[转帖]网络计算的挑战和对策

周华

挑战
　　尽管网络计算技术发展迅猛，但要在Internet上实现资源的“广泛共享、有效聚合、充分释放”，还面临一系列根本性挑战。
　　首先，Internet上的资源急剧膨胀，其相互关联关系不断发生变化，缺乏有效的管理，呈现出无序状态，人们已经很难有效地控制整个系统。
　　第二，Internet上的局部自治系统各自为政，相互之间缺乏有效的交互、协作和协同能力，难以联合起来共同完成大型的应用任务，严重影响了全系统综合效用的发挥，也影响了局部系统的利用率。
　　第三，Internet上的资源存在着多方面的差异，这种千差万别的状态加大了网络计算系统的使用难度，在一定程度上限制了网络计算的发展空间。
　　从根本上讲，这些挑战是Internet的成长性、局部自治性、异构性等自然特性带来的。人们希望知道，传统的计算模型、方法和技术是否可以适应网络计算环境？遗憾的是，人们目前对这些问题的认识还相当肤浅，基于Internet的网络计算基础研究还十分缺乏，网络计算还存在着许多重大基础问题需要解决。
　　1．成长性与稳定性的统一
　　Internet是一个无集中控制的不断成长的系统。这种成长性表现为Internet覆盖的地域不断扩大，大量分布异构的资源不断更新与扩展，各局部自治系统之间的关联关系不断动态变化，使用Internet的人群越来越广泛，进入Internet的方式不断丰富。如何在一个不断成长的网络计算环境上，为完成用户任务确定所需的资源集合，进行有序的组织和管理，保证所需资源及其关联关系的相对稳定，建立相对稳定的计算系统视图，是实现网络计算的前提。
　　2．自治条件下的协同性
　　Internet是由众多局部自治系统构成的大系统。这些局部自治系统能够在自身的局部视图下控制自己的行为，为各自的用户提供服务，但它们缺乏与其他系统协同工作的能力，尤其是与跨领域系统的协同工作能力。面对系统的局部自治性，如何建立多个系统资源之间的关联关系，保持系统资源之间共享关系定义的灵活性和资源共享的高度可控性，如何在多个层次上实现局部自治系统之间的协同工作，这些都是实现网络计算的核心问题。
　　3．异构环境下的系统可用性
　　Internet中的各种资源存在着形态、性能、功能、以及使用和服务方式等多方面的差异，这种多层次的异构性和系统状态的不确定性造成了用户有效使用系统各种资源的巨大困难。在网络计算环境中，如何准确简便地用程序设计语言等方式描述应用问题和资源需求，如何使软件系统能够适应异构动态变化的环境，保证网络计算系统的可靠性，使用户能够便捷有效地开发和使用系统聚合的效能，是实现网络计算的关键问题。
　　对策
　　网络计算给我们提供了一个良好的契机，开展网络计算技术和应用的研究工作必须要有步骤、有计划，合理规划部署。
　　1．结合应用需求开展网络计算的实践
　　网络计算模式与应用紧密相连。在现阶段，结合我国信息化的应用需求开展网络计算的实践是促进我国网络计算技术良性发展的有效途径。在这一思路下，以下工作值得关注：
　　● 宽带网络和通信设施
　　发展面向Tera(万亿)级别的Internet网络通信设施。
　　● 高性能计算机系统和计算环境
　　主要发展面向几十万亿次或百万亿次计算能力的超高性能计算机、TeraByte甚至几百个TeraByte级别的海量存储系统和高性能服务器。以此为基础，建立包括传感器、科学仪器、计算机、存储设备、软件系统、应用等在内的高性能计算和海量数据高速处理环境。
　　● 网络计算中间件
　　面向不同的应用领域和用户需求，开展各种新型网络计算模式的研究和关键技术突破，开发具有自主知识产权的网络计算中间件。
　　● 重大示范应用
　　面向国家的重大应用，结合关键技术的突破，加快应用开发，摆脱我国信息技术应用的落后局面。
　　2．开展基础理论研究
　　网络计算的发展基本上还处于实践阶段，发展动力主要来源于“需求牵引”，理论指导不足。开展网络计算基础理论研究对于促进网络计算技术的创新发展具有重要的战略意义。
　　结合网络计算的实践开展基础理论研究将帮助人们深刻认识网络计算的本质规律，促进网络计算技术的原始创新，使人类的信息处理能力突破时空局限，实现质的飞跃。
转自全国计算机网络计算大赛网站
http://www.hpc-contest.edu.cn/index.shtml