毛永高

（浙江傳媒學院電子信息系，浙江 溫嶺 317507）

淺談光子網(wǎng)格技術

毛永高

（浙江傳媒學院電子信息系，浙江 溫嶺 317507）

網(wǎng)格是20世紀末發(fā)展起來的，它主要應用于大規(guī)模的科學計算。光子網(wǎng)格體系結構重點研究的是建造光子網(wǎng)格技術、光子網(wǎng)格的所有組成部分的關系、各個部分集成的方法和它們與網(wǎng)格應用之間的關系。

光子網(wǎng)格；技術；組成部分；關系

網(wǎng)格可以把處于不同位置的計算機、數(shù)據(jù)庫以及遠程設備組合到一起來解決很復雜的科學問題，比如對氣候進行模擬、對核試驗進行模擬；對新型藥物進行研制；大規(guī)模的決策支持系統(tǒng)等。網(wǎng)格技術的主要作用就是能夠讓人們共享資源和做好相關的服務，所以在天文、交通、核反應等很多領域發(fā)揮著至關重要的作用。在網(wǎng)格的應用中，遠程設備以及可視化的設備需要實時傳統(tǒng)大量的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡的作用有著很重要的地位。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡無法保證數(shù)據(jù)的傳輸，也不能滿足客戶的需求。所以，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡的基礎上的網(wǎng)格有很大的局限性，比如可靠性比較差、傳輸?shù)乃俣群苈鹊?，影響了應用的效率。光子網(wǎng)格是一種新的技術，它的思想是把處在不同位置的計算機和大型的科學儀器等通過光網(wǎng)格聯(lián)系起來。光網(wǎng)絡的優(yōu)點有：透明度高、成本低、可靠性高，所以光子網(wǎng)格能夠滿足用戶的共享需求，還具有提供快速的傳輸數(shù)據(jù)的功能。光子網(wǎng)格可以解決網(wǎng)格應用中的問題，讓用戶能夠與高端計算資源同步并且讓人滿意，加速應用領域的科研，促進科研的發(fā)展。光子網(wǎng)格的實施可以提高資源的利用率，使存儲資源和科學儀器的擁有者來拓展市場，所以，光子網(wǎng)格是可以讓網(wǎng)格應用走向實用類型的技術。

1 光子網(wǎng)格的介紹

近年來，科學技術發(fā)展迅速，現(xiàn)代科學對計算機的處理能力的要求日益增加。計算機處理或存儲能力受到了成本等的制約，為所有的客戶都配備高性能的計算機不是很現(xiàn)實。一種可行的方法就是把不同的任務分配給不同的計算機，通過共享功能來實現(xiàn)目的，這種方法節(jié)約了成本，使資源的利用率得到了很大的提高。現(xiàn)代的科學問題越來越復雜，所以需要不同的領域來共同協(xié)作才能取得更好的成果，因此，需要構建一個網(wǎng)絡把這些高性能的計算機和高精密的儀器聯(lián)系起來實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的高效率傳送。 網(wǎng)格傳輸設備的廣泛應用提供了實現(xiàn)大型存儲、高清晰和大型科學儀器的可能性。光網(wǎng)絡的優(yōu)點有很多，比如成本低、可靠性高和高帶寬等，這些已經被大多數(shù)人所接受。

目前國內外對光子網(wǎng)格技術都有一系列的研究，比如美國的OPTIPUTER項目，是通過多個波長把計算機和可視化工具聯(lián)系到一起，并且通過擴展的 GMPLS協(xié)議以及接口實現(xiàn)對光網(wǎng)絡的控制。由日本和美國合作研究的 G－LAMBDA項目,其目的是在網(wǎng)格資源調度器和網(wǎng)絡資源管理系統(tǒng)之間建立一個標準的WEB服務接口（GNS－WSI），以保證GRS和NRM之間信息的協(xié)同交互，并在此基礎上實現(xiàn)動態(tài)跨域連接的建立及相關應用。

2 光子網(wǎng)格技術的研究

光子網(wǎng)格不是簡單的用光網(wǎng)絡來提供大量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ?，傳統(tǒng)的網(wǎng)格技術面臨很大挑戰(zhàn)。要為廣大用戶提供 Mbit/s至 Tbit/s級別的傳輸寬帶。用戶對寬帶的請求具有并行性、大規(guī)模性以及突發(fā)性等特點，而光網(wǎng)絡的資源存儲空間是有限的。如果為所有用戶都提供專用的通路是不現(xiàn)實的。所以，光通信系統(tǒng)需要支持不同的類型，按需分配寬帶；提供廣播的能力，還要滿足應用需求兩位用戶提供自己管理和自己控制分布式網(wǎng)絡資源的能力。網(wǎng)格應用和通信網(wǎng)絡的點對點的業(yè)務不同，它的任務流多，多個任務可以分配到不同的計算機資源上，不同的任務分配方式會產生不同的光網(wǎng)絡資源的分配方式。光網(wǎng)絡資源有不同的調度方案，不同的任務分配方法會導致不同的任務完成的時間，所以，要在給定的時間內高效完成任務，系統(tǒng)就需要有大規(guī)模的網(wǎng)絡服務，要能夠協(xié)同調度計算資源和光網(wǎng)絡的資源，否則會降低資源的利用率和系統(tǒng)的運行效率。網(wǎng)格計算在任務調度的過程中，通常不會考慮網(wǎng)格資源的可用性，而且缺少獲得網(wǎng)絡資源信息的發(fā)現(xiàn)機制。在應用中，網(wǎng)絡資源是一個很重要的因素。所以，必須有一種新的資源發(fā)現(xiàn)和更新的機制來實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一管理和利用。網(wǎng)格應用要求通信網(wǎng)絡的安全性以及數(shù)據(jù)的正確性，雖然網(wǎng)格有一定的保護和恢復能力，但是如何根據(jù)用戶的需求來實現(xiàn)更高級別的系統(tǒng)容錯來保證網(wǎng)絡的安全，也是亟需解決的問題。

因此，國內外的學者對此做了很多探究，比如光子網(wǎng)格體系結構及實現(xiàn)技術：重點研究建造光子網(wǎng)格的技術、光子網(wǎng)格的基本組成與功能、光子網(wǎng)格各組成部分的相互關系、各部分集成的方式或方法以及它們與網(wǎng)格應用之間的相互關系。比如控制與管理協(xié)議：重點研究光子網(wǎng)格的控制及管理機制，包括用戶網(wǎng)絡接口、計算資源調用及控制機制、光網(wǎng)絡突發(fā)帶寬的動態(tài)調用及調整、信令和路由協(xié)議、域間和層間控制協(xié)議、光子網(wǎng)格中間件的接口技術及實現(xiàn)方法等。

綜上所述，構建一個新型的網(wǎng)絡，實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源、網(wǎng)格信息資源以及終端用戶的協(xié)同管理，需要在實際應用的基礎上做進一步的探討。

1 朱京、劉昭偉、雷學義、賈小鐵.PTN——信息通信基礎承載網(wǎng)絡的演進與變革［J］.電力系統(tǒng)通信，2009（04）

2 唐志媛、趙繼軍、趙文玉.基于T－MPLS的分組傳送網(wǎng)關鍵技術探討［J］.光通信技術，2008（12）

3 邢子杰、孫衛(wèi)強、金耀輝、郭 薇、胡衛(wèi)生.基于 RSVP－TE信令的GMPLS動態(tài)性能研究［J］.光通信技術，2009（08）

4 莫凌宇、董毅、柳大偉、何浩、金耀輝、胡衛(wèi)生.調制格式對再調制 WDM－PON系統(tǒng)性能的影響［J］.信息技術，2008（08）

5 徐玉峰.基于若干新型功能微結構的解復用接收器件的理論與實驗研究［D］.北京郵電大學，2009

6 羅 萱、金耀輝、曾慶濟、孫衛(wèi)強、郭 薇、胡衛(wèi)生.On the stability of multicast flow aggregation in IP over optical network for IPTV delivery［J］.Chinese Optics Letters, 2008（08）

Discusses the Photon Grid Technology

Mao Yonggao

The grid is 20 century’s ends develops, it mainly applies in the large-scale science computation.What photon grid architecture key research is constructs the photon grid technology, the photon grid all constituent relations, each part of integrated method and they and net between the standard application relations.

photon grid; technology; constituent; relations

TP393

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1000－8136（2011）06－0146－02