中國教育科研網(wǎng)格計劃ChinaGrid進展課件

1、中國教育科研網(wǎng)格計劃ChinaGrid進展中國教育科研網(wǎng)格計劃ChinaGrid進展ChinaGrid：中國教育科研網(wǎng)格教育部發(fā)起，在十五“211”二期支持下啟動得到國家科技部863高性能計算重大專項支持目標：充分利用“中國教育科研網(wǎng)CERNET”優(yōu)良的基礎(chǔ)設(shè)施和它上面豐富、優(yōu)質(zhì)的各類資源，在中國乃至全世界建設(shè)一個最大、最先進、最實用的網(wǎng)格首批12所學(xué)校參加，目前已經(jīng)發(fā)展成為20所高校已經(jīng)初步形成5類典型應(yīng)用生物信息學(xué)，圖象處理，計算流體力學(xué)，大學(xué)課程在線，海量信息處理2ChinaGrid：中國教育科研網(wǎng)格教育部發(fā)起，在十五“21中國教育科研網(wǎng)(CERNET)中國第二大IP主干網(wǎng)36個PoP覆

2、蓋了所有省會城市主干網(wǎng)為2.5Gbps DWDM總出國帶寬超過800Mbps覆蓋了200多個城市的1,300多所大學(xué)1500多萬用戶中國多數(shù)高校有自己的校園網(wǎng)3中國教育科研網(wǎng)(CERNET)中國第二大IP主干網(wǎng)5CERNET-1的總體結(jié)構(gòu) 4CERNET-1的總體結(jié)構(gòu) 6建設(shè)內(nèi)容校園網(wǎng)格平臺建設(shè)ChinaGrid網(wǎng)格公共平臺建設(shè) 網(wǎng)格應(yīng)用平臺及其典型應(yīng)用建設(shè)圖像處理網(wǎng)格 生物信息學(xué)網(wǎng)格 大學(xué)課程在線網(wǎng)格 計算流體力學(xué)網(wǎng)格海量信息處理網(wǎng)格5建設(shè)內(nèi)容校園網(wǎng)格平臺建設(shè)7ChinaGrid（第一期）6ChinaGrid（第一期）8ChinaGrid (現(xiàn)在)7ChinaGrid (現(xiàn)在)9各學(xué)校網(wǎng)格平

3、臺建設(shè)情況華中科技大學(xué)：0.8萬億次，5TB清華大學(xué)：1.3萬億次，20TB北京大學(xué)：1.5萬億次，10TB北京航空航天大學(xué)：0.7萬億次，10TB華南理工大學(xué)：0.9萬億次，20TB上海交通大學(xué)：0.5萬億次，9TB東南大學(xué)：1.0萬億次，19TB西安交通大學(xué)：0.1萬億次，2.5TB國防科技大學(xué)：0.2萬億次，5TB東北大學(xué)：0.8萬億次，5TB中山大學(xué)：1.3萬億次，10TB山東大學(xué)：1.3萬億次，18TB西北工業(yè)大學(xué)：0.4萬億次，2TB浙江大學(xué)：0.6萬億次，3TB復(fù)旦大學(xué)：1.8萬億次，6TB同濟大學(xué)：0.2萬億次，1TB中國科技大學(xué)：1.2萬億次，5TB電子科技大學(xué)：0.3萬億次

4、，2TB中國人民大學(xué)：0.1萬億次，0.5TB蘭州大學(xué)：0.3萬億次，1TBChinaGrid總能力：15萬億次，150TB8各學(xué)校網(wǎng)格平臺建設(shè)情況華中科技大學(xué)：0.8萬億次，5TB中山ChinaGrid總體部署圖圖像處理網(wǎng)格生物信息學(xué)網(wǎng)格遠程教育網(wǎng)格大科防國清華學(xué)大大科華中學(xué)大山中學(xué)大京北大交海上大交安西學(xué)大北東工理南華航北學(xué)大南東學(xué)大東山流體力學(xué)網(wǎng)格海量信息網(wǎng)格理處C E R N E TChinaGrid公共支撐平臺(CGSP)高性能計算環(huán)境(校園網(wǎng)格)9ChinaGrid總體部署圖圖像處理網(wǎng)格生物信息學(xué)網(wǎng)格遠程教什么是CGSP？ChinaGrid Supporting Platform,

5、 為ChinaGrid建設(shè)和發(fā)展而研制的網(wǎng)格核心中間件符合OGSA架構(gòu)，參照WSRF規(guī)范實現(xiàn)CGSP預(yù)覽版在GCC2004上公布，1.0版本在2005年1月10日發(fā)布CGSP開發(fā)組由華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)的開發(fā)人員聯(lián)合組成，在清華大學(xué)信息技術(shù)國家實驗室封閉開發(fā)半年目前已經(jīng)有生物信息學(xué)、圖像處理、計算流體力學(xué)等的應(yīng)用在該平臺上調(diào)試通過10什么是CGSP？ChinaGrid Supporting PCGSP的應(yīng)用現(xiàn)狀從CGSP發(fā)布到現(xiàn)在，CGSP已經(jīng)被下載超過300次目前ChinaGrid的所有學(xué)校校園網(wǎng)格平臺已經(jīng)全部采用CGSP，成為國內(nèi)第一個統(tǒng)一網(wǎng)格平

6、臺的國家級網(wǎng)格系統(tǒng)11CGSP的應(yīng)用現(xiàn)狀從CGSP發(fā)布到現(xiàn)在，CGSP已經(jīng)被下載超ChinaGrid公共支撐平臺體系結(jié)構(gòu)12ChinaGrid公共支撐平臺體系結(jié)構(gòu)14GSIWS-SecurityCASSimpleCAData ManagementSecurityWSCoreResource ManagementInformation ServicesAuthz FrameworkRFTRLSOGSI-DAINew GridFTPXIOJAVAWS Core(WSRF)C WS Core(WSRF)MDS2WS-IndexPre-WSGRAMWS-GRAMCSF(contribution)pyG

7、lobus(contributed)Python Bindings(contributed)Data Center(CGSP)Portal SDK(CGSP)Programming Toolkits(CGSP)Resource-Index(CGSP)HyperService(CGSP)Proxy(CGSP)MetaData-Man(CGSP)InterDomain(CGSP)Topologic(CGSP)RemoteDeploy(CGSP)Job Manager(CGSP)WorkFlow(CGSP)HotDeploy(CGSP)GT3.9和CGSP13GSIWS-SecurityCASSim

8、pleCAData 網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境網(wǎng)格 PortalPortal 開發(fā)工具編程模型(RPC/并行/GridPPI+)資源封裝工具安裝工具包管理GUI作業(yè)定義工具域管理器信息服務(wù)服務(wù)元數(shù)據(jù)描述用戶管理策略協(xié)商虛擬接口管理模塊服務(wù)元數(shù)據(jù)管理模塊服務(wù)匹配選擇模塊QoS管理節(jié)點信息收集信息服務(wù)容錯機制狀態(tài)監(jiān)控作業(yè)管理數(shù)據(jù)管理 服務(wù)容器用戶視圖組織統(tǒng)一文件訪問接口數(shù)據(jù)存儲代理存儲資源管理文件元數(shù)據(jù)管理器副本策略副本目錄作業(yè)提交服務(wù)部署工作流流程管理作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控作業(yè)調(diào)度作業(yè)SLA管理服務(wù)遠程部署服務(wù)注冊生命周期管理SOAP消息服務(wù)監(jiān)控狀態(tài)報告資源SLA管理跨域身份映射信息管理信息元數(shù)據(jù)檢索技術(shù)信息分類網(wǎng)格安

9、全代理證書管理機制代理證書生成模塊 認證中心(CA)SOAP加密傳輸域間登陸身份映射身份認證單點登陸資源訪問控制ChinaGrid公共支撐平臺CGSP 1.014網(wǎng)格 PortalPortal 開發(fā)工具編程模型(RPC/并ChinaGrid組織出版的網(wǎng)格系列叢書之一2004年10月于北京15ChinaGrid組織出版的17CGSP的國際影響ChinaGrid已經(jīng)和Globus聯(lián)盟簽訂了MOU，將展開網(wǎng)格中間件的全面合作英國e-Science計劃表示將CGSP作為e-Science重點研究的網(wǎng)格中間件之一德國的D-Grid項目將和ChinaGrid合作，采用D-Grid的Unicore客戶端和C

10、GSP服務(wù)器端新加坡擬與ChinaGrid展開訪問網(wǎng)格的合作包括HP、Intel、Sun、IBM等在內(nèi)的國際知名IT公司都紛紛尋求和ChinaGrid展開合作16CGSP的國際影響ChinaGrid已經(jīng)和Globus聯(lián)盟簽17191820AG4ChinaGrid進展：GridAsia 200519AG4ChinaGrid進展：GridAsia 2005212022生物信息學(xué)網(wǎng)格21生物信息學(xué)網(wǎng)格23清華大學(xué) 硬件設(shè)備1.計算機系千億次集群計算機， 2. 網(wǎng)絡(luò)中心SUN 10000 機器， 3. 生物系的SGI Origin 2000 機器, 提供的服務(wù)PClustalw,Protein doc

11、king, Euler, ATGC,Genscan,Glimmer, 北京大學(xué)硬件設(shè)備1.生物信息中心 SUN Fire 48002.生物信息中心多臺雙奔四至強機器 3.生物信息中心 SUN Fire V880 4.生物信息中心浪潮英信NF420提供服務(wù)比對軟件blast ,數(shù)據(jù)庫檢索工具SRSEmbl, swissprot,pdb,pfam等多種數(shù)據(jù)庫服務(wù)西安交大硬件設(shè)備1.IBM RS6000機群系統(tǒng)， 2.交通大學(xué)接口服務(wù)器提供的服務(wù) 國防科技大學(xué)華中科大硬件設(shè)備浪潮天梭10000高性能計算集群 提供的服務(wù)基因分析軟件GeneKey等華南理工大學(xué)硬件設(shè)備32位MPP Linux集群系統(tǒng)

12、64位的SMP計算平臺 提供的服務(wù)mRNA分析軟件sirnaPro等總結(jié)連接6個學(xué)校，10多臺大型計算設(shè)備具有超過萬億次/秒浮點計算能力和超過5T的存儲容量提供50多種生物信息軟件/數(shù)據(jù)庫服務(wù)每天超過5萬人次的訪問量華中科技大學(xué)22清華大學(xué) 北京大學(xué)西安交大國防科技大學(xué)華中科大華南理工大學(xué)總生物信息學(xué)網(wǎng)格應(yīng)用Euler大規(guī)模DNA序列拼接（清華大學(xué)）SARS病毒序列分析（清華大學(xué)）人類心血管相關(guān)基因的大規(guī)模分析（華中科技大學(xué)）蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測（華南理工大學(xué)）全基因組圖譜拼裝（國防科技大學(xué)）人類基因多態(tài)性研究及應(yīng)用示范（西安交通大學(xué)）玉米雄性不育系的蛋白質(zhì)組特征分析與應(yīng)用示范（西安交通大學(xué)）2

13、3生物信息學(xué)網(wǎng)格應(yīng)用Euler大規(guī)模DNA序列拼接（清華大學(xué)）序列比對結(jié)果24序列比對結(jié)果26序列比對（沒有網(wǎng)格）查找到能夠提供序列比對服務(wù)的服務(wù)器登陸該服務(wù)器學(xué)習(xí)使用方法查看數(shù)據(jù)庫的更新時間提交計算任務(wù)，獲取計算結(jié)果（花費大量時間）重復(fù)以上3步，直到獲取所有可訪問服務(wù)器的比對結(jié)果分析結(jié)果，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的更新時間，去除重復(fù)的結(jié)果（花費大量時間）使用復(fù)雜、浪費時間、正確性不高25序列比對（沒有網(wǎng)格）查找到能夠提供序列比對服務(wù)的服務(wù)器使用復(fù)網(wǎng)格環(huán)境下的序列比對用戶使用簡單通過網(wǎng)頁提交任務(wù)等待獲取最終的計算結(jié)果系統(tǒng)自動更新和同步每天晚上12：00國內(nèi)數(shù)據(jù)庫通過CERNET從美國數(shù)據(jù)庫更新數(shù)據(jù)庫，保持同

14、步每天早上凌晨4：00國內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)庫相互更新，保持同步用戶最后獲取唯一比對結(jié)果，無需去除重復(fù)比對結(jié)果系統(tǒng)自動分割任務(wù)效率大大提高多臺服務(wù)器同時比對序列的不同部分；計算結(jié)果最后整合沒有重復(fù)比對操作26網(wǎng)格環(huán)境下的序列比對用戶使用簡單28圖像處理網(wǎng)格27圖像處理網(wǎng)格29圖像處理網(wǎng)格應(yīng)用數(shù)字虛擬人的三維重建（華中科技大學(xué)）醫(yī)療圖像診斷（中山大學(xué)）遙感圖像處理（國防科技大學(xué)）28圖像處理網(wǎng)格應(yīng)用數(shù)字虛擬人的三維重建（華中科技大學(xué)）30數(shù)字化虛擬人頭29數(shù)字化虛擬人頭31多個節(jié)點同時完成30多個節(jié)點同時完成32計算流體力學(xué)網(wǎng)格31計算流體力學(xué)網(wǎng)格33計算流體力學(xué)網(wǎng)格應(yīng)用飛行器遺傳優(yōu)化設(shè)計（上海交通大學(xué)）

15、分子動力學(xué)并行算法（西安交通大學(xué)）粉末冶金成形的模擬和優(yōu)化（華南理工大學(xué)）大型地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測（東北大學(xué)）飛機和汽車設(shè)計中的計算電磁學(xué)（電子科技大學(xué)）32計算流體力學(xué)網(wǎng)格應(yīng)用飛行器遺傳優(yōu)化設(shè)計（上海交通大學(xué)）34大學(xué)課程在線網(wǎng)格33大學(xué)課程在線網(wǎng)格35課程資源貢獻情況課程總數(shù):233；總“講數(shù)”:2566PK北京大學(xué)TS清華大學(xué)XJ西安交大SJ上海交大DB東北大學(xué)SD山東大學(xué)HN華南理工HZ華中科技DN東南大學(xué)HK香港城市大學(xué)DZ電子科技大學(xué)BH北航ZS中山大學(xué)通常一講1小時左右，有些比較長34課程資源貢獻情況課程總數(shù):233；總“講數(shù)”:2566PK北用戶IP地址分布（2004年8月27日-20

16、05年1月16日）服務(wù)器獨立IP數(shù)累計HTTP GET次數(shù)北京大學(xué)1153595868376北京大學(xué)226410970北京郵電2922640255北航12110383清華大學(xué)818125083東北大學(xué)1358848936東南大學(xué)69671957中山大學(xué)93701260541服務(wù)器獨立IP數(shù)累計HTTP GET次數(shù)山東大學(xué)1110128816中科大95131093657西安交大3981697464上海交大528265055西北工大1318160240蘭州大學(xué)5101618136華中科技59864299華南理工387705687總獨立IP數(shù)：25,807；累計HTTP GET：12,569,855應(yīng)用情況全國至少有這么多人用過“大學(xué)課程在線”總訪問次數(shù)（包括重復(fù)）35用戶IP地址分布（2004年8月27日-2005年1月16日海量信息處理網(wǎng)格36海量信息處理網(wǎng)格38數(shù)字博物館首頁37數(shù)字博物館首頁