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1、精品学习资源Internet新技术及其进展摘 要： 在这个科学技术不断进展的社会里，Internet新技术也在蓬勃进展，以其强大的 功能影响着人们的生活和工作；智能、速度、便利将成为Internet的主要特点；可以预见在不久的将来，互联网将是一个多网合一、多业务综合平台和智能化的平台，将来将是以互联网为主导的信息时代；因此，我们要紧跟时代的脚步，明白Internet 的新技术及其进展；关键字： 网络运算；网络储备；新一代因特网Internet s New Technology and DevelopmentAbstract:Internet s new technology is develo
2、ping fast in this increasingsociety of science technology, and has a great effect on people s life and work. Intelligence、speed and convenience become the main characteristic. Wecan see, in the future, the Internet will be more than nets gathers one、the multi-services synthesizes the platform and th
3、e intellectualized platform.Future will take the Internet as the leading information age.Therefore, we importantly takethe time s footsteps, and know the Internet the new technology and its development.Key words ： Grid computing；Network storage； New generation of Internet；1 网格运算网格运算的产生、进展必需具备以下三个基本条
4、件：运算资源的广域分布、网络技术（特殊是 Internet）以及不断增长的对资源共享的需求；在运算机技术进展的早期阶段， 只有很少数量的大型运算机，它们通常被安装在相互独立的运算中心内，多个运算机用户 通过使用终端来共享一台大型机的资源，但却不能同时共享多台大型机的运算资源；随着网络技术的进展，多台大型运算机可以在局域网（LAN）内互连，用户通过网络便可以同时使用多台运算机的资源；而Internet的飞速进展和普及使得网格运算技术的产生成为可能；1.1 系统构成网格系统可以分为三个基本层次：资源层、中间件层和应用层；网格资源层是构成网格系统的硬件基础，它包括各种运算资源，如超级运算机、宝贵仪器
5、、可视化设备、现有应用软件等，这些运算资源通过网络设备连接起来；网格资源层仅仅实现了运算资源在物理上的连通，但从规律上看，这些资源仍然是孤立的，资源共享问题仍然没有得到解决；因此，必需在网格资源层的基础上通过网格中间件层来完成广域运算资源的有效共享；网格中间件层是指一系列工具和协议软件，其功能是屏蔽网格资源层中运算资源的分布、异构特性，向网格应用层供应透亮、一样的使用接口；网格中间件层也称为网格操作系统（ Grid Operating System），它同时需要供应用户编程接口和相应的环境，以支持网格应用的开发；欢迎下载精品学习资源网格应用层是用户需求的具体表达；在网格操作系统的支持下，网格用
6、户可以使用其供应的工具或环境开发各种应用系统；能否在网格系统上开发应用系统以解决各种大型运算问题是衡量网格系统优劣的关键；最近两年，在美国的高性能运算争论领域，网格运算成为特殊引人注目的热点；与此同时，企业界也纷纷推出了各自的产品，但到目前为止， 仍有相当多的关键技术仍有待突破；1.2 三大挑战网格运算要真正步入有用阶段必需解决以下三大问题：1.21 体系结构设计从第一台运算机显现到现在，运算机体系结构已经发生了一系列变化，经受了大规模并行处理系统、共享储备型多处理器系统、群集系统等各个进展阶段，这些系统的共性是构成系统的资源相对集中；与此相反的是，组成网格系统的资源是广域分散的，不再局限于单
7、台运算机和小规模局域网范畴内；网格运算的最终目标是用网上的多台运算机构成一台虚拟的超级运算机，因此，网格系统的体系结构是我们必需第一解决的问题；简言之， 网格系统有哪些组成部分、组成部分之间的关系以及如何协同工作是网格体系结构争论需要解决的问题；1.22 操作系统设计相伴着运算机体系结构的进展，运算机操作系统也经受了一系列进展变化，总的进展趋势是如何更高效、更合理地使用运算机资源；网格操作系统是网格系统资源的治理者， 它所治理的将是广域分布、动态、异构的资源，现有操作系统明显无法中意这一需求；1.23 使用模式设计网格使用模式解决的是如何使用网格超级运算机的问题；在现有的操作系统上，运算机用户
8、可以使用各种软件工具来完成各种任务；而在网格环境下，用户可能需要通过新的方式来利用网格系统资源；因此，在网格操作系统上设计开发各种工具、应用软件是网格使用模式争论需要解决的关键问题；争论现状在国外，最著名的网格运算争论是美国的Globus 工程；该工程的主要争论目标有两个：其一是网格技术的争论；其二是相应软件的开发和标准的制定；同时，Globus 工程仍涉及到网格应用的开发及试验床的建立；最近，Globus 工程提出了网格的体系结构模型（图 2）；网格体系结构主要分为以下几个部分： 网格结构层（ Grid Fabric） 供应资源相关、站点相关的基本功能，便于高层分布式网欢迎下载精品学习资源格
9、服务的实现； 网格服务层（ Grid Services） 实现资源无关和应用无关的功能，网格服务的实现涉及到地域和机构的分布； 网格应用工具层（Grid Application Toolkits） 供应更为专业化的服务和组件用于不同类型的应用； 应用层（ Application ） 由用户开发的应用系统组成，网格用户可以使用其他层次的接口和服务完成网格应用的开发；我国对网格运算的争论起步较晚，相关工作开头于 1998 年；由于网格运算是一项刚起步的争论，因此我们在网格运算关键技术的争论方面与国外差距不大，基本处于相同的起跑线上；目前，我国的网格运算争论主要集中于中科院运算所、国防科大、江南运算
10、所、清华高校等几家在高性能运算方面有较强实力的争论单位；这些单位在高性能运算争论方面有很好的技术积存和很强的科研才能；其中，中科院运算所在高性能运算领域的主要成果是曙光 3000 超级服务器，其他单位的主要成果有银河巨型机、同方探究机群系统等；从 1999 年底到 2001 年初，中科院运算所联合国内十几家科研单位，共同承担了“863”重点工程“国家高性能运算环境（National High Performance Computing Environment ，简称 NHPCE）”的研发任务；该工程的目标是建立一个运算资源广域分布、支持异构特性的运算网格示范系统，它把我国的8 个高性能运算中心
11、通过Internet连接起来，进行统一的资源治理、信息治理和用户治理，并在此基础上开发了多个需要高性能计算才能的网格应用系统，取得了一系列争论成果；目前， Globus 体系结构已为一些大型网格应用所接受；争论人员已经在天气预报、高能物理试验、航空器争论等领域已开发了一些基于Globus 网格运算的应用程序，较果较好；虽然这些应用虽仍属试验性质，但它至少说明，网格运算可以胜任不少用超级运算机难以胜任的大型应用任务；2 网络储备网络储备技术是基于数据储备的一种通用网络术语；网络储备结构大致分为三种：直连 式储备（ DAS ： Direct Attached Storage ）、网络储备设备（ N
12、AS ： Network AttachedStorage）和储备网络（ SAN ： Storage Area Network ）；直连式储备（ DAS ）：这是一种直接与主机系统相连接的储备设备，如作为服务器的运算机内部硬件驱动；到目前为止， DAS 仍是运算机系统中最常用的数据储备方法；DAS 即直连方式储备，英文全称是 Direct Attached Storage ；中文翻译成“直接附加储备”；顾名思义，在这种方式中，储备设备是通过电缆（通常是SCSI 接口电缆）直接到服务器的；I/O （输入 /输入）请求直接发送到储备设备； DAS ，也可称为 SAS（Server-Attached
13、Storage，服务器附加储备）；它依靠于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何储备操作系统；NAS 是英文“ Network Attached Storage ”的缩写 , 中文意思是“网络附加储备”；按字面简洁说就是连接在网络上, 具备资料储备功能的装置，因此也称为“网络储备器”或者“网络磁盘阵列”；从结构上讲， NAS 是功能单一的精简型电脑，因此在架构上不像个人电脑那么复杂，在外观上就像家电产品，只需电源与简洁的把握钮，结构图如下：欢迎下载精品学习资源NAS 是一种专业的网络文件储备及文件备份设备，它是基于LAN （局域网）的，依据TCP/IP 协议进行通信，以文件的I/O （输入 /
14、输出）方式进行数据传输；在LAN 环境下， NAS 已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享，比如NT 、UNIX 等平台的共享；一个 NAS 系统包括处理器，文件服务治理模块和多个硬盘驱动器用于数据的储备 ； NAS可以应用在任何的网络环境当中；主服务器和客户端可以特殊便利地在NAS 上存取任意格式的文件，包括 SMB 格式（ Windows ） NFS 格式 Unix, Linux 和 CIFS（ Common Internet File System）格式等等；典型的NAS 的网络结构如下图所示：储备网络（ SAN ）：SAN 是指储备设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络；
15、其中的服务器用作 SAN 的接入点；在有些配置中，SAN 也与网络相连； SAN 中将特殊交换机当作连接设备；它们看起来很像常规的以太网络交换机，是SAN 中的连通点； SAN 使得在各自网络上实现相互通信成为可能，同时并带来了许多有利条件；SAN 英文全称： Storage Area Network ，即储备区域网络；它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等储备设备与相关服务器连接起来的高速专用子网；SAN由三个基本的组件构成：接口（如SCSI、光纤通道、 ESCON 等）、连接设备（交换设备、网关、路由器、集线器等）和通信把握协议（如IP 和 SCSI 等
16、）；这三个组件再加上附加的储备设备和独立的SAN 服务器，就构成一个SAN 系统； SAN 供应一个专用的、高牢靠性的基于光通道的储备网络，SAN 答应独立地增加它们的储备容量，也使得治理及集中把握（特殊是对于全部储备设备都集群在一起的时候）更加简化；而且，光纤接口供应了 10 km 的连接长度，这使得物理上分别的远距离储备变得更简洁在 SAN 储备网络里所指的主要设备包括光纤通道交换机和光纤通道卡；光纤通道交换机：（ FC SWITCH ）光纤通道交换机在规律上是SAN 的核心，它连接着主机和储备设备；光纤通道交换机有着许多不同的功能，包括支持GBIC 、冗余风扇、电源、分区、环操作和多治理
17、接口等；每一项功能都可以增加整个交换网络的可操作性，懂得这些特点可以帮忙用户设计一个功能强大的大规模的SAN ；光纤交换机的主要功能如下：自配置端口、环路设备支持、交换机级联、自适应速度检测、可配置的帧缓冲、分区（基于物理端口和基于 WWN 的分区）、 IP over Fiber Channel （IPFC ）广播、远程登录、 Web 治理、简洁网络治理协议（ SNMP）以及 SCSI 接口独立设备服务（ SES）等；光纤交换机往往依据其功能和特点被分为不同的类别；通常硬件可能都是基于相同的基本架构或者相同的ASIC 芯片，只是软件的功能不同，光纤交换机的价格是依据它所能中意的需求来制定的；高
18、冗余的核心级交换机是个例外，它往往是依据自己的硬件容错平 台开发设计的；2.1 端口数量端口数量通常是对固定端口光纤交换机而言；与一般的交换机类似，一般的光纤通道交换机具有 4 口、 8 口、 16 口、 32 口、 64 口等数量；相对而言，入门级光纤交换机具有的端口数量较少，工作组光纤交换机和核心光纤交换机都具有较多的端口和高可用的带宽；2.2 端口类型在光纤连接的 SAN 结构中，一共有 5 种端口类型： N 型、 NL 型、 F 型、 FL 型和 E 型；其中前 2 种是主机和储备设备需要具备的工作机制，后 3 种是光纤交换机需要供应的连接机制；由此可见，同一片光纤卡、同一台光纤通道磁
19、盘阵列和同一台光纤交换机、工作在不同的环境中，其内部的工作机制是不同的；这就要求设备具有自动识别、判定和动态调整工作机制的才能；现在，一些光纤交换机供应一种叫做G 型端口的工作方式，其实，这个 G 就是 Global 的意思；即指这个端口可以供应F 型、 FL 型和 E 型 3 种类型的工作方式，而且可以完全自动侦测环境，动态调整工作方式，完全无须人工干预；欢迎下载精品学习资源2.3 传输速度传输速度通常是指光纤交换机的端口传输速度或光纤通道卡的传输速度；一般这个速度都在 100Mbps、 200Mbps 、400Mbps 或者 1Gbps 以上；注 :bps 为 bit per second
20、,位/秒；网络储备通信中使用到的相关技术和协议包括SCSI 、RAID 、 iSCSI 以及光纤信道；始终以来 SCSI 支持高速、牢靠的数据储备；RAID （独立磁盘冗余阵列）指的是一组标准，供应改进的性能和 /或磁盘容错才能；光纤信道是一种供应储备设备相互连接的技术，支持高速通信（将来可以达到10Gbps ）；与传统储备技术，如SCSI 相比，光纤信道也支持较远距离的设备相互连接；iSCSI 技术支持通过 IP 网络实现储备设备间双向的数据传输；其实质是使 SCSI 连接中的数据连续化；通过iSCSI ，网络储备器可以应用于包含IP 的任何位置；而作为 Internet 的主要元素， IP
21、 几乎无所不在；3 新一代因特网PlanetLab （新一代因特网）是一种运算服务“掩盖网络”，也是开发全球互联网技术的开放式全球性测试试验平台，旨在为互联网增加一层智能化和适应力； PlanetLab 将使用 IPv6 增加地址数量，以支持新用户和新设备，更加智能的网络将可以检测到“蠕虫”和病毒并发出告警，同时可以通过动能动能化重新路由的方式调剂网络流量，以提高速度和牢靠性，用于储备和检测网络信息的全球化应用将可以使位于电源和连接性不行靠地区的全球用户能够更简洁地对互联网进行拜望；PlanetLab 是一个全球范畴的用于争论和测试新的网络应用的互联网络，也是开发全新互联网技术的开放式全球性测试试验平台，其目的在于增加互联网的智能化和适应力；参考文献123欢迎下载