分布式计算技术应用及现状浅谈

西安邮电大学《分布式计算技术应用及现状浅谈》课程名称：分布式计算环境专业：软件工程学生姓名：李力学生学号：1303210047目录目录........................................................................................................................2一、摘要:......................................................................................................................3二、简介研究现状......................................................................................................3２.１分布式技术的现状以及前景.......................................................................3２.２分布式技术的应用................................................................................4三、现阶段分布式计算关键性应用..........................................................................53.1移动Agent技术.............................................................................................5３.２.１技术原理及现状............................................................................5３.１.２技术优势：...................................................................................63.2p2p技术..........................................................................................................6３.２.１技术原理及现状.............................................................................6３.２.２技术优势：.....................................................................................73.3Webservice技术............................................................................................7四、总结........................................................................................................................8五、参考文献................................................................................................................9一、摘要:分布式计算为了能极高效地发挥计算机的性能，采用低成本软硬件资源，把庞大的工程分割成适合小部件软硬件需要完成的模块，分配给不同的计算机进行处理，并把这些分别单独运算的计算结果整合起来起来，得到最终的结果。分布式技术近些年发展迅猛，并且前途大有可为。二、简介研究现状２.１分布式技术的现状以及前景分布式计算是研究如何把一个需要拥有非常巨大的计算能力的超级计算机才可以解决的问题分分割成许多小的部分，通过分配给许多计算机单独进行处理，汇总其计算结果，到最终得到结果，达到虚拟计算机解决大型问题的学科。并行计算同样是整合多台计算机计算能力，通过迭加达到提高整个系统计算能力的目的。将如何实现计算机更高性能计算，作为并行计算技术和现代计算机其他各个技术研究的一个重要方向。分布式计算和并行计算作为研究开发高性能计算机的理论技术实现，仅需要使用普通的计算机，通过与外部网络连接之后，运用此两种计算技术虚拟高性能计算机，来完成只有在高性能计算机上才能解决的工程。分布式计算同样将随着计算机技术的发展和进步，分布式计算技术的成熟运用，已经分别使参与分布式计算的各台普通计算机的协同计算能力超过了简单叠加相等的单台超级计算机。分布式计算技术已经历十几年的研究，但该领域现在仍然方兴未艾，将是计算机研究领域的最有发展潜力的领域之一，在不同的应用领域发展起来特点各异的分布式计算技术的分支。２.２分布式技术的应用分布式技术近些年来在数据深度搜索、科教科研、大数据计算等方面发挥了极其重要的作用，其中包括中间件技术、移动Agent、WebService技术技术等诸多技术的应用充分论证了分布式系统已经影响现阶段计算机技术很多领域的发展。统筹全局来看，国内与国际间的研究发展水平仍然显差距。国内仅各大高校和科研机构参与分布式计算，我国虽拥有基数庞大的计算机用户和网络用户，但实际了解并运用分布式计算的用户却不多，大部分人或者绝大多数用户使用计算机进行日常沟通、信息查询、聊天娱乐等功能，与欧美国家国家相比而言，我国不仅理论研究的深度不够，并且实际应用的广度也无法与欧美发达国家比肩。２.３国内外分布式计算技术现阶段应用国内现阶段以科研教学、气象预报分析、网络数据搜索、生物基因技术等领域为主要应用领域。国际的大型分布式技术应用，则可以通过下是几个比较典型的例子进行了解：地外文明的科学实验计划是国际上享有盛名的一个分布式计算应用的项目。主要是通过使用参与分布式计算的计算机下载计算程序来对射电望远镜收到的海量信号进行计算分析，志愿者可以通过运行一个免费程序下载并分析从射电望远镜传来的数据来加入这个项目。目的是确定地球之外有无类人或类似地球生物的生命存在，寻找宇宙中的生命体，我们国家也有一些机构和个人参与这个科研项目。若说地外文明的科学实验计划和我们的现实生活没有多大关系，那么下面这几个项目则和我们有密切的关系。其一：Climateprediction工程是分布式计算技术在气象预测领域内的成功应用例子之一，研究者首先建立气象计算模型，全球各地巨的气象数据输入计算程序，任何参加这个项目的组织和机构或者个人，都可领到合适的计算任务，并把计算的结果返回，通过海量的计算来组建地球气象模型。其二：蛋白质疾病分布式计算工程是另一个著名的分布式计算工程，这个项目主要是研究蛋白质折叠、误折、聚合及由此过程引起的一些相关疾病的分布式计算工程，蛋白质是一个生物体系的网络基础，它们是一个个纳米级计算机。在蛋白质实现它的生物功能之前，它们会把自己装配起来，或者说是折叠；折叠过程对人类而言仍是未解之谜。当蛋白质没有正确折叠（误折）无疑会产生严重的后果，包括许多知名的疾病，比方阿兹海默症(Alzheimer's)，疯牛病(MadCow,BSE)，帕金森氏症(Parkinson's)等。该工程使用联网式的计算方式和大量的分布式计算能力来模拟蛋白质折叠的过程，并指引对由折叠引起的疾病的一系列研究。使用计算机来模拟蛋白质的折叠和聚合过程需要海量的计算，分布式计算可以通过利用大量的闲散计算资源，甚至是跨越国界、民族的界限，来承担这个巨大的计算任务，研究这些疾病的产生原理，为攻克和预防这些疾病做理论上的分析，目前有多个国家的科研机构和组织参与这个项目，我们中国也有人参与这个项目。其三：作为应用分布式计算最成功的商业机构之一：谷歌，他的文件管理系统被作为一个典范，许多学者对其研究，一些同行进行效仿，甚至有些人将谷歌的文件管理系统作为一门学科来研究，GFS这个原本是谷歌自有名词缩写因此也成了这个行业应用分布式计算的一个典范。和上面的应用例子类似的分布式计算工程有很多，分布在不同的国家和地区，但这些项目大都互无联系，甚至每个项目都使用一个不同的软件，使用不同的分布式计算技术，如何整合这些互不关联的项目，更大限度地发挥参与这些工程的计算机的能力，这也是一个研究课题，美国加州大学伯克利分校已经建立了一个开放的网络计算平台，这个平台的主要功能是把不同的分布式计算项目连接起来，对参与这些项目的计算资源进行统一合理分配，从而更有效的利用这些计算资源，提高计算效率。三、现阶段分布式计算关键性应用3.1移动Agent技术３.２.１技术原理及现状移动Agent是一种可以在构成分布式计算系统的各节点移动的软件Agent，软件Agent应该是人工智能技术发展起来的一个产物，人工智能的研究主要解决知识表达、机器学习、推理等类似人的智能的算法问题，而软件Agent就具有类人的智能，可以自主管理，能对环境做出响应，甚至主动行动，进行推理计算来完成任务。移动Agent是一种独立的计算机程序,它可以自主地在异构网络上按照一定的规程移动,寻找合适的计算机资源、信息资源或软件资源,利用与这些资源同处一台主机或网络的优势,处理或使用这些资源,代表用户完成特定的任务。换句话说,它拥有一个显著的特点,移动性(Mobility),即Agent可以从一个主机移动到另一个主机而保持其内部状态不变,它可以携带数据和远程执行的智能指令(多数情况下就是它本身)。我们一般把软件Agent看做是在一台机器上运行的一个程序，而移动Agent则是可以自主在网络上构成分布式计算系统的各节点之间进行移动的一个程序。这个程序带着自己的任务找到可以完成这个任务的节点（这个节点有完成这个任务所需要的数据、硬件、软件等资源），通过网络移动到这个节点，在此暂时定居，利用这个节点的资源进行计算，计算结束后，这个Agent携带计算结果通过网络自主移动到下一个需要达到的节点，这种模式可以减少网络拥堵，在一个节点盘踞期间，甚至可以断开网络连接也不会影响其正常工作，只要在它完成任务需要移动时恢复网络连接即可。移动Agent技术自90年代开始发展很快，因其本身就是一种适用性很强的分布式计算模式，且具有极好的鲁棒性，对网络的要求低，故这项技术是目前分布式计算技术研究的一个热点。３.１.２技术优势：移动Agent除了具有Agent的特征外,还具有以下优点:节省带宽。移动Agent移动到工作服务器端,并把最终数据传回客户机,可以节省通信带宽;节省时间。主要是因为移动Agent减少了网络传输,在规模较大的数据库操作中Agent能实现本地操作;减少延迟。移动Agent移动到服务器端,直接传回最终结果,避免了中间数据的传输延迟;异步方式。一旦移动Agent从客户端传输到另一台主机上,这台机器就可以与网络断开连接,直至想回收Agent或再次传送Agent;负载平衡。移动Agent能轻易地从一个平台移动到另一个平台,它们带着自身代码移动到目的机器上无需预先安装就能运行,可以很方便地实现负载平衡;动态配置。移动Agent可以感知环境的变化并做出反应,多个移动Agent可以动态地调整分布,以维持最优配置;尽管上述优点没有一个是移动Agent所惟一拥有的,但是没有一种技术能像移动Agent一样同时具备以上6个优点。3.2p2p技术３.２.１技术原理及现状P2P（Peer-to-Peer）对等网络应该是资格比较老的一项技术，纯点对点网络没有客户端或服务器的概念，只有平等的同级节点，同时对网络上的其它节点充当客户