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网格的故事5
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        尽管当前因特网已经很时髦了,专家们还是对它提出了很多批评。最重要的批评有两个。
        一个批评是,因特网实际上是一个大垃圾山。人们不停地往上倒东西,结果使得它包含很多重复、过时、零散、混乱的数据和信息,人们很难找到所需要的东西。万维网的企图是把垃圾变成金子,用一些简单的办法把数据和信息组织起来,让人们更方便地获得信息。但是万维网出来后,反面更加速了人们往上倒垃圾的趋势。
        另一个批评是,因特网就像一个只有神经细胞的低等生物,它没有大脑,即没有利克莱德所说的“思维中心”(见“因特网的故事”)。四十多年过去了,人们并没有实现利克莱德在1960年勾画出的电脑网络的模样。现在,人们试图用网格来实现利克莱德的思想。
        那么,网格和因特网在技术上有哪些不同呢?
        用简单的话讲,网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合和发展,它与因特网相比具有高性能、一体化、知识生产、资源共享等技术优点。
        如果把网格和人做一对比,那么高性能计算机就是大脑和重要器官,因特网相当于骨骼和血管、神经、淋巴等等通道,数据源就像五官,提供各种养料和信息,而客户端的各种微机、工作站、信息家电设备、移动设备等等就相当于肌肉和皮肤。

        网格的高性能是指它比因特网具有更强的功能和性能,表现在四个方面。第一,网格的互联网络比因特网具有更大的带宽。欧美的网格计划都会使用更高速度的主干网。CERN的科学家这样形容网格的带宽:“它就像用100条车道的高速公路取代今天的道路。”第二,网格上将有更多高性能计算机,因此网格的计算速度、数据处理速度可以大幅度提高。第三,网格的体系结构将比因特网更能有效地利用这些资源。比如,网格将采用一种所谓的“广域缓存技术”,它自动地把用户最需要的信息放在离用户最近的服务器上。假如成都的用户要查找奥运会的信息,他绝大部分时间将访问成都的服务器,尽管这些信息是由中央电视台发布在北京的服务器上。第四,网格将促进更多、更大的网上社区的出现。这些相互联结的社区最终构成一个庞大的网格社区,把我们地球上所有公民联为一体。根据网络的麦特考夫定律,网格的价值与网格用户数的平方成正比。
        如果说高性能只是反映了网格和因特网数量上的区别,那么网格的知识生产特性就反映了质的区别。因特网本身不创造或生产知识。人们都是先把信息或者是知识用其他方式生产出来以后,再“放到网上”,供用户查找。网格则能根据用户的要求自动地生产知识。前面谈到的天气预报就是知识生产的一个例子。在知识生产的过程中,高性能计算机将起到关键的作用。它把从数据源(传感器、贵重设备、数据库、信息库等等)得到的原始数据,运行特定的程序加工成信息和知识。网格可以自动地找到高性能计算机、程序软件和数据源。一个网格有多台分布在全国各地的高性能计算机,称为网格结点。有时,人们也把高性能计算机所在的计算中心、数据中心、信息中心等称为网格结点。
        为了便于使用,网格不应该像因特网那样,提供几百万个网站,让用户去费尽心思寻找合适的地方。在逻辑上,网格应该就像一台机器。这个特性叫作“一体化”,它还有一个更学术化的名称,叫作“单一系统映象”。
        有一种办法可以让我们展望网格的功能。我们只需将今天的因特网与一种已经成熟的技术(比如电力网)比较。其中的差距就是网格应该努力的方向。今天的因特网与电网相比,差距还是很大的。
        首先,我们有各种各样的发电厂:水力发电厂、火力发电厂、风能发电厂、核能发电厂等等,它们分布在全国,并且联成了一个整体的电网。当我们把电器插上墙上的插座时,就自动从电网上得到了电能,我们并不知道,也不关心电能是从哪个发电厂、以何种形式提供的。我们说,电网将所有电厂一体化了。
        那么因特网的情形又是怎样的呢?我们如果要获取信息,并不是直接从因特网本身获取,我们必须告诉电脑去访问某个网站。这就好像我们在打开一个灯的开关时必须告诉它,我们要小浪底来的水电一样笨拙。另外,信息也不是自动在网站产生的。我们还需要人为地先加工好信息,然后放在网站上。因特网上也有类似发电机一样的设备,那就是高性能计算机。但今天,我们在因特网上使用高性能计算机还必须指定好,并登录到特定机器上。
        第二,电力网之所以能够提供一体化的电力服务,不仅因为电网将所有电厂联为一体,还因为我们有电力调度这样的系统。它提供自动负载平衡等功能,并且把电力透明地传送给用户。也就是说,它将从哪儿发电、什么样的发电机之类细节隐藏起来。今天的因特网还缺少这样一个全局的调度系统。因此,用户必须指定网站。如果是简单的网页浏览,万维网的HTML文件格式和协议把网站是什么系统的细节隐藏了。但如果我们要做的事是计算,则通常我们必须知道网站用的是什么高性能计算机,它有什么样的体系结构,采用什么样的操作系统等等。因特网上的计算机还有很多不兼容性。

电力网和网格的比较

        如果一个网站的负载太高,今天的因特网还不能做自动的负载平衡,不能让别的网站分担一部分工作。另外,如果我们有一个很耗电的电器(比如粒子加速器或炼钢炉),我们可以通过电力网透明地利用多个电站的资源,让几个电站同时为一个电器供电。但在今天的因特网上,我们还难以做到“广域并行计算”,即让上海的一台高性能计算机与北京的一台高性能计算机协同工作,一起计算一道大的题目。
        第三,今天的电力是无所不在的。我们可以在全国范围内使用任何电器。电器的种类也相当多,从耗电很少的家用电器到耗电巨大的炼钢电炉。不论何种电器,它们的用电方式基本上是一样的。
        但因特网就不同了。因特网终端的种类还很少(主要是微机,其次是手机)。它们的功能也还很弱,主要是网页浏览,电子商务、计算、多媒体信息服务的应用还远没有普及。
        网格将要改变这一切。不久的将来,人们将可以使用很多不同类型的网格终端设备上网,获取信息和知识、获取电子商务和计算等等服务,就像我们今天用电一样简单、方便。网格的硬件和软件技术将能够把所有计算资源和信息资源联为一体,透明而且高效率地提供各种服务。
        网格将无所不在。

 
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