么是应用软件？织女星网格的影响织女星网格团队整个团队目前已经超过200人(不包括超级计算机研究),并且不断吸收来自全球各地的研究人员.研究方向:网格操作系统(VegaGOS),计算网格,服务网格,信息网格,知识网格等国内开展网格研究最早,影响力最大的团队之一国内5大网格,计算所织女星团队承担了其中3个网格的研究和建设ChinaNationalGrid,国家863计划,徐志伟研究员ChinaScienceGrid,国家自然科学基金,李国杰院士ChinaSemanticGrid,国家973计划,诸葛海研究员ChinaEducationGrid,中国教育部ShanghaiGrid,上海市政府织女星网格研究正在引起国际关注2002年10月，李国杰研究员应邀在IEEETencon2002和IWADS2002国际会议上作网格计算和织女星网格的主题报告。2002年7月，徐志伟研究员应邀在GGF-5上做大会发言，介绍了织女星网格，并于2002年12月在HPCAsia2002做主题报告。。诸葛海研究员应邀担任两个国际杂志编委，并将为FutureGenerationofComputerSystems负责客座编辑“SemanticGrid”专辑。徐志伟研究员应邀担任InternationalJournalonGridComputing编委。InternationalJournalofGridComputingEditorialBoardUSRuthAydt(Illinois),FranBerman(SanDiego),ManiChandy(CalTec),AndrewChien(SanDiego),DavidCuller(Berkeley),JackDongarra(Tennessee),IanFoster(Argonne,EIC),JimGray(Microsoft),BillJohnston(Livermore),KenKennedy(Rice),CarlKesselman(USC),MironLivny(Wisconsin),PaulMessina(CalTec),PeterSteenkiste(CMU)EuropeFranckCappello(France),JonCrowcroft(UK),FabrizioGagliardi(CERN),TonyHey(UK),PeterKacsuk(Poland,EIC),DomenicoLaforenza(Italy),JarekNabrzyski(Poland),AlexanderReinefeld(Germany),EdSeidel(Germany)A/PDavidAbramson(Australia),SatoshiMatsuoka(Japan),SatoshiSekiguchi(Japan),ZhiweiXu(China)织女星网格操作系统(VegaGOS)关于网格的各种观点Gridisevolving,noexactdefinitionyetThereareseveralpopularviews:–Theinfrastructureview–Thepervasivecomputingview–Theworld-widecomputerview–Theutility-computingview–Theintegrationview–TheGreatGlobalGridviewOurview:alloftheabove+opportunity网格技术的本质计算技术的发展史是不断“虚拟化”的历史。网格的本质是数字空间更高一层的虚拟化，把连在网上的各种