網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來發(fā)展

第11章網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)11.1寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)11.1.2寬帶網(wǎng)相關(guān)技術(shù)及組成

二個基本概念基帶傳輸：在傳輸介質(zhì)上直接傳輸“數(shù)位信號”即基帶信號的方法。基帶傳輸時傳輸信號會占整個頻道，因此在同一時間僅能傳送一種信號；寬帶傳輸：以“模擬信號”傳輸數(shù)據(jù)，這時數(shù)據(jù)信號被調(diào)制成模擬信號，傳送時采用頻分復(fù)用的方法區(qū)分成多個子傳輸頻道(子頻帶、子信息)，使數(shù)據(jù)、語言、圖像等多種信息可以同時在不同頻道中傳送。

計算機網(wǎng)絡(luò)按傳輸速率劃分的寬帶含義技術(shù)上說寬帶是指在同一傳輸介質(zhì)上，可以利用不同的頻道進行多重(并行)傳輸，并且速率在1.54Mbs以上。美國提出將200Kbps以上的傳輸帶寬定義為寬帶。通常人們把骨干網(wǎng)傳輸速率在2.5G以上、接入網(wǎng)能夠達到1M的網(wǎng)絡(luò)定義為寬帶網(wǎng)。

計算機網(wǎng)絡(luò)寬帶網(wǎng)的劃分寬帶網(wǎng)大致可分為全國主(骨)干網(wǎng)(廣域網(wǎng))、城域網(wǎng)和住宅社區(qū)這三個層面。目前在城市激烈競爭的寬帶網(wǎng)建設(shè)，僅指寬帶網(wǎng)人戶“最后一公里”的住宅社區(qū)層面，而且特別是為解決計算機用戶高速上網(wǎng)，以家庭為網(wǎng)絡(luò)切入點的接入方法。

計算機網(wǎng)絡(luò)中國電信主干網(wǎng)營運商中國聯(lián)通(165)中國網(wǎng)通(CNC)

中國吉通中國移動通信

有線電視網(wǎng)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)主干網(wǎng)接入技術(shù)非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)異步傳輸模式(ATM)有線電視網(wǎng)(HFC)高速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)光纖以太網(wǎng)端到端以太網(wǎng)光纖到戶計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.3寬帶有線接入的主要方式

1.ADSLADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLoop)即非對稱數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)，是通過電話線采用高級的數(shù)字信號處理技術(shù)和新的壓縮算法，使大量的信息可通過電話線路高速傳輸。它不用重新布線，在用戶端安裝1個ADSLModem即可，它有公網(wǎng)IP，并且不關(guān)機或重新啟動電腦IP地址不會改變。上行傳輸速度為640Kbs，下行(至用戶)傳輸速度可達6.144Mbs，傳輸距離可達6km，是國內(nèi)外目前熱門的、前景非常好的接入技術(shù)之一。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.3寬帶有線接入的主要方式

2.FTTBFTTB(FiberToTheBuilding)即光纖到樓。除了一些高層的住宅和寫字樓，為了節(jié)省投資，通常的情況都是光纖到小區(qū)，再用網(wǎng)線到樓，進入每家每戶，樓里或樓層之間用集線器或交換機連接。由于FTTB采用的以太網(wǎng)方式傳輸結(jié)構(gòu)相對簡單，其上、下傳輸速率均能達到10Mbs，客戶端不用安裝設(shè)備和相應(yīng)的撥號程序(僅需要一塊網(wǎng)卡)，甚至連系統(tǒng)設(shè)置也幾乎不用，故障率也很低。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.3寬帶有線接入的主要方式

3.CableModem利用有線電視網(wǎng)的同軸電纜實現(xiàn)高速接入Internet的方式。由于同軸電纜具有高帶寬、信道質(zhì)量好的優(yōu)勢，目前已成為最重要的寬帶數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)之一。經(jīng)過多年發(fā)展，國內(nèi)的有線電視網(wǎng)絡(luò)已覆蓋了大部分地區(qū)，一旦用戶所在小區(qū)的線路經(jīng)過雙向改造并開通此項服務(wù)，用戶無需電話線和任何的電話撥號裝置，只要擁有電腦和CableModem即可通過有線電視網(wǎng)進行寬帶沖浪，傳輸速率可達10Mbs。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.4寬帶無線接入技術(shù)

1.MMDS技術(shù)MMDS是一種點對多點分布、提供寬帶業(yè)務(wù)的無線接入技術(shù)。其工作頻段一般在2.5GHz、3.5GHz，在反射天線周圍50公里范圍內(nèi)可以將數(shù)據(jù)直接傳送至用戶。一個發(fā)射塔的服務(wù)區(qū)可以覆蓋一座中型城市，同時控制上行和下行的數(shù)據(jù)流。通過MMDS接入Internet時，Modem和無線設(shè)備之間通常以電纜連接，然后再連接天線。MMDS雖然有許多優(yōu)點，但是存在著局限性。例如，阻塞問題；信號質(zhì)量易受天氣變化的影響；可用頻段不夠?qū)?，最多不超過200MHz等等，使得應(yīng)用范圍還很小。

主流的寬帶無線接入技術(shù)可以分為：固定寬帶無線接入方式(如MMDS、LMDS、FSO等)和移動寬帶無線接入方式(UWB、WLAN、藍牙技術(shù)等)。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.4寬帶無線接入技術(shù)

2.LMDS技術(shù)LMDS是一點對多點的寬帶無線通信系統(tǒng)，工作在毫米波波段、20～40GHz頻帶上，傳輸容量可達1Gbit/s，可與光纖比擬，被稱為“無線光纖”，可提供雙向語音、數(shù)據(jù)、Internet、視頻等服務(wù)。WDS系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)見圖計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.4寬帶無線接入技術(shù)

LMDS系統(tǒng)的優(yōu)勢是：①工作在10GHz以上的毫米波段，可用帶寬達1GHz左右，總匯聚速率約4.8Gbit/s，用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率為155Mbit/s；②可承載各種通信業(yè)務(wù)，包括語音、數(shù)據(jù)、文字、視頻圖像、靜止圖片等；②LMDS系統(tǒng)的基站和用戶終端采用模塊化設(shè)計，配置靈活、擴展性好，容量擴充和增加新業(yè)務(wù)十分方便；④建設(shè)投資低、施工周期短、網(wǎng)絡(luò)運行和維護費用低；⑤毫米波段方向性好、干擾少、性能穩(wěn)定。主要缺點是：①毫米波段傳輸距離短，業(yè)務(wù)覆蓋范圍較小，不能用于遠(yuǎn)程通信；②通信質(zhì)量受雨、雪影響較大，吸收損耗加上自由空間傳播損耗，甚至?xí)?dǎo)致通信中斷。因此，工作頻率應(yīng)避開吸收點的峰值頻率點，采用空間和頻率分集，可增強接收效果。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.4寬帶無線接入技術(shù)

3.自由空間光通信系統(tǒng)(FSO)FS0也稱為無線光網(wǎng)(WON)，是光纖通信與無線通信相結(jié)合的產(chǎn)物。它以空氣為媒質(zhì)，通過激光或光脈沖在太赫茲光譜范圍內(nèi)傳送分組數(shù)據(jù)信號。

優(yōu)點：

①不需頻率許可證。

②頻帶寬。

③成本低廉。

④安全性能好。

不足：首先，激光的波束隨傳輸距離的增加而慢慢變寬，超過一定距離就難以被正確接收。另外，由于波束的傳輸不能受到阻擋，很小的飛行物(如飛鳥)就會對FSO產(chǎn)生影響。第三，由于光信號裸露在大氣中進行傳輸，勢必受到氣象條件的影響。第四，由于FS0系統(tǒng)的收發(fā)設(shè)備一般都安裝在高樓之上，因此，大風(fēng)引起建筑物的晃動或地震都會造成光路的偏移。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.4寬帶無線接入技術(shù)

4超寬帶無線通信技術(shù)(UWB)廣義地講，超寬帶(UWB)技4超寬帶無線通信技術(shù)(UWB)術(shù)可以指任何占用頻帶超過其中心頻率25％，或者帶寬超過1.5GHz的無線通信系統(tǒng)。UWB通常依靠持續(xù)時間非常短的基帶脈沖信號傳輸數(shù)據(jù)，占用頻帶很寬，一般在幾個吉赫量級。在很低的功率譜密度下，UWB能夠在戶內(nèi)提供超過100Mbit/s的可靠數(shù)據(jù)傳輸。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.1.4寬帶無線接入技術(shù)

5衛(wèi)星寬帶衛(wèi)星寬帶是一種新興的空中無線寬帶技術(shù)。利用衛(wèi)星上網(wǎng)與我們通常使用的地面方式不同，用戶通過計算機的調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星配合接入互聯(lián)網(wǎng)，從而獲得高速互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸、定向發(fā)送數(shù)據(jù)、網(wǎng)站廣播等服務(wù)。衛(wèi)星寬帶的最大特點是可以覆蓋世界任何地方。衛(wèi)星寬帶被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育、股市服務(wù)、智能小區(qū)等。衛(wèi)星系統(tǒng)可以把信號覆蓋全球，但這是一個單向系統(tǒng)，只能用于下載。為了把數(shù)據(jù)傳回去，用戶必須使用電話或者有線調(diào)制解調(diào)器。對于不易鋪設(shè)光纜的地區(qū)，無線接入是最好的補充，可以和地面網(wǎng)相輔相成。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.1主動網(wǎng)絡(luò)概述主動網(wǎng)絡(luò)(ActiveNetwork)概念是由美國國防部高級防御研究計劃管理局(DARPA)在1995年提出的。作為一種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它賦予網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點一定的可編程能力，使用戶可以根據(jù)需要定制網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比，主動網(wǎng)絡(luò)更加靈活，它可以為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的快速升級和部署提供簡單的網(wǎng)絡(luò)平臺。計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.2主動網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DARPA主動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可劃分成三個主要層次：節(jié)點操作系統(tǒng)(NodeOS)、執(zhí)行環(huán)境(ExecutionEnvironment，EE)和主動應(yīng)用(ActiveApplication，AA)，節(jié)點操作系統(tǒng)類似一般操作系統(tǒng)的內(nèi)核，它位于主動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點最下面的功能層次，管理和控制對主動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件資源(包括節(jié)點處理機、存儲器和通道等)的使用。它屏蔽了對這些硬件資源使用的細(xì)節(jié)，通過固定的接口為執(zhí)行環(huán)境層提供服務(wù)。執(zhí)行環(huán)境實際上是一個與平臺無關(guān)的透明的可編程的空間，它運行在網(wǎng)絡(luò)中各個主動節(jié)點上，執(zhí)行環(huán)境為上層應(yīng)用提供了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口。一個主動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以具有多個執(zhí)行環(huán)境，每一種執(zhí)行環(huán)境完成一種特定的功能。主動應(yīng)用是一系列用戶定義的程序，它透過執(zhí)行環(huán)境提供的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口獲取運行程序所需的相關(guān)資源，實現(xiàn)特定的功能。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.2主動網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.3主動網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方案目前，根據(jù)主動網(wǎng)絡(luò)所實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)的可編程程度不同，可以劃分成許多種實現(xiàn)方案。其中，兩個典型的方案是，可編程路由器或交換機(Programmableswitch)方案和集成(Capsule)方案。前者可編程程度較小，后者可編程程度較大。1.可編程路由器或交換機方案可編程路由器或交換機方案，保持了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)包或信元的結(jié)構(gòu)，但是提供一個分離機制，用于將程序調(diào)入中間節(jié)點(路由器或交換機)中。在這種方案中要讓中間節(jié)點執(zhí)行用戶定義的功能就需要用戶將自己的程序發(fā)送到節(jié)點上，這樣程序會被暫時儲存在節(jié)點的存儲空間里，然后用戶發(fā)送想要處理的數(shù)據(jù)包。當(dāng)數(shù)據(jù)包按照它在現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式到達中間節(jié)點時，節(jié)點會根據(jù)數(shù)據(jù)包的信息來確定應(yīng)該用哪個用戶程序來處理。如果用戶不想再用此程序來處理數(shù)據(jù)包，可以簡單地發(fā)信息告訴節(jié)點放棄原先的程序；如果用戶想采用新的程序來處理自己的數(shù)據(jù)包，他也只需發(fā)送新的程序到節(jié)點上。該方案對處理大報文的應(yīng)用尤其適合，但由于網(wǎng)絡(luò)可編程程度較小，所以對當(dāng)今安全制度不太健全的公共網(wǎng)絡(luò)比較適合。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.4主動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用1.組播傳統(tǒng)的IP組播服務(wù)中如果必須嚴(yán)格保證所有接收者都能夠可靠地接收到組播數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的組播方法就難以勝任。問題主要出在差錯恢復(fù)方面。在組播過程中，只要數(shù)據(jù)在某點發(fā)生了問題，則組播樹上位于該點下游的所有接收者收到的數(shù)據(jù)都存在問題，必須進行重傳來糾正差錯。傳統(tǒng)的處理方式是所有接到錯誤數(shù)據(jù)的節(jié)點向發(fā)送端提出請求，由發(fā)送端分別進行重傳。這種方法極大的浪費了網(wǎng)絡(luò)資源，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)狀況惡化，很容易引發(fā)更多的傳輸錯誤。

在主動網(wǎng)絡(luò)中，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以同其附近的節(jié)點建立聯(lián)系，當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收到的數(shù)據(jù)有問題時，它可以和同組的臨近節(jié)點通信。如果臨近節(jié)點收到的數(shù)據(jù)是正確的，它就直接從臨近節(jié)點取得正確數(shù)據(jù)，而不必要求發(fā)送端重傳數(shù)據(jù).將主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于多播領(lǐng)域已被證明是行之有效的，具有主動性的內(nèi)節(jié)點可以很好的解決目前存在于組播領(lǐng)域的諸多問題。研究人員已經(jīng)提出了一種稱為ARM(ActiveReliableMulticast)的差錯恢復(fù)方案，它利用主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行差錯恢復(fù)，比較好的解決上述問題。計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.4主動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用2服務(wù)質(zhì)量QoSQoS網(wǎng)絡(luò)狀況(如存在阻塞、鏈路斷裂)對應(yīng)用程序的運行質(zhì)量有很大影響。由發(fā)送方根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況進行數(shù)據(jù)傳輸調(diào)整的傳統(tǒng)方法有很大的缺陷，發(fā)送方需要比較長的一段時間來檢測網(wǎng)絡(luò)狀況、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況進行相應(yīng)調(diào)整，進而將調(diào)整后的數(shù)據(jù)發(fā)到接收端。在這段調(diào)整時間內(nèi)，接收端可能已蒙受了無法挽回的損失(當(dāng)環(huán)境惡化時)，也可能無法達到最佳工作狀態(tài)(環(huán)境改善時)。采用主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況對傳輸服務(wù)進行調(diào)整，能夠保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各種狀態(tài)變化都可以及時地在最佳點得到處理和調(diào)整。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.4主動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用3.流量緩存如何盡可能地將信息緩存在靠近客戶的位置是減少網(wǎng)絡(luò)流量、提高響應(yīng)速度的關(guān)鍵。在主動網(wǎng)絡(luò)中可以將各個主動節(jié)點上的小規(guī)模的緩存器聯(lián)合起來，根據(jù)實際情況自動作出調(diào)整，提供更有效的服務(wù)。在傳統(tǒng)的廣域網(wǎng)絡(luò)中常采用的技術(shù)就是網(wǎng)絡(luò)緩存。具體講，就是在一些網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點緩存一些用戶最近用過的數(shù)據(jù)，使得用戶再訪問這些數(shù)據(jù)時不需要再從遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，而從距自己較近的節(jié)點就能獲取數(shù)據(jù)，從而減小數(shù)據(jù)傳輸時延及網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。然而，這種網(wǎng)絡(luò)緩存技術(shù)對于實時性應(yīng)用的性能優(yōu)化幾乎起不到什么作用，在某種程度上講，由于緩存了一些過時的信息，反而會降低應(yīng)用的性能。一般地，通過Web頁面緩存機制可以減小用戶訪問Web服務(wù)器的時延從而提高性能.但是，普通緩存技術(shù)在該系統(tǒng)中卻不能起到什么作用.首先，普通Web頁面緩存無法保證數(shù)據(jù)的實時性，因為各條信息更新周期不確定：第二，普通緩存技術(shù)無法動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)緩存的大小和緩存數(shù)據(jù)的范圍；第三，普通緩存沒有考慮最佳緩存點問題，基本都是靜態(tài)配置，這將會消耗過多的網(wǎng)絡(luò)資源或影響網(wǎng)絡(luò)整體性能.利用主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以使得網(wǎng)絡(luò)具有自組織性.將不同的緩存策略注入到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中去，通過分析統(tǒng)計通過該節(jié)點的數(shù)據(jù)特性，從而動態(tài)地調(diào)整緩存策略，如選置緩存點、確定緩存數(shù)據(jù)、設(shè)置緩存范圍及大小，甚至變“拉”為“推”。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.4主動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用4.主動虛擬網(wǎng)絡(luò)Internet應(yīng)用的飛速增長對虛擬網(wǎng)的業(yè)務(wù)要求更復(fù)雜，現(xiàn)有的虛擬網(wǎng)方案解決能力有限，并且對不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支持不具有可伸縮性，將主動技術(shù)引入虛擬網(wǎng)正好能解決這一問題。主動網(wǎng)絡(luò)能提供全新的方法解決多服務(wù)問題及支持多控制結(jié)構(gòu)，這得益于主動網(wǎng)絡(luò)的可編程性，它使網(wǎng)絡(luò)具有更好的定制能力和資源控制能力。Spawning就是新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的自動產(chǎn)生、應(yīng)用和管理的過程。該詞來源于操作系統(tǒng)中的父進程創(chuàng)建子進程，其子進程將繼承同一硬件(如CPU)上父進程的屬性。而網(wǎng)絡(luò)的Spawning過程則是克隆出來的虛擬子網(wǎng)繼承了父網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性，但虛擬父網(wǎng)和虛擬子網(wǎng)可以分別滿足不同用戶的需求，而且虛擬子網(wǎng)還可以產(chǎn)生其自己的子網(wǎng)，稱之為嵌套(Nested)虛擬子網(wǎng)。而且新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生、應(yīng)用、管理和構(gòu)架是一個動態(tài)的過程，主要是通過一系列路由小模塊(Routelet)和虛擬連接(VirtualLink)完成。其中，Routelet代表虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械奶摂M路由器，能夠轉(zhuǎn)發(fā)基于實例化的虛擬控制對象(Instatiatedobject)的包，Routelet包括一系列分布式對象：封裝、信令(如RSVP)、控制(如區(qū)分服務(wù))和管理(如SNMP、CMIP)等。這些對象和克隆的能力都被封裝抽象在Routelet中。虛擬連接則用于互連Routelet。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.4主動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用5.網(wǎng)絡(luò)安全利用主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來探測與防止非法入侵與攻擊有許多優(yōu)點.首先，更新系統(tǒng)的安全防護系統(tǒng)方便迅速快捷，一旦發(fā)現(xiàn)了新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞，能迅速更新安全防護系統(tǒng)；再者，主動網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)能自動找到最佳安全設(shè)防點；最后，主動安全技術(shù)能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率.主動安全的研究課題很多，目前較成功的是一種稱作“主動網(wǎng)絡(luò)攻擊探測與防范(ActiveNetworkIntruderDetectionandResponse，ANIDR)”的技術(shù).ANIDR系統(tǒng)的核心網(wǎng)由運行SANTS的主動路由器或交換機構(gòu)成，ANIDR根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自動地找到最佳防護點.當(dāng)有人攻擊網(wǎng)絡(luò)中的某服務(wù)器時，ANITR立即就會探測到，ANIDR隨即激活該服務(wù)器周圍的包過濾器，形成“防火墻”，對所有到該服務(wù)器的包進行檢查.同時，利用反向跟蹤機制將“防火墻”推向攻擊者，最后在最靠近攻擊源的ANIDR系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的邊界上形成“專用防火墻”阻止攻擊。

計算機網(wǎng)絡(luò)11.2主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

11.2.5主動網(wǎng)絡(luò)展望主動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包而且可以執(zhí)行用戶定制的程序?qū)α鹘?jīng)該節(jié)點的數(shù)據(jù)進行處理，為用戶提供了可以定制的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶的需求將更好地得到滿足，而且這種動態(tài)結(jié)構(gòu)也有利于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的測試環(huán)境.這種可編程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將使得新標(biāo)準(zhǔn)和新技術(shù)的采用變得迅速而簡單，從而加快了計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的步伐.基于主動網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，也使得網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出新的景象.在主動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中，主動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點操作系統(tǒng)和主動網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行環(huán)境仍是重點。

此外，主動節(jié)點之間程序代碼的傳送方式也很重要，因為它直接影響了網(wǎng)絡(luò)的擴展性.主動網(wǎng)絡(luò)的可編程性一方面提高了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性能，另一方面也給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的安全與穩(wěn)定帶來了新威脅，所以主動節(jié)點的安全性穩(wěn)定性是非常值得研究的課題。

未來的Internet必將與主動技術(shù)相結(jié)合發(fā)展成為一個多服務(wù)的平臺，支持各種實時通信和復(fù)雜的多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)11.3網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算的歷史網(wǎng)格計算簡介網(wǎng)格計算的理論研究進展4.網(wǎng)格計算研究中存在的問題及其發(fā)展趨勢計算機網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)格計算的歷史*Sputnik19601970197519801985199019952000*ARPANET*Email*Ethernet*TCP/IP*IETF*InternetEra*WWWEra*Mosaic*XML*PCClusters*Crays*MPPs*Mainframes*HTML*W3C*P2P*Grids*

XEROXPARCwormCOMPUTINGCommunication*WebServices*Minicomputers*PCs*WSClusters*PDAs*Workstations*HTC1.1計算與通信技術(shù)的發(fā)展年歷計算機網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)格計算的歷史1.2網(wǎng)格計算的發(fā)展階段：第一代：早期的元計算環(huán)境（90年代中期）如FAFNER和I-WAY項目（簡介見后）第二代：計算網(wǎng)格階段（96-2002年）核心網(wǎng)格技術(shù)，如Globustoolkit和Legion網(wǎng)格資源代理（brokers）和調(diào)度（Schedulers

），如Condor和SGE集成系統(tǒng)，如Cactus，DataGrid，UNICORE，P2P以及Jxta遠(yuǎn)程控制和可視化應(yīng)用用戶界面，如Portals和網(wǎng)格計算環(huán)境分布式對象系統(tǒng)，如Jini和CORBA第三代：服務(wù)網(wǎng)格階段(2002-)面向服務(wù)方法的引入，如OGSA（介紹見后）元數(shù)據(jù)（metadata：givingmoredetailedinformationdescribingservices

）使用的增加計算機網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)格計算的歷史1.3網(wǎng)格的雛形：I-Way項目I-WAY項目，目標(biāo)是把美國境內(nèi)的多個高性能計算中心通過高性能網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來。I-WAY項目最終用10個帶寬和協(xié)議并不完全相同的網(wǎng)絡(luò)將位于美國17個不同地點的60多個組織的超級計算設(shè)備、數(shù)據(jù)資源聯(lián)接起來，構(gòu)成了一個超級計算環(huán)境。I-WAY由許多I-POP(pointofpresence)組成，I-POP通過Internet或ATM網(wǎng)絡(luò)連接起來。I-Soft軟件能訪問配置好的I-POP計算機，并提供一個環(huán)境，該環(huán)境能提供如下服務(wù)：調(diào)度，安全機制，并行機制，編程支持，分布式系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)AFSKerberosSchedulerI-POPATMSwitchLocalResourceLocalResourcePossibleFirewallAFSKerberosSchedulerI-POPATMSwitchLocalResourceLocalResourcePossibleFirewallAFSKerberosSchedulerI-POPATMSwitchLocalResourceLocalResourcePossibleFirewallInternetorATMTheI-WAY計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.1網(wǎng)格概念的演變2.1.1狹義網(wǎng)格觀1998年，IanFoster和CarlKesselman首次對網(wǎng)格（theGrid）進行定義：網(wǎng)格是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計算機、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為科技人員和普通老百姓提供更多的資源、功能和交互性?；ヂ?lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽等通信功能，而網(wǎng)格功能則更多更強，讓人們透明地使用計算、存儲等其他資源。2001年，IanFoster等人進一步深化定義了Grid計算和它的基礎(chǔ)構(gòu)件是作為支持動態(tài)的、分布式的Vos（VirtualOrganizations）的不同資源的共享和協(xié)作的系統(tǒng)。

計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2002年7月22日，IanFoster在《GridToday》-GlobalGrid周報上，從三個方面更清晰地定義網(wǎng)格；他認(rèn)為網(wǎng)格是一個滿足如下三個條件的系統(tǒng)：（1）在非集中控制的環(huán)境中協(xié)同使用資源；（2）使用標(biāo)準(zhǔn)的、開放的和通用的協(xié)議和接口；（3）提供非平凡的服務(wù)。Globus滿足IanFoster給出的狹義的“網(wǎng)格觀”的網(wǎng)格定義，而P2P等則被排除在網(wǎng)格之外。計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.1.2廣義網(wǎng)格觀

與狹義網(wǎng)格觀對應(yīng)的廣義“網(wǎng)格觀”定義網(wǎng)格為“巨大全球網(wǎng)格GGG（GreatGlobalGrid），它不僅包括計算網(wǎng)格、數(shù)據(jù)網(wǎng)格、信息網(wǎng)格、知識網(wǎng)格、商業(yè)網(wǎng)格，還包括一些已有的網(wǎng)絡(luò)計算模式，例如對等計算P2P(PeertoPeer)、寄生計算等。”計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.2網(wǎng)格計算系統(tǒng)的特征可擴展性多層次異構(gòu)性動態(tài)自適應(yīng)性結(jié)構(gòu)和行為的不可預(yù)測性管理的多重性計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.3網(wǎng)格計算的分類集中式任務(wù)管理系統(tǒng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)參量分析、資源監(jiān)測及預(yù)測分布式計算接口

計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.4網(wǎng)格計算系統(tǒng)的主要功能管理層次通信服務(wù)信息服務(wù)名字服務(wù)文件系統(tǒng)安全認(rèn)證監(jiān)視系統(tǒng)資源管理和調(diào)度資源交易機制編程工具用戶圖形界面計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.5網(wǎng)格計算系統(tǒng)的潛力擴大計算能力突破地理位置的限制開發(fā)剩余資源（節(jié)約資源）以虛擬組織方式共享資源與協(xié)調(diào)服務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.6網(wǎng)格計算系統(tǒng)需要解決的問題（1）資源共享

網(wǎng)格計算需要解決的核心問題和主要目的，即對不同地理位置的、隨時間動態(tài)變化的、類型多種多樣的、隸屬不同組織和單位的網(wǎng)格資源實現(xiàn)有效共享。（2）高性能提供高質(zhì)量的服務(wù)。（3）界面友好合作的方式和方法方便、有效。（4）安全認(rèn)證問題、授權(quán)問題、保密問題、入侵檢測問題等。計算機網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)格計算簡介2.7與其它技術(shù)的對比與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較網(wǎng)格計算需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，一切網(wǎng)格技術(shù)的成果都可以為網(wǎng)格計算服務(wù)，但網(wǎng)絡(luò)計算在性能、速度、安全等方面的新要求僅僅靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是無法解決的。與分布式技術(shù)比較分布式計算強調(diào)為用戶提供一個邏輯或虛擬的集成環(huán)境，網(wǎng)格計算強調(diào)資源共享和不同資源之間的互操作性。與中間件技術(shù)比較中間件技術(shù)是網(wǎng)格計算計算的核心技術(shù)之一，各種中間件技術(shù)和成果都可以為網(wǎng)格計算所使用。與超級計算比較超級計算是網(wǎng)格計算的計算能力的提供者，傳統(tǒng)的超級計算技術(shù)則強調(diào)如何提供特定系統(tǒng)本身的計算速度和性能，較少考慮如何與其它系統(tǒng)的協(xié)作，網(wǎng)格計算更強調(diào)如何實現(xiàn)超級計算能力的共享和網(wǎng)絡(luò)化，充分協(xié)調(diào)和共享不同計算系統(tǒng)的計算能力。計算機網(wǎng)絡(luò)3網(wǎng)格計算的理論研究進展3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程3.2網(wǎng)格計算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)3.3網(wǎng)格計算平臺計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程UserInterface/APIResourceDiscovery（RD）ProcessManagement（PM）AuthenticationAuthorizationAccounting（3A）MessagePassing（MP）DataManagement（DM）OperatingSystemStorageCompute單一系統(tǒng)模型（SingleSystemModel）計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程RDPM3ADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterDRMRDPM3ADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterDRMRDPM3ADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterDRMRDPM3ADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterDRMRDPM3ADMMPUserInterface/APIClusterDRMClusterNodeClusterNodeClusterNodeClusterNodeHighSpeedInterconnectMasterNodeSharedStorageConfigurationManagement集群模型（ClusterModel）計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程集群模型（ClusterModel）分布資源管理器（DRM，DistributedResourceManager）負(fù)責(zé)工作調(diào)度緊耦合——高速、低時延網(wǎng)絡(luò)互連本地共享存儲器吞吐率高同構(gòu)性單一管理域利用傳統(tǒng)機制管理用戶帳號計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程RDPMAADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterInterfaceRDPMAADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterInterfaceRDPMAADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterInterfaceRDPM3ADMMPOperatingSystemStorageComputeGridInterfaceRDPM3ADMMPOperatingSystemStorageComputeGridInterfaceRDPM3ADMMPUserInterface/APIGridInterfaceSMPSMPEnterpriseLANorWANSecurityInfrastructureResourceRegistryGridInterfaceClusterDRMRDPMAADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterInterfaceRDPMAADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterInterfaceRDPMAADMMPOperatingSystemStorageComputeClusterInterfaceGridInterfaceClusterDRMRDPM3ADMMPRDPM3ADMMP企業(yè)網(wǎng)格模型（EnterpriseGridModel）計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程企業(yè)網(wǎng)格模型（EnterpriseGridModel）異構(gòu)性–集群（Clusters）,對稱多處理（SMP）,配置不同的工作站,但它們通過一個網(wǎng)格中間件層聯(lián)系起來輕耦合——100or1000Mbps以太網(wǎng)連接引入一個單一資源注冊和網(wǎng)格安全服務(wù)不須單一管理域計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程GridWANRRSIClusterGridSMPGridSMPGridClusterUI/APIGridLANGridRRSISMPGridSMPGridSMPGridClusterClusterRRSIClusterSMPGridClusterGridGridGridLANSiteASiteBSiteCUI/APIGridUI/APIGridLAN全球網(wǎng)格模型（GlobalGridModel）計算機網(wǎng)絡(luò)3.1網(wǎng)格計算模型的發(fā)展過程全球網(wǎng)格模型（GlobalGridModel）“GridofGrids“–企業(yè)網(wǎng)格的集合站點（sites）之間進行松耦合相互不信任管理域多層網(wǎng)格資源注冊和網(wǎng)格安全服務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)格計算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)（hourglassmodel）3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA，OpenGridServicesArchitecture）計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)Foster等在2001年左右提出沙漏結(jié)構(gòu)，沙漏結(jié)構(gòu)以“協(xié)議”為中心，同時十分強調(diào)服務(wù)與API和SDK的重要性。

沙漏結(jié)構(gòu)的幾個基本概念共享對各種資源的直接訪問互操作共享需要互操作，動態(tài)虛擬組織的有利保證協(xié)議實現(xiàn)互操作服務(wù)抽象掉與資源相關(guān)地細(xì)節(jié)，有利于虛擬組織應(yīng)用的開發(fā)API/SDK加速代碼開發(fā)，實現(xiàn)代碼共享，以及增強應(yīng)用的移植性計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)沙漏結(jié)構(gòu)分為五層：應(yīng)用層應(yīng)用層匯聚層資源層連接層構(gòu)造層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈接層網(wǎng)格Internet計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)（1）構(gòu)造層：局部控制的界面網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造層的基本功能就是控制局部的資源，向上提供訪問這些資源的接口。構(gòu)造層資源是非常廣泛的，可以是計算資源，存儲系統(tǒng)，目錄，網(wǎng)絡(luò)資源以及傳感器（sensor）等等。構(gòu)造層應(yīng)該實現(xiàn)的基本功能包括：查詢機制（發(fā)現(xiàn)資源的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等信息）、控制服務(wù)質(zhì)量的資源管理能力等。（2）連接層：支持便利安全的通信連接層的基本功能就是實現(xiàn)相互的通信。它定義了核心的通信和認(rèn)證協(xié)議，通信協(xié)議允許在構(gòu)造層資源之間交換數(shù)據(jù)，要求包括傳輸、路由、命名等功能。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)（3）資源層：共享單一資源

資源層的主要功能就是實現(xiàn)對單個資源的共享。資源層建立在連接層的通信和認(rèn)證協(xié)議之上，定義的協(xié)議包括安全初始化、監(jiān)視、控制單個資源的共享操作、審計以及付費等。值得注意的是，資源層協(xié)議考慮的完全是單個的局部資源，因此忽略了全局狀態(tài)和跨越分布資源集合的原子操作（這些問題是由匯聚層考慮的）。（4）匯聚層：協(xié)調(diào)各種資源匯聚層的主要功能是協(xié)調(diào)“多種”資源的共享，而資源層的主要功能則是與“單個”資源的交互。匯聚層協(xié)議與服務(wù)（包括API/SDK）描述的是資源的共性，并不涉及資源的具體特征，說明不同資源集合之間是如何相互作用的。由于匯聚層建立在資源和連接層形成的協(xié)議瓶頸之上，因此不需要在資源上強加其它新的要求。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)（5）應(yīng)用層

應(yīng)用層是在虛擬組織環(huán)境中存在的。從應(yīng)用程序員的觀點看網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，應(yīng)用是根據(jù)在任一層次上定義的服務(wù)來構(gòu)造的。在每一層，都定義了協(xié)議，以提供對相關(guān)服務(wù)的訪問，這些服務(wù)包括資源管理、數(shù)據(jù)存取、資源發(fā)現(xiàn)等。在每一層，可以將API定義為與執(zhí)行特定活動的服務(wù)交換協(xié)議信息的具體實現(xiàn)。這里的應(yīng)用可以調(diào)用更高級的框架和庫調(diào)用。這些框架自身可以定義協(xié)議、服務(wù)和API，這里只是提出網(wǎng)格中要求的基本服務(wù)與協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)各種全球服務(wù)核心服務(wù)本地操作系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用層工具與應(yīng)用匯集層資源與連接層各種資源比如計算機，存儲介質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)，傳感器等構(gòu)造層資源與服務(wù)的安全訪問目錄代理診斷與監(jiān)控等計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.1沙漏結(jié)構(gòu)每層提供的協(xié)議、服務(wù)與APIsLanguages/FrameworksFabricLayerApplicationsLocalAccessAPIsandProtocolsCollectiveServiceAPIsandSDKsCollectiveServicesCollectiveServiceProtocolsResourceAPIsandSDKsResourceServicesResourceServiceProtocolsConnectivityAPIsConnectivityProtocols計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）現(xiàn)在網(wǎng)格技術(shù)，尤其是GlobusToolkit正朝著OGSA的方向發(fā)展，OGSA可以使虛擬組織通過不同的方式提供各種服務(wù)。基于來自于Grid和WEBservice的概念和技術(shù)，OGSA定義了一個公開的服務(wù)語義（網(wǎng)格服務(wù)），定義了如何創(chuàng)建，命名，和發(fā)現(xiàn)瞬時網(wǎng)格服務(wù)實例；提供了捆綁在網(wǎng)格服務(wù)上的本地透明性（transparency）和交互協(xié)議；并且支持集成到（intergrationwith）本地平臺設(shè)施。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語言（WebServicesDescriptionLanguage,WSDL）接口以及相關(guān)協(xié)議,OGSA定義了建立和組成復(fù)雜的分布系統(tǒng)的機制，包括lifetime管理，change管理，以及通知（notification）。服務(wù)綁定可以支持可靠的請求（invocation），證明(authentication)，授權(quán)(authorization)以及委托(delegation)。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）基本思想（1）以服務(wù)為中心的模型如果說五層沙漏結(jié)構(gòu)是以協(xié)議為中心的“協(xié)議結(jié)構(gòu)”，則OGSA就是以服務(wù)為中心的“服務(wù)結(jié)構(gòu)”。這里的服務(wù)是指具有特定功能的網(wǎng)絡(luò)化實體。在五層沙漏結(jié)構(gòu)中，強調(diào)的是被共享的物理資源（或者是這些資源所支持的服務(wù)），在OGSA中，服務(wù)所指的概念更廣，包括各種計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)、程序、數(shù)據(jù)庫等等，簡而言之，一切都是服務(wù)。五層模型試圖實現(xiàn)的是對資源的共享，而在OGSA中，實現(xiàn)的將是對服務(wù)的共享。從資源到服務(wù)，這種抽象，將資源、信息、數(shù)據(jù)等統(tǒng)一起來，十分有利于靈活的、一致的、動態(tài)的共享機制的實現(xiàn)，使得分布式系統(tǒng)管理有了標(biāo)準(zhǔn)的接口和行為。OGSA對計算和存儲資源，網(wǎng)絡(luò)，程序，數(shù)據(jù)庫等等采用了通用的表示方法，所有的一切都作為服務(wù)——有網(wǎng)絡(luò)連接的實體都可以通過信息的交換來提供他所能做到的事情。我們不用對象這個詞是因為對象的重載，以及OGSA并不是面相對象的。盡管OGSA是運行在物理資源上的，但是采用面向服務(wù)的制式模型使周圍環(huán)境中的所有資源和設(shè)備都變成虛擬的了。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）

為了使服務(wù)的思想更加明確和具體，OGSA定義了網(wǎng)格服務(wù)（gridservice）--一個提供定義好的接口的Webservice，并且接口還都服從一定的協(xié)定。接口服務(wù)包括發(fā)現(xiàn)，動態(tài)服務(wù)的建立，生存期的管理，通告，可操控性；協(xié)定包括命名和升級。網(wǎng)格服務(wù)也包括授權(quán)和并存控制。這一核心設(shè)定了一致的接口，這樣網(wǎng)格服務(wù)的執(zhí)行，hierarchal建立的簡化，高要求的服務(wù)就都可以從不同的抽象層面上統(tǒng)一起來了。就像如下圖中所展示的，一組定義了不同服務(wù)的接口構(gòu)成了WDSL的接口類型。每個網(wǎng)格服務(wù)都得支持網(wǎng)格服務(wù)接口，另外，OGSA還定義了通知和實例創(chuàng)建的接口，當(dāng)然，用戶也可以定義任意的應(yīng)用接口。網(wǎng)格服務(wù)的服務(wù)類型，WDSL的外延部分，定義了網(wǎng)格服務(wù)所支持的接口類型，這和版本類型有關(guān)。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）網(wǎng)格服務(wù)示意圖

計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）（2）統(tǒng)一的WebService框架WebService的定義是這樣的：一個WebService就是一個可以被URI識別的軟件應(yīng)用，它的接口和綁定可以被XML（eXtensibleMarkupLanguage）描述與發(fā)現(xiàn)，并且可以通過基于Internet的協(xié)議直接支持與其它基于XML消息的軟件應(yīng)用的交互。WebService標(biāo)準(zhǔn)正在W3C內(nèi)部以及其它的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部被定義，他們形成了新的主要工業(yè)提議的基礎(chǔ)，比如Microsoft的.NET，IBM的DynamiceBusiness，Sun的SunOne，三個與網(wǎng)格服務(wù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)分別是：SOAP（SimpleObjectAccessProtocol），WSDL（WebServicesDescriptionLanguage）和UDDI（UniversalDescriptionDiscoveryandIntegration）。WebService描述了一種新出現(xiàn)的、重要的分布式計算范式，和DCE、CORBA、JAVARMI等方法不同，它更強調(diào)基于單個INTERNET標(biāo)準(zhǔn)（XML）來解決異構(gòu)分布計算的問題。OGSA是符合標(biāo)準(zhǔn)的WebService框架的。WebService解決了發(fā)現(xiàn)和激發(fā)永久服務(wù)的問題，但是在網(wǎng)格中，大量的是臨時服務(wù)，因此OGSA對WebService進行了擴展，提出了網(wǎng)格服務(wù)（GridService）的概念，使得它可以支持臨時服務(wù)實例，并且能夠動態(tài)創(chuàng)建和刪除。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）OGSA定義了標(biāo)準(zhǔn)的行為和連接接口。以下是OGSA定義的標(biāo)準(zhǔn)行為：發(fā)現(xiàn)。應(yīng)用程序需要發(fā)現(xiàn)空閑服務(wù)，測定服務(wù)特性，配置自己并向服務(wù)發(fā)送請求的機制。除了定義了網(wǎng)格服務(wù)實例信息的標(biāo)準(zhǔn)表示的服務(wù)數(shù)據(jù)單元之外，OGSA定義了一個標(biāo)準(zhǔn)操作，發(fā)現(xiàn)服務(wù)數(shù)據(jù)，它可以從獨立的網(wǎng)格服務(wù)實例中找回服務(wù)信息。還定義了一個標(biāo)準(zhǔn)接口，是關(guān)于帶有注冊服務(wù)的網(wǎng)格服務(wù)實例的。動態(tài)服務(wù)的創(chuàng)立。他可以動態(tài)的創(chuàng)立和管理新建的服務(wù)實例，這是OGSA模型的基本原則，他需要使用服務(wù)創(chuàng)建服務(wù)(service-creationservices)，模型定義了所有服務(wù)創(chuàng)建服務(wù)必須提供的標(biāo)準(zhǔn)接口。生存期控制。由于OGSA的服務(wù)可以動態(tài)的創(chuàng)建和關(guān)閉，所義他們可以被直接關(guān)閉。他們也可能因為系統(tǒng)崩潰或者是網(wǎng)絡(luò)阻塞這樣的系統(tǒng)錯誤而導(dǎo)致不能運行。接口是為了控制服務(wù)生存期尤其是在操作失敗時回收服務(wù)和狀態(tài)而定義的。舉個例子，網(wǎng)絡(luò)會議的終止也需要創(chuàng)建的服務(wù)同時在中繼點上終止，以控制數(shù)據(jù)流。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）

OGSA是通過在網(wǎng)格服務(wù)接口里定義了標(biāo)準(zhǔn)時間中斷操作來完成網(wǎng)格服務(wù)實例的軟狀態(tài)生存期控制的。軟狀態(tài)協(xié)議使OGSA放棄了在移動位置創(chuàng)建的狀態(tài)，除非后來的存活信息將它刷新。這種協(xié)議應(yīng)該有對于發(fā)生錯誤的彈性——即使有丟包也不至于引起致命的錯誤，還應(yīng)該簡單的，他們不需要可靠的丟包信息。網(wǎng)格服務(wù)接口還定義了一個顯示的關(guān)閉服務(wù)。通知。動態(tài)分布的服務(wù)應(yīng)該能夠在狀態(tài)發(fā)生變化時進行異步的互相通知。OGSA定義了用于預(yù)定和傳送通知的通用提取及服務(wù)接口，這樣通過簡單服務(wù)元件建立起來的服務(wù)就可以以標(biāo)準(zhǔn)方式處理一些通知，比如說是錯誤通知。一些協(xié)議綁定可以允許OGSA通知來搜索可用的消息系統(tǒng)，普通的或者是商業(yè)的，使用QoS來進行通知的傳送。管理。在操作設(shè)定里面，我們需要監(jiān)控和控制大量潛在的網(wǎng)格服務(wù)實例。管理接口定義了有關(guān)的操作。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）OGSA的兩大支撐技術(shù)建造OGSA的兩大支撐技術(shù)：網(wǎng)格技術(shù)（即Globus軟件包）和WebService。Globus是已經(jīng)被科學(xué)與工程計算廣泛接受的網(wǎng)格技術(shù)求解方案，WebService是一種標(biāo)準(zhǔn)的存取網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的框架。

（1）GlobusGlobus是一種基于社團的、開放結(jié)構(gòu)、開放源碼的服務(wù)的集合，也是支持網(wǎng)格與網(wǎng)格應(yīng)用的軟件庫，該工具解決了安全、信息發(fā)現(xiàn)、資源管理、數(shù)據(jù)管理通信、錯誤檢測以及可移植性等問題。和OGSA關(guān)系密切的Globus組件是GRAM網(wǎng)格資源分配與管理協(xié)議和門衛(wèi)服務(wù)，他們提供了安全可靠的服務(wù)創(chuàng)建和管理功能，元目錄服務(wù)通過軟狀態(tài)注冊、數(shù)據(jù)模型以及局部注冊來提供信息發(fā)現(xiàn)功能，GSI支持單一登錄點、代理和信任映射。這些功能提供了面向服務(wù)結(jié)構(gòu)的必要元素，但是比OGSA中的通用性要小。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）（2）WebService關(guān)于XML協(xié)議方面的工作是WebService的基礎(chǔ)。WebService中幾個比較重要的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是：SOAP（SimpleObjectAccessProtocol），WSDL（WebServicesDescriptionLanguage），WS-Inspection，UDDI（UniversalDescription，Discovery，&Integration）。SOAP是基于XML的RPC（RemoteProcessCall）協(xié)議，用于描述通用的WSDL目標(biāo)。通過將SOAP進行擴展，比如數(shù)字簽名、加密等支持WebService框架的安全性。WSDL用于描述服務(wù)，包括接口和訪問的方法。復(fù)雜的服務(wù)可以由幾個服務(wù)組成。它是WebServices的接口定義語言。WS-Inspection給出了一種定義服務(wù)描述的慣例，包括一種簡單的XML語言和相關(guān)的管理，用于定位服務(wù)提供者公布的服務(wù)。UDDI（UniversalDescription，DiscoveryandIntegration）定義了WebServices的目錄結(jié)構(gòu)。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）（3）網(wǎng)格計算與WebService的關(guān)系網(wǎng)格項目AVAKI認(rèn)為網(wǎng)格計算和WebService之間存在著密切的聯(lián)系，并且進行了如下歸納：WebService的核心是在大的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上將各種應(yīng)用連接起來，借助于Web標(biāo)準(zhǔn)UDDI、WSDL和XML/SOAP等將Internet從一個通信網(wǎng)絡(luò)進一步發(fā)展到一個應(yīng)用平臺。當(dāng)越來越多的WebService實現(xiàn)后，應(yīng)用的各種特征將會隨著改變。一些應(yīng)用就可以根據(jù)需要或者是根據(jù)可以得到的功能，從可得的服務(wù)中來動態(tài)構(gòu)造，比如，可以動態(tài)地將一個新的服務(wù)加入到基因組分析或者金融市場模擬的分析功能或者服務(wù)庫中。一旦WebService在更大的范圍內(nèi)得以實現(xiàn)，應(yīng)用連接標(biāo)準(zhǔn)的制定就會成為一個突出問題。由于WebService一開始就設(shè)計為在整個異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上工作，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)還沒有考慮其它方面的復(fù)雜性，比如網(wǎng)格已經(jīng)解決的不同操作系統(tǒng)之間的通信問題，訪問基于不同文件系統(tǒng)的文件等，因此，WebService自然地需要下層網(wǎng)格軟件提供的服務(wù)。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2

開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）ConvergenceofCoreTechnologyStandardsallowsCommonbaseforBusinessandTechnologyServicesGridOGSiGT2GT1WebHTTPWSDL,SOAPWS-*HavebeenconvergingWSRFStartedfarapartinapplications&technologyXMLBPELWS-ICompliantTechnologyStack（3）網(wǎng)格計算與WebService的關(guān)系計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）網(wǎng)格服務(wù)的技術(shù)細(xì)節(jié)（TechnicalDetails）

OGSA不同的功能是由不同網(wǎng)格服務(wù)的接口實現(xiàn)的，下面介紹這些接口與慣例以及相應(yīng)的機制。下表列出了網(wǎng)格服務(wù)的接口，其中只有GridService接口是必需的，而其它接口都是可選的。網(wǎng)格服務(wù)接口和WSDL的portTypes相對應(yīng)，網(wǎng)格服務(wù)提供portTypes的集合，包括一些與版本有關(guān)的附加消息，在網(wǎng)格服務(wù)中用serviceType來描述，serviceType是OGSA定義的WSDL的擴展元素。由于OGSA采用統(tǒng)一的WebService框架，因此很自然就具備了原來WebService的所有有利因素，比如服務(wù)描述和發(fā)現(xiàn)；可以從服務(wù)描述中自動產(chǎn)生客戶與服務(wù)端的代碼；將服務(wù)描述和互操作的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議綁定在一起；和新出現(xiàn)的高級開放標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)和工具兼容；有廣泛的工商業(yè)支持等等。計算機網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)接口計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）（1）必須的服務(wù)接口GridService生命周期管理（Destroy和SetTerminationTime）服務(wù)數(shù)據(jù)管理（2）句柄映射HandleMap網(wǎng)格服務(wù)句柄（GSH，GridServiceHandle）：每個網(wǎng)格服務(wù)被賦以全局唯一的名字，將網(wǎng)格實例區(qū)分開來。網(wǎng)格服務(wù)引用（GSR，GridServiceReference）：網(wǎng)格服務(wù)可以在生命周期內(nèi)被升級（比如增加新的協(xié)議版本或者是增加可替代的協(xié)議），這樣GSH就不能攜帶與特定協(xié)議或者實例相關(guān)的信息，比如網(wǎng)絡(luò)地址、支持的協(xié)議綁定等。OGSA采取的方法就是將這些信息封裝起來，和其它與特定實例相關(guān)的信息一起，形成GSR，可以在該服務(wù)生命周期內(nèi)改變。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）（3）注冊服務(wù)Register支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)格服務(wù)叫做注冊（Registry）。Registry接口主要是用于注冊一個GSH，而GridService接口的FindServiceData操作用于檢索已注冊的GSH的消息。（4）創(chuàng)建臨時服務(wù)FactoryFactory接口的CreateService操作可以根據(jù)請求，創(chuàng)建一個網(wǎng)格服務(wù)，并且返回新創(chuàng)建服務(wù)實例的GSH和初始的GSR。（5）主鍵服務(wù)PrimaryKey利用主鍵查詢是指當(dāng)使用一個Factory時，如果這個Factory支持網(wǎng)格服務(wù)實例發(fā)現(xiàn)，而且這個網(wǎng)格服務(wù)實例就是通過這個Factory創(chuàng)建的，在客戶端可以指定一個網(wǎng)格服務(wù)主鍵給Factory作為創(chuàng)建請求的一部分，這是客戶端可以用這個鍵查詢特定網(wǎng)格服務(wù)實例的Factory。計算機網(wǎng)絡(luò)3.2.2開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)（OGSA）（6）通知機制NotificationSource/NotificationSink接口動態(tài)分布的服務(wù)必須能夠?qū)⑺麄儬顟B(tài)的改變通知對方。OGSA將消息的發(fā)布方服務(wù)接口稱為NotificationSource，而將消息的接受方服務(wù)接口成為NotificationSink，通過這兩個接口實現(xiàn)通知機制，以便于以一種標(biāo)準(zhǔn)的方式來處理通知。計算機網(wǎng)絡(luò)3.3網(wǎng)格計算平臺桌面集成服務(wù)器集成軟件包集成環(huán)境

GlobusOGSA

AvakiUnitedDevicesDataSynapse

Entropia

ParabonNMIIBMGridToolboxPlatformLSF

Multi-ClusterBOINC3.3.1

目前主要的網(wǎng)格計算平臺計算機網(wǎng)絡(luò)3.3網(wǎng)格計算平臺3.3.2

Globus項目Globus項目簡介是美國Argonne國家實驗室的研發(fā)項目，全美有17所大學(xué)和研究機構(gòu)參與了該項目。Globus對資源管理、網(wǎng)格安全、信息服務(wù)及數(shù)據(jù)管理等網(wǎng)格計算的關(guān)鍵理論進行研究，開發(fā)能在各種平臺上運行的網(wǎng)格計算工具軟件（Toolkit），幫助規(guī)劃和組建大型的網(wǎng)格試驗平臺，開發(fā)適合大型網(wǎng)格系統(tǒng)運行的大型應(yīng)用程序。

Globus

Toolkit是Globus最重要的成果，Toolkit源碼開放，任何人都可以從網(wǎng)站上下載源代碼，并進行修改。目前，Globus的技術(shù)已在NASA網(wǎng)格(NASAIPG)、歐洲數(shù)據(jù)網(wǎng)格（DataGrid）、美國國家技術(shù)網(wǎng)格(NTG)、英國國家網(wǎng)格(UKNG)等項目中得到應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)3.3網(wǎng)格計算平臺由Globus產(chǎn)生的兩個重要的網(wǎng)格計算組織Globus聯(lián)盟()全球Global網(wǎng)格論壇()GlobusToolkit的發(fā)展歷程：1999年推出GlobusToolkit的第一個版本，其后的主要版本有1.1.3和1.1.42002年2月推出Toolkit2.0版，年底推出2.2版（IBM紅皮書）2003年推出基于OGSA的Toolkit3.0的alpha,beta,正式版，3.01,3.02,目前網(wǎng)站上可以下載到3.2版，從計算網(wǎng)格向服務(wù)網(wǎng)格邁進，預(yù)期面向WSRF將推出GT4.在推出GT3.0的同時，也推出GT2.4版，繼續(xù)支持計算網(wǎng)格

計算機網(wǎng)絡(luò)3.3網(wǎng)格計算平臺GlobusToolkit體系結(jié)構(gòu)中主要組件間的關(guān)系計算機網(wǎng)絡(luò)3.3網(wǎng)格計算平臺GlobusToolkit體系結(jié)構(gòu)核心功能模塊計算機網(wǎng)絡(luò)3.3網(wǎng)格計算平臺GlobusToolkit的主要功能：網(wǎng)格安全，這是網(wǎng)格計算環(huán)境正常運行的保證，Globus主要是結(jié)合目前成熟的分布式安全技術(shù)，并進行一定的擴展，以適合網(wǎng)格計算環(huán)境的特點；網(wǎng)格信息獲取與分布，在網(wǎng)計算環(huán)境中如何發(fā)布資源信息，如何查詢、檢索資源信息是有效使用各種資源的前提條件；網(wǎng)格資源管理，由于網(wǎng)格環(huán)境中的資源主要分布在廣域網(wǎng)環(huán)境中，采用目前常用的局域網(wǎng)資源管理技術(shù)不能有效地對其進行管理，為此Globus在局域網(wǎng)資源管理之上實現(xiàn)了更高層次的資源管理技術(shù)，在信息服務(wù)的支持下，可有效地支持廣域范圍內(nèi)的資源管理；網(wǎng)格遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)廣域網(wǎng)環(huán)境下的高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸和實現(xiàn)應(yīng)用程序基本透明的遠(yuǎn)程文件I/O訪問是Globus考慮的重要內(nèi)容。計算機網(wǎng)絡(luò)

Globus項目是網(wǎng)格計算發(fā)展中的領(lǐng)導(dǎo)者Globus項目領(lǐng)導(dǎo)了全球Grid技術(shù)的開發(fā)，Grid技術(shù)是為了解決系統(tǒng)間的協(xié)作、數(shù)據(jù)共享和其它新的分布式資源的調(diào)度模式等問題提供了切實可行的技術(shù)，并廣泛和成功地應(yīng)用于科學(xué)和技術(shù)的網(wǎng)格計算。Globus從三個方面討論和定義了Grid的功能和Grid技術(shù)是怎樣實現(xiàn)的。當(dāng)依據(jù)虛擬組織（VO）交互操作所需要的協(xié)議來構(gòu)建網(wǎng)格項目時，人們關(guān)注的是響應(yīng)協(xié)議信息的服務(wù)特征。Globus解釋了Grid技術(shù)是怎樣能夠與WebServices技術(shù)結(jié)合在一起，以利用需要的WebServices的屬性，并把Grid和WebServices技術(shù)的聯(lián)合或擴充稱為“OGSA”——開放式網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。相對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)用來說，Globus更注重于Grid的商業(yè)應(yīng)用，強調(diào)現(xiàn)有資源和應(yīng)用的無縫集成，工作量、資源、安全、網(wǎng)絡(luò)QoS等和實用性管理工具的無縫集成。3.3網(wǎng)格計算平臺計算機網(wǎng)絡(luò)4網(wǎng)格計算的研究趨勢動態(tài)自適應(yīng)性研究從目前可利用的資源中選取最佳資源服務(wù)，盡量減少由于某種故障或失敗、整體結(jié)構(gòu)和整體性能發(fā)生變化或不可預(yù)測的系統(tǒng)行為等問題對網(wǎng)格整體性能的影響。安全管理研究建立全網(wǎng)格的帳號管理和登記系統(tǒng)，建立適合于網(wǎng)格計算系統(tǒng)的信息加密機制和信息傳輸機制，建立網(wǎng)格計算系統(tǒng)的管理層次體系，監(jiān)視系統(tǒng)資源和系統(tǒng)運行的工具研究。應(yīng)用計算研究根據(jù)新應(yīng)用的要求來驅(qū)動網(wǎng)格計算系統(tǒng)的功能和技術(shù)，驗證其技術(shù)途徑和技術(shù)實現(xiàn)的有效性，反之，利用發(fā)展的網(wǎng)格計算來滿足新應(yīng)用的需要。高效的程序編譯模型和執(zhí)行引擎研究提供一種與平臺無關(guān)的程序編譯模型，使得程序能夠順利地在異構(gòu)環(huán)境下執(zhí)行和使用系統(tǒng)資源。計算機網(wǎng)絡(luò)11.3.2P2P原理與技術(shù)概述分類構(gòu)件與算法關(guān)鍵技術(shù)特性P2P分析與比較研究與未來計算機網(wǎng)絡(luò)1.1什么是P2PP2P：Peer-to-Peer對等(網(wǎng)絡(luò)，計算)…;端到端…以非集中方式使用分布式資源來完成關(guān)鍵任務(wù)的一類系統(tǒng)和應(yīng)用資源包括計算能力、數(shù)據(jù)（存儲和內(nèi)容）、網(wǎng)絡(luò)帶寬和場景（計算機、人和其它資源）關(guān)鍵任務(wù)可能是分布式計算、數(shù)據(jù)/內(nèi)容共享，通信和協(xié)同、或平臺服務(wù)典型位置：因特網(wǎng)邊界或ad-hoc網(wǎng)內(nèi)計算機網(wǎng)絡(luò)12……n-1A:Sarnoff’law:規(guī)模是O(n)B:Metcalfe’law:規(guī)模是O(n2)Cn3Cnn-1Cn2Cn2C:Reed’law：規(guī)模是O(2n)Sarnoff’law：效益規(guī)模是O(n)：網(wǎng)絡(luò)是廣播媒介，任1發(fā)送者（設(shè)備）和多個(n-1)接收者（設(shè)備）。Metcalfe’law：效益規(guī)模是O(n2)網(wǎng)絡(luò)是全互連媒介，任何1個設(shè)備可與其它n-1個交互，同時存在n(n-1)=n2-n個并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)Reed’law：效益規(guī)模是O(2n)：網(wǎng)絡(luò)是群組媒介。網(wǎng)絡(luò)可建立Cn2+Cn3+…Cnn-1+Cnn=2n-n-1個小組網(wǎng)絡(luò)服務(wù)規(guī)模三法則計算機網(wǎng)絡(luò)P2P的效果巨大的擴展力通過低成本交互來聚合資源，導(dǎo)致整體大于部分之和。低成本的所有權(quán)和共享使用現(xiàn)存的基礎(chǔ)設(shè)施、削減和分布成本匿名和隱私允許對等端在其數(shù)據(jù)和資源上很大的自治控制計算機網(wǎng)絡(luò)P2PNetworkLinuxNATTCP/IPBluetoothHTTPFirewallTCP/IPTCP/IPApplicationXPP2P的網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)P2P今天的影響P2P文件共享產(chǎn)生的流量可能是今天因特網(wǎng)最大的單項流量Source:,July‘04Source:EurpoeanTierIISPFeb‘04BTHTTPeDonkeyInternet2trafficstatistics

EurpoeantrafficbyProtocol計算機網(wǎng)絡(luò)不同共享P2P的下載率和使用率

計算機網(wǎng)絡(luò)DeflectioncapabilitiesResponsiveness全系統(tǒng)仿真由許多子系統(tǒng)仿真構(gòu)成LiftCapabilitiesDragCapabilitiesResponsivenessThrustperformanceReverseThrustperformanceResponsivenessFuelConsumptionBrakingperformanceSteeringcapabilitiesTractionDampeningcapabilitiesCrewCapabilities-accuracy-perception-stamina-re-actiontimes-SOP’s引擎模塊機身模塊

翅膀模塊

起落架裝置模塊

水平尾翼模塊乘員模塊分布式P2P仿真計算機網(wǎng)絡(luò)Folding@home/蛋白質(zhì)折疊和藥物設(shè)計虛擬超級計算機peer-to-peertechnology產(chǎn)生空前大量的計算能力使醫(yī)療研究者能加速治療方法的改進和藥物的設(shè)計加快癌研究的新發(fā)現(xiàn)/group/pandegroup/Cosm//vypc/cancer/計算機網(wǎng)絡(luò)1.2P2P的定義Intel工作組：通過在系統(tǒng)之間直接交換來共享計算機資源和服務(wù)的一種應(yīng)用模式A.Weytsel:在因特網(wǎng)周邊以非客戶地位使用的設(shè)備R.l.Granham:通過3個關(guān)鍵條件定義具有服務(wù)器質(zhì)量的可運行計算機具有獨立于DNS的尋址系統(tǒng)具有與可變連接合作的能力C.Shirky:利用因特網(wǎng)邊界的存儲/CPU/內(nèi)容/現(xiàn)場等資源的一種應(yīng)訪問這些非集中資源意味著運行在不穩(wěn)定連接和不可預(yù)知IP地址環(huán)境下，P2P節(jié)點必須運行在DNS系統(tǒng)外邊具備有效或全部的自治計算機網(wǎng)絡(luò)Kindberg:獨立生存的的系統(tǒng)D.J.Milojicic:給對等組提供或從對等組獲得共享對等端向組給出某些資源，并從組獲得某些資源Napster:把音樂供給組內(nèi)其他人，并從其他人獲得音樂捐贈計算資源用于外星生命的搜索或戰(zhàn)勝癌癥，獲得幫助其他人的滿足另一種應(yīng)用模式選擇：相對集中式、和C/S模式純P2P：沒有服務(wù)器的概念，所有成員都是對等端并不是全新的概念早期分布式系統(tǒng)：如UUCP和交換網(wǎng)絡(luò)電話通信計算機網(wǎng)絡(luò)中的通信、網(wǎng)絡(luò)游戲中的諸玩家自助餐，志愿組活動…計算機網(wǎng)絡(luò)1.3P2P與C/SPeerPeerClientServer二者在結(jié)構(gòu)和構(gòu)成上有很大區(qū)別管理能力、構(gòu)態(tài)能力、功能（查找或發(fā)現(xiàn)）、組織(分層與網(wǎng)孔)、元素（DNS）和協(xié)議(IP)但又無明顯邊界都能運行在不同的（Internet/Intranet）平臺上都能服務(wù)傳統(tǒng)或新的應(yīng)用：eBusinesseServuices…計算機網(wǎng)絡(luò)有管理－－－－－－－－－－－－－－自組織預(yù)構(gòu)----－－－－－－－－－－－－－－－－－－Ad-hoc查找－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－發(fā)現(xiàn)分層－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－Mesh靜態(tài)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－移動依賴服務(wù)器－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－獨立生存以IP為中心－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－不以IP為中心基于DNS－－－－－－－－－－－－－－－－－－－客戶命名RPC－－－－－－－－－－－－－－－－－－異步.NETJXTAC/S模式P2P模式CORBACORBAGnutellaNapstereBusinessWebappseServicesDistr.appsAd-hocNWClustersInternetIntranetWANsGridsP2P與C/S計算機網(wǎng)絡(luò)1.4P2P相關(guān)背景一般計算和因特網(wǎng)特殊計算的歷史演進：因特網(wǎng)邊界計算：如SETI@home和其它分布式計算系統(tǒng)內(nèi)容共享的社會方面：如Napster音樂和其他文件/內(nèi)容共享系統(tǒng)計算機、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進步和改進大型機－>桌面PC－>便攜機－>手持設(shè)備（手機）使通信和協(xié)同變得更方便P2P軟件結(jié)構(gòu)：如JXTA，.NET開發(fā)的P2P算法：如Gnutella，F(xiàn)reeNet計算機網(wǎng)絡(luò)1.5P2P之目標(biāo)：滿足應(yīng)用需要共享/削減成本：Napster共享文件空間，SETI@home聚合未用資源改進可擴展性/可靠性：對缺乏很強中心授權(quán)的自治對等端這點尤為重要資源聚合與互操作能力增加自治匿名/隱私：自治的理念和結(jié)果。用戶不希望任何人或ISP知道其包含在系統(tǒng)中動態(tài)性;資源動態(tài)進入或離開系統(tǒng)實現(xiàn)Ad-hoc通信和協(xié)同，動態(tài)的理念和結(jié)果計算機網(wǎng)絡(luò)P2P解決方案JXTA,.NET服務(wù)分布式計算協(xié)同與通信內(nèi)容共享仿真市場計算人口分析….基因系列分析蛋白折疊….游戲文件共享….進程管理在線存儲….即時消息白板….平臺市場/工業(yè)應(yīng)用實例水平技術(shù)金融生物…通信企業(yè)娛樂計算機網(wǎng)絡(luò)2P2P分類計算機系統(tǒng)混合純分層扁平P2PC/S分布式系統(tǒng)集中式系統(tǒng)（巨型機/SMP/工作站）所有的計算機系統(tǒng)可分為集中式和分布式兩類分布式可進一步劃分為C/S和P2P模式C/S模式可劃分為扁平：所有的客戶端僅僅和單個服務(wù)器（含重復(fù)服務(wù)器）通信，如傳統(tǒng)的中間件分層：提高可擴展性，某層的服務(wù)器又作為更高層的客戶端：如DNS服務(wù)器和文件系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)純P2P系統(tǒng)：如Gnutella和Freenet混合P2P系統(tǒng)：首先從服務(wù)器獲得元數(shù)據(jù)或索引信息，如存儲某些信息的對等端的標(biāo)識符，或安全信譽的驗證，以后P2P通信直接和對等端進行，典型系統(tǒng)有：Napster,Groove,Aimster,Magi,Softwax,iMesh以及華中科技大學(xué)的5Q…;Anysee某些有SuperPeers的中間形式：如Kazaa，超級Peers擁有其他Peers沒有的信息，它們常常在不能發(fā)現(xiàn)時查找這些超級PeersPeersServer23PeersServer1混合P2P的資源尋找過程計算機網(wǎng)絡(luò)2.1P2P系統(tǒng)的分類平臺協(xié)同文件共享分布式計算P2P系統(tǒng)SETI@homeAvbaki,EntropiaNapsterGnutellaFreenetPubliusFreeHavenMagiGrooveJabberJXTA.NET.NETMyServices計算機網(wǎng)絡(luò)P2P多維視圖分布式計算－計算文件共享-存儲CenterspanCybiko平臺.NETJXTAGlobusAvakiPorivoTechnologyEntropia,DataSynapseSETI@home,UnitedDevice通信與協(xié)同-帶寬JabberAiMsterGnutella,FreenetMojoNationPointeraOnSystemsNapsterFreeHaven,PubliusGrooveMagi計算機網(wǎng)絡(luò)2.2P2P應(yīng)用分類P2P應(yīng)用并行化內(nèi)容和文件管理協(xié)同計算密集構(gòu)件化構(gòu)件化過濾挖掘文件系統(tǒng)即時消息共享應(yīng)用游戲計算機網(wǎng)絡(luò)可并行化P2P應(yīng)用計算密集型：把一個大的任務(wù)分解成許多可在大量獨立對等端省并行執(zhí)行的子任務(wù)。基本思想是：利用連接在因特網(wǎng)上的諸多計算機的空閑周期來解那些需要大量計算的不同問題。通常是那些使用不同參數(shù)的相同計算任務(wù):如外星生命搜索SETI@home，密碼破解，風(fēng)險預(yù)測，市場和信譽評估，人口統(tǒng)計分析構(gòu)件化應(yīng)用：還沒有廣泛認(rèn)著為P2P應(yīng)用在許多對等