《電子技術(shù)應(yīng)用》
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P2P和Grid從構(gòu)建到應(yīng)用全歷程對比

2008-05-06
作者:葉從歡

  摘 要: 網(wǎng)格和P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均是當(dāng)今高性能分布式計算領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),。從體系結(jié)構(gòu)、資源管理" title="資源管理">資源管理,、安全和應(yīng)用等方面對這兩種新興技術(shù)進(jìn)行了全方位的比較,,發(fā)現(xiàn)了由于P2P和Grid的側(cè)重點(diǎn)不同,,P2P和Grid從構(gòu)建到投入應(yīng)用都有不同程度的互補(bǔ)性。這使得糅合P2P與Grid可以構(gòu)建一個兼具P2P和Grid特性的新型P2P-Grid系統(tǒng),。
  關(guān)鍵詞: 對等計算 網(wǎng)格計算 P2P-Grid


  P2P和Grid都引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注,,二者都是高性能計算領(lǐng)域里的新興技術(shù)。它們的主要目標(biāo)都是充分利用遍布全球的互聯(lián)網(wǎng)上的個人閑置資源,,完成單臺計算機(jī)無法高效完成的任務(wù),。P2P系統(tǒng)主要由一些地位相等的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,節(jié)點(diǎn)之間可以直接通信,,無需經(jīng)過第三個節(jié)點(diǎn),。近年來對于P2P技術(shù)中各方面存在的缺陷做了相應(yīng)的改善,例如,,推出了超級節(jié)點(diǎn)的混合式P2P模式,,從而使其效率大為改善。與網(wǎng)格一樣,,P2P技術(shù)的目標(biāo)也是對網(wǎng)上所有的資源:計算資源,,存儲資源,信息資源,,數(shù)據(jù)資源,,網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)全方位共享,相對于網(wǎng)格技術(shù)" title="網(wǎng)格技術(shù)">網(wǎng)格技術(shù)最初只是面向?qū)iT的高性能計算領(lǐng)域中的專業(yè)人員而言,,P2P技術(shù)更加側(cè)重于為普通的網(wǎng)絡(luò)用戶構(gòu)建一個使用網(wǎng)絡(luò)資源的友好環(huán)境,,從而對網(wǎng)上個人閑置資源實(shí)現(xiàn)有效利用,并向用戶提供各種計算服務(wù),。
  網(wǎng)格可為各行各業(yè)提供海量信息處理,,為高科技領(lǐng)域的研究開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新提供高性能計算服務(wù),,還能夠為交叉學(xué)科的研究提供一種實(shí)驗研究平臺,,使得全球性的跨學(xué)科的大規(guī)??蒲泻献鳎缭綍r間,、空間,、物理障礙,實(shí)現(xiàn)資源共享與協(xié)同工作,,并在全國,,甚至全世界范圍內(nèi)共享研究成果。從這一目標(biāo)來看,,網(wǎng)格技術(shù)更加傾向于將一個國家或地區(qū)的大型超級計算機(jī)整合為一個統(tǒng)一的計算平臺,,完成大規(guī)模的科學(xué)計算、大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析等密集型的任務(wù),。相對于P2P而言,,其基本模型仍舊是以一種客戶/服務(wù)器的模式來操控整個互聯(lián)網(wǎng)上的資源,從而對它們實(shí)現(xiàn)高效利用,。
  網(wǎng)格技術(shù)的開發(fā)與部署是在需要訪問遠(yuǎn)程資源(如聯(lián)合數(shù)據(jù)集)時,,為了進(jìn)行大規(guī)模模擬和數(shù)據(jù)分析而需要大量計算機(jī)協(xié)同工作的背景下產(chǎn)生的,P2P技術(shù)則主要連接許多PC機(jī),,并經(jīng)過公眾的使用而流行起來,。
  網(wǎng)格和P2P的互補(bǔ)性,使得在某些層面上可以相互借鑒,。例如,,許多研究人員把P2P的思想用到網(wǎng)格技術(shù)中或者把兩者結(jié)合起來應(yīng)用:參考文獻(xiàn)[5]設(shè)計了UPDF (Unified Peer-to-Peer Database Framework)用以查詢Grid環(huán)境下的資源;參考文獻(xiàn)[6]中用P2P方法定位Grid環(huán)境下的資源,;參考文獻(xiàn)[7]中的NaradaBrokering正是為研究Peer-to-Peer Grids結(jié)構(gòu)而設(shè)計的,,該P(yáng)eer-to-Peer Grids集成了計算網(wǎng)格、分布式對象,、Web Services和P2P網(wǎng)絡(luò)等一些思想,。任何一個系統(tǒng)效率的高低跟其中資源的利用效率是密不可分的,而資源的利用效率取決于如何快速地發(fā)現(xiàn)能夠分配給作業(yè)的資源集,。眾所周知,,資源發(fā)現(xiàn)策略歸根揭底取決于系統(tǒng)中資源的組織模式。由于互聯(lián)網(wǎng)上的資源屬性紛繁復(fù)雜,,如果不能針對性地對這些資源加以合理的組織,,要真正查找到最優(yōu)或近似最優(yōu)的資源集分派給作業(yè)將是非常困難的。為了解決這個難題,,目前已開始出現(xiàn)結(jié)合P2P和Grid構(gòu)建具有P2P和Grid特征的新型網(wǎng)絡(luò)模型,。
1 P2P與Grid的體系結(jié)構(gòu)
  體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架,,就如同人的骨架。在P2P與Grid系統(tǒng)中,,體系結(jié)構(gòu)是對P2P與Grid系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行布局規(guī)劃,,并在該規(guī)劃的基礎(chǔ)之上決定如何構(gòu)建P2P與Grid的體系結(jié)構(gòu),將決定著整個系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo),。P2P與Grid都是在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上,,建立一種能夠滿足人們對互聯(lián)網(wǎng)上各種資源的共享需求的高性能分布式計算平臺。由于P2P與網(wǎng)格系統(tǒng)" title="網(wǎng)格系統(tǒng)">網(wǎng)格系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享的側(cè)重點(diǎn)不一致,,所以P2P與Grid的體系結(jié)構(gòu)有許多區(qū)別,。最顯著的區(qū)別,就是P2P的純分布式P2P結(jié)構(gòu),、集中式" title="集中式">集中式P2P結(jié)構(gòu)和混合式P2P結(jié)構(gòu),,相對于網(wǎng)格系統(tǒng)的比較流行的五層沙漏結(jié)構(gòu)和開放服務(wù)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)而言,實(shí)現(xiàn)P2P體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議要簡單得多,。用戶如果要加入到P2P社區(qū),,實(shí)現(xiàn)某個文件資源的共享,只需要安裝一個相應(yīng)的下載軟件即可,,而Grid則不然,。從對資源具體實(shí)施共享及協(xié)同工作的層面上來看,P2P主要是采用全分布式的方式來實(shí)現(xiàn),,而Grid則采用一種層次式的集中模式來聚集資源,,使它們協(xié)同工作完成某個任務(wù)的計算。關(guān)于P2P和Grid網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),,目前均沒有形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),,但是P2P與Grid又都有各自比較流行的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
1.1 P2P的體系結(jié)構(gòu)
  常見的P2P結(jié)構(gòu)包括:分布式P2P結(jié)構(gòu),、集中式P2P結(jié)構(gòu)和混合式P2P結(jié)構(gòu)[4],。分布式P2P結(jié)構(gòu)的整個網(wǎng)絡(luò)沒有一臺服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)上的每一個節(jié)點(diǎn)都連接其他一些節(jié)點(diǎn),。所有節(jié)點(diǎn)完全平等,,既可以作為客戶機(jī)又可以作為服務(wù)器,又與相鄰的節(jié)點(diǎn)有相同的能力,,具有自治功能,。節(jié)點(diǎn)間可以直接通信,通過鄰居進(jìn)行路由和資源訪問,,這種結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的容錯性和可擴(kuò)展性,。集中式P2P結(jié)構(gòu)有一個或多個中心服務(wù)器,負(fù)責(zé)記錄共享信息以及對這些信息的查詢進(jìn)行回答,。這樣的服務(wù)器必須能夠處理大量的用戶連接,擁有足夠的內(nèi)存和磁盤空間來維護(hù)和搜索文件列表,。每一個對等實(shí)體要對它將要共享的信息以及進(jìn)行的通信負(fù)責(zé),,根據(jù)需要下載它所需要的其他對等實(shí)體上的信息?;旌鲜絇2P結(jié)構(gòu)是分布式P2P結(jié)構(gòu)與集中式P2P結(jié)構(gòu)的一種結(jié)合模式,,可盡量減少系統(tǒng)中需要遠(yuǎn)距離交互的對等點(diǎn)數(shù)目。做到檢索盡可能少的對等點(diǎn)就能夠滿足盡可能多的請求,以降低每一檢索過程在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的總負(fù)載量,。這種模式中把整個網(wǎng)絡(luò)中的對等點(diǎn)劃分為超級節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)兩級雙層P2P結(jié)構(gòu),,如圖1所示,。


  從P2P的三種主流的體系結(jié)構(gòu)可知,,P2P的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在具體構(gòu)建時是以一種基于非傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器模式的全分布式的思維,對網(wǎng)絡(luò)上的在線資源進(jìn)行聚合,,在P2P系統(tǒng)中每個資源實(shí)現(xiàn)的功能可能完全不同,。這種體系結(jié)構(gòu)在構(gòu)建P2P系統(tǒng)時的顯著優(yōu)勢就是可對P2P系統(tǒng)進(jìn)行靈活的擴(kuò)充,如P2P系統(tǒng)中的資源可隨意地加入或退出P2P系統(tǒng),。這是一種完全以網(wǎng)絡(luò)用戶為主的P2P系統(tǒng)的構(gòu)建方式,,整個系統(tǒng)沒有可以依賴的中心服務(wù)器,從而可以避免系統(tǒng)瓶頸的產(chǎn)生,,充分實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的均衡,。此外,由于P2P社區(qū)內(nèi)的用戶加入到P2P社區(qū)有很大的隨意性和自主性,,在使用P2P體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建P2P系統(tǒng)時,,并沒有對原來傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行大范圍內(nèi)的改造。也就是說,,P2P網(wǎng)絡(luò)還保留了傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)涮匦?,?gòu)建一個P2P系統(tǒng)社區(qū)比較容易實(shí)現(xiàn),而Grid則不然,。
1.2 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)
  網(wǎng)格作為一種龐大的信息基礎(chǔ)設(shè)施,,必須設(shè)計一個堅實(shí)可靠的體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是支撐網(wǎng)格正常有效運(yùn)轉(zhuǎn)的基石,。因此必須加大力度,,首先要解決網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)所面臨的種種問題,為構(gòu)建資源無縫共享的網(wǎng)格系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,。
  當(dāng)前討論得最多的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)有五層沙漏結(jié)構(gòu)和開放服務(wù)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)[3],。五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種以協(xié)議為中心的體系結(jié)構(gòu)。按照沙漏模型的原理,,少量的核心協(xié)議形成了協(xié)議層次結(jié)構(gòu)中的一個瓶頸,。在五層結(jié)構(gòu)中,資源層和連接層共同組成這一瓶頸部分,,促進(jìn)了單獨(dú)資源的共享[1],。五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種分層結(jié)構(gòu),,如圖2所示。


  網(wǎng)格的OGSA是一種以服務(wù)為中心的結(jié)構(gòu),,一切都是服務(wù),。一個服務(wù)[2]就是一個網(wǎng)絡(luò)可達(dá)并提供某些能力的實(shí)體,如計算資源,、存儲資源,、網(wǎng)絡(luò)、程序,、數(shù)據(jù)庫及其他類似的資源,。服務(wù)遵循一套規(guī)范,使用WSDL表示,。OGSA被稱為下一代網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu),,是在Globus基礎(chǔ)上,結(jié)合最新的Web Service 技術(shù)提出來的,,現(xiàn)已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),。OGSA包括兩大關(guān)鍵技術(shù),即網(wǎng)格技術(shù)和Web Service技術(shù),?;诰W(wǎng)格環(huán)境,OGSA 在原來Web Service服務(wù)概念的基礎(chǔ)上,,提出了“網(wǎng)格服務(wù)(Grid Service)”的概念,,用于解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)創(chuàng)建和服務(wù)生命周期管理等一些臨時服務(wù)的問題,。
  不論是五層沙漏結(jié)構(gòu)還是OGSA,,在構(gòu)建網(wǎng)格系統(tǒng)并對Grid進(jìn)行拓?fù)湟?guī)劃設(shè)計時,在整體上都是以分布式模式為主,,然而在具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上都沒有脫離集中式的思維,,其中一個顯著的特征就是,網(wǎng)格系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常采用層次式的集中模式來組織模型,,這樣可高效地對網(wǎng)格資源實(shí)現(xiàn)控制,,為快速發(fā)現(xiàn)資源提供保障,因此是一種充分考慮到QoS的方式,。但是一旦系統(tǒng)規(guī)模過大,,這種層次式的集中模式會因為瓶頸的緣故而成為Grid的弊端。
2 P2P與Grid的資源組織" title="資源組織">資源組織與管理
  若將P2P與Grid的體系結(jié)構(gòu)比作人的骨架,,則它們的資源組織與管理就如同人的肌肉,。與其他分布式計算一樣,資源管理提供了管理的功能和概念,,是利用P2P與Grid對資源實(shí)現(xiàn)高效利用這一功能的最核心模塊之一,。P2P與Grid的主要目標(biāo)都是要把互聯(lián)網(wǎng)中的閑置資源(計算資源,、網(wǎng)絡(luò)資源和存儲資源)整合起來,使得整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為一個統(tǒng)一的計算平臺,。P2P和Grid系統(tǒng)最主要的特征就是整個網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的環(huán)境,,資源會頻繁地加入和退出,這種動態(tài)特性使得其對資源的高效利用很難實(shí)現(xiàn),。因此,,需要對資源進(jìn)行組織并對其實(shí)施合理管理。
2.1 P2P的資源組織與管理
  通過聚集位于互聯(lián)網(wǎng)邊緣的數(shù)量龐大的普通計算資源,、網(wǎng)絡(luò)資源和信息資源,,實(shí)現(xiàn)這些資源之間的相互共享,而且不必管理以集中方式構(gòu)建的虛擬的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),,就可以為互聯(lián)網(wǎng)邊緣的普通的計算機(jī)用戶提供有價值的服務(wù),。這樣可以減少對核心服務(wù)器資源的長時間的占用,,可以減少整個P2P系統(tǒng)的瓶頸的產(chǎn)生,,有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載均衡。P2P現(xiàn)階段的主要優(yōu)勢在于充分利用互聯(lián)網(wǎng)邊緣的一些廉價的資源以實(shí)現(xiàn)文件的共享(如Napster和Gnutella的音樂和視頻文件在P2P社區(qū)內(nèi)的共享),,這樣就從很大程度上強(qiáng)調(diào)了普通用戶的自主性,。
  與網(wǎng)格資源組織方式不同,P2P并不急切地需要功能強(qiáng)大的計算機(jī)加入到P2P社區(qū)來從事大型科學(xué)計算,。相反,,P2P目前所聚集的計算機(jī)通常為位于互聯(lián)網(wǎng)邊緣的極普通的個人電腦。P2P利用聚集數(shù)量很多的微小計算機(jī)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的資源共享,,也就是說,,P2P相對于Grid而言是從數(shù)量上取勝,而Grid則強(qiáng)調(diào)其社區(qū)內(nèi)的計算機(jī)的質(zhì)量,。網(wǎng)格強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)健壯性,,不允許其失敗,;而P2P由于所整合的計算機(jī)的性能低且大部分位于互聯(lián)網(wǎng)邊緣則恰好相反,。
  相對于Grid而言,P2P資源組織和管理方式不強(qiáng)調(diào)對資源的絕對控制,,所有資源采用自愿的方式自動加入到P2P社區(qū),,提供自己的服務(wù),共享社區(qū)內(nèi)的其他成果,。目前的網(wǎng)格技術(shù)向一些中等規(guī)模的社區(qū)提供許多服務(wù),,并對能夠提供優(yōu)良QoS服務(wù)的重要資源強(qiáng)調(diào)集成,而P2P技術(shù)則處理許多參與者,,很少注重服務(wù)的QoS,。
  由于P2P是一個極具動態(tài)特征的環(huán)境,,所以P2P提供一種“在線”的方式來發(fā)現(xiàn)P2P社區(qū)內(nèi)的活動資源,“在線”管理是其提供的主要功能之一:每個節(jié)點(diǎn)周期性地告訴系統(tǒng)“在線”,,同時發(fā)現(xiàn)其鄰居節(jié)點(diǎn),。這種動態(tài)特征也要求P2P系統(tǒng)對資源以一種松耦合的方式進(jìn)行管理,并實(shí)現(xiàn)資源之間的互操作,,即只有資源“在線”,,系統(tǒng)才會有該資源的記錄,也才會有其他資源與該資源進(jìn)行直接通信,,實(shí)現(xiàn)信息共享,。一旦該資源“離線”,原先與之交互的資源馬上會與其他資源進(jìn)行信息交互,。
  目前P2P中的資源發(fā)現(xiàn)方式有兩種:集中式與泛洪式,,或者是兩種的結(jié)合。集中式與Grid有些類似,,但在該模式中,,由于P2P的索引服務(wù)器只提供資源的索引,當(dāng)在索引服務(wù)器中查找到了資源時,,將其定位到網(wǎng)絡(luò)中的合適位置后,,信息就可以在兩個節(jié)點(diǎn)之間直接進(jìn)行傳輸,這也是P2P系統(tǒng)中服務(wù)器與Grid系統(tǒng)中服務(wù)器工作模式的不同之處,;泛洪式則以一種全分布的模式在網(wǎng)絡(luò)中以某一節(jié)點(diǎn)為中心一直“向前”發(fā)送查找請求,,直至其生命周期結(jié)束;而集中式與泛洪式相結(jié)合的P2P系統(tǒng),,資源的發(fā)現(xiàn)方式是這兩種方式的折中,。
2.2 Grid中資源組織與管理
  相對于P2P系統(tǒng)而言,網(wǎng)格系統(tǒng)常組織并整合一些高性能計算機(jī),,并利用聚合起來的計算能力從事密集型的科學(xué)計算,。因此,網(wǎng)格系統(tǒng)整合的資源比典型的P2P資源功能更加強(qiáng)大,,資源的類型也更加多樣化,,同時還會以更寬的帶寬資源來連接那些資源(一般通過高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù))。
  網(wǎng)格環(huán)境下的資源組織與管理主要是基于集中式或?qū)哟问降哪P?,如在Globus Toolkit中,,用戶或應(yīng)用系統(tǒng)可能通過資源信息服務(wù)器查詢并直接獲得給定節(jié)點(diǎn)的信息。該信息系統(tǒng)是通過預(yù)先組織資源信息而建立起來的,,在處理動態(tài)的大規(guī)模分布式環(huán)境下的資源時,,其效率和服務(wù)質(zhì)量會因為瓶頸的緣故大大降低。
  由于網(wǎng)格在邏輯上連接了屬于不同所有者或組織的多重資源,因而選擇合適的資源管理體系結(jié)構(gòu)模型有助于提高網(wǎng)格系統(tǒng)的性能,。由于資源屬性值紛繁復(fù)雜,,所以需要一種統(tǒng)一資源描述機(jī)制來對資源進(jìn)行惟一的命名并說明該資源能夠提供的服務(wù),以有利于資源共享以及資源和任務(wù)的正確匹配,,從而避免任務(wù)隨便占用資源,,影響其他任務(wù)的資源分配。目前網(wǎng)格中所使用的資源描述語言有資源規(guī)范語言RSL,、基于XML的WSDL(萬維網(wǎng)網(wǎng)服務(wù)描述語言),、資源描述框架RDF、統(tǒng)一資源標(biāo)識符URI以及基于屬性對的資源描述方式[1],。
  Grid所組織的的資源紛繁復(fù)雜,、種類多、信息量大,,分散在各個不同的地域和管理域中,,由不同的組織擁有和操作,并且在使用策略和安全機(jī)制上各不相同,,即不同站點(diǎn)可能會使用不同的局部資源管理系統(tǒng),。同時,很多應(yīng)用系統(tǒng)需要同時使用多個站點(diǎn)上的資源,,站點(diǎn)自治和分配資源時可能出現(xiàn)的故障需要一種特殊機(jī)制來同時分配位于多個站點(diǎn)上的資源,。在這種環(huán)境下,如何有效地以一種緊耦合的方式管理網(wǎng)格中的各種資源并對資源實(shí)現(xiàn)無縫訪問,,相對P2P系統(tǒng)的管理方式而言是一項十分繁雜的工作。
  要實(shí)現(xiàn)高性能計算和共享異構(gòu)網(wǎng)格資源,,必須提供統(tǒng)一的資源管理機(jī)制,。該機(jī)制負(fù)責(zé)用戶與網(wǎng)格計算環(huán)境的交互,提供與網(wǎng)格計算系統(tǒng)的統(tǒng)一出入口,。圖3為一種通用的網(wǎng)格資源管理結(jié)構(gòu)[2],,其中的基本資源管理操作(請求、提交和綁定)可應(yīng)用于任何資源類型,。


  圖3中,,通過執(zhí)行符合應(yīng)用需求的調(diào)度,執(zhí)行提交操作以便任務(wù)等待資源綁定,;發(fā)現(xiàn)可用資源,,并通過獲取操作獲得資源能力;最后通過綁定操作,,將所獲取的資源與相關(guān)的提交任務(wù)相綁定,,資源得到了使用。
  資源管理行為是自下而上流動的,,圖頂端代表資源管理的最終目標(biāo),,表示請求者執(zhí)行任務(wù)的資源,。流向圖頂端的兩條路徑,左邊路徑從任務(wù)(資源消費(fèi)者)的角度表達(dá)了資源管理過程,,右邊路徑表達(dá)由資源提供者提供的資源能力,。
  目前網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)模型按照體系結(jié)構(gòu)主要分為三類[5]:層次模型、抽象所有者模型和市場經(jīng)濟(jì)模型,。這三類模型分別體現(xiàn)了三種不同的技術(shù)思想,,從不同程度上適應(yīng)網(wǎng)格環(huán)境下的資源特性,實(shí)際的網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)往往是這三類模型的不同程度的混合,。
  資源發(fā)現(xiàn)根據(jù)其資源組織形式通常以集中模式或?qū)哟文J降姆绞絹戆l(fā)現(xiàn)實(shí)時可用資源,。由于網(wǎng)格資源的注冊是一種靜態(tài)的模式,所以網(wǎng)格資源管理服務(wù)器所發(fā)現(xiàn)的資源有可能不能使用,,需要通過資源監(jiān)控器來掌握即時的資源狀態(tài)信息,。所以,相對P2P系統(tǒng)中的“在線”發(fā)現(xiàn)方式,,網(wǎng)格資源管理服務(wù)器還不能管理動態(tài)的,、全局范圍內(nèi)的資源的實(shí)時信息。
3 P2P與Grid的安全機(jī)制
  P2P與Grid的安全機(jī)制就好比人的免疫力,,要求能夠抵御各種有害的威脅,。在Grid中所面臨的有惟一驗證、授權(quán)等安全問題,,包括訪問控制,、保護(hù)資源不被非法占用、通信安全,、提供認(rèn)證,、數(shù)據(jù)保密性與完整性和各通信端的不可否認(rèn)性服務(wù)。
  安全是網(wǎng)格的核心技術(shù)之一,,參與網(wǎng)格社區(qū)的用戶需要進(jìn)行安全認(rèn)證及身份相互鑒別,,通信時需要實(shí)現(xiàn)信息的加密、私鑰對信息的保護(hù),、安全委托與單點(diǎn)登錄等機(jī)制來鞏固網(wǎng)格自身的免疫力[3],。
  P2P系統(tǒng)起源于“匿名形式”的資源共享,用戶可以匿名共享一些資源或在互聯(lián)網(wǎng)通過P2P技術(shù)搜索一些P2P資源,,并直接下載,,整個過程不需要任何的身份驗證。
  網(wǎng)格動態(tài)性的本質(zhì)需要容錯機(jī)制,,在執(zhí)行高度分布的程序時,,需要一種可靠性和容錯機(jī)制保證程序的正確運(yùn)行,P2P系統(tǒng)的廣泛分布性可能會避免一些關(guān)鍵性的失敗。
4 P2P與Grid的應(yīng)用
  P2P與Grid的應(yīng)用各有所長,,并在各自適合的領(lǐng)域發(fā)揮自己的最大潛力,。網(wǎng)格應(yīng)用范圍非常廣泛,而P2P系統(tǒng)則傾向于支持解決專門的資源共享問題,。它們的應(yīng)用有一個顯著的區(qū)別,,就是前者在處理數(shù)據(jù)密集性的計算方面能夠提供很好的服務(wù)質(zhì)量,而由于分布性以及整合計算機(jī)的性能特點(diǎn),,P2P系統(tǒng)處理這方面的問題則需要消耗很多時間,。網(wǎng)格社區(qū)的建立意味著需要一定數(shù)量的參與者,但由于訪問網(wǎng)格資源的嚴(yán)格授權(quán)機(jī)制,,某個時間段的參與者可能比較少,,而P2P沒有這方面的限制,允許有數(shù)以百萬計的用戶同時參與到比網(wǎng)格社區(qū)更大的P2P社區(qū),。P2P側(cè)重于文件共享,,比較受歡迎的應(yīng)用產(chǎn)品有FreeNet、Gnutella,、Tapestry,、Pastry、Bittorrent,、eDonkey,、eMule、Groove,、Chord,、CAN等。而網(wǎng)格側(cè)重于大規(guī)模計算,,如生物基因,、天文、高能物理,、戰(zhàn)場仿真、核模擬,、數(shù)字地球,、大規(guī)模的信息和決策支持系統(tǒng)等領(lǐng)域,非常龐大數(shù)據(jù)量需要處理,,數(shù)據(jù)網(wǎng)格就是面向這些數(shù)據(jù)密集性計算的網(wǎng)格應(yīng)用,。美國費(fèi)米國家加速器實(shí)驗室和阿貢國家實(shí)驗室聯(lián)合全球科學(xué)家一起正全力打造“國際數(shù)據(jù)網(wǎng)格”系統(tǒng)。各領(lǐng)域的各種研究資料零碎地分散于各處,,難以共享,。若將此類資料通過網(wǎng)格共用,就可以發(fā)揮最大的綜合效果。美國軍方就是在此基礎(chǔ)上規(guī)劃實(shí)施一巨型網(wǎng)格計劃,,名為“全球信息網(wǎng)格”(Global Information Grid),。知識網(wǎng)格使用通信、授權(quán),、信息和資源管理等基本網(wǎng)格服務(wù)建立非常明確的PDKD(Parallel and Distributed Knowledge Discovery)工具和服務(wù),。上海將啟動“城市網(wǎng)格”建設(shè),以消除目前存在的信息分散,、標(biāo)準(zhǔn)不一,、系統(tǒng)異構(gòu)等現(xiàn)象,整合上海市的信息資源,,形成跨部門的信息共享和利用機(jī)制,。
  通過分析P2P和Grid體系結(jié)構(gòu)、資源組織與管理,、安全和應(yīng)用等方面的異同點(diǎn)發(fā)現(xiàn),,P2P與Grid在各個模塊都有不同程度的互補(bǔ)性,如在構(gòu)建系統(tǒng)時,,P2P實(shí)現(xiàn)簡單,,而構(gòu)建Grid平臺就比較復(fù)雜;P2P搜索資源強(qiáng)調(diào)健壯性,,Grid強(qiáng)調(diào)搜索的高效性,,P2P為了方便普通用戶的匿名訪問機(jī)制及資源的高度冗余性使其安全措施沒有Grid嚴(yán)密,P2P的應(yīng)用面向互聯(lián)網(wǎng)邊緣的普通用戶,,而Grid則側(cè)重于解決復(fù)雜的問題,,為某個研究領(lǐng)域提供一個的取之不盡的計算能力。網(wǎng)格和P2P從構(gòu)建到應(yīng)用的整個流程中具有互補(bǔ)性,,使得可對它們的實(shí)現(xiàn)方式取長補(bǔ)短,,把P2P和Grid融合成為一個既具有P2P特點(diǎn),能夠滿足最普通計算機(jī)用戶需求,,又具有Grid特點(diǎn),,能滿足各個行業(yè)的科研工作人員需求的P2P-Grid系統(tǒng)。這樣便可共用目前的互聯(lián)網(wǎng)的一些基礎(chǔ)設(shè)施,,真正達(dá)到資源的高效合理利用,。
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