遠程計算

隨著科學的進步，工程計算量變得越來越龐大，它需要具有高計算能力的超級計算機或者集群系統來完成。為了節省科研資金和人力資源，避免大型計算環境的重複搭建，一種以提供計算服務為目的的遠程計算系統開始出現。如早期的THERE並被套用於科學計算、仿真、遠程沉浸等領域。

基本介紹

• 中文名：遠程計算
• 外文名：Remote computing
• 基本釋義：在遠程計算機上進行計算
• 出現背景：單個PC不能滿足計算量需求
• 歸屬學科：計算機科學
• 模式舉例：格線計算

遠程計算的發展

最初遠程計算系統的後台硬體平台主要是超級計算機和分散式互聯結構的工作站。但由於前者存在代價昂貴、擴展、升級和維護問題。後者存在異構，結構鬆散問題，遠程計算的硬體平台逐漸被集群替代。

集群是利用高速網路，將一組高性能工作站或PC機按照某種結構互聯為一個整體。構成集群的各個節點具備單個PC機的所有自治性，它們之間通過相關網路協定（TCP/UDP）充分共享資源。而集群對外往往表現為一個統一的服務單元，它具有高性價比、易擴展性、高可用性和較好的容錯性等優點。網際網路的發展使Web成為遠程計算系統前台與用戶互動的接口"，同時為使任務提交、分配、運行、監控及資源管理等自動化和易於管理，代理機制被引入到整個系統結構中。

但關於遠程計算系統的研究中很少涉及系統的安全問題。既然以Web為平台和用戶互動，那么網際網路對整個系統帶來的安全問題，諸如用戶對信息的訪問，資源的使用，任務安全的運行，個人隱私等就必須進行考慮。

基於Web的遠程計算系統模型

遠程計算系統實際上是一個基於 Web 的網路套用系統，但由於它需要與應用程式接口，還要對計算結果進行處理，所以必須使用一些新技術作為支持。如果是一個專業性的遠程計算系統，還要考慮到如何為用戶提供計算模型。

系統分為三個層次，第一層是客戶端瀏覽器，主要是通過 Internet 以 HTTP 方式訪問 JSP 用戶輸入界面，並在最後使用外掛程式顯示計算結果。第二層是 Web 伺服器，系統通過 Web 伺服器提供 Web 服務，連線用戶與伺服器。同時它也作為服務程式的載體，為其提供運行環境。Web 伺服器是系統運行的基礎。Servelet 服務程式就部署於其中並通過它來回響用戶請求進行操作。第三層包括計算應用程式和資料庫系統。由於數據量的不斷增大，為了維護和管理方便，在現代工程問題中使用資料庫技術是必然的。由於遠程計算系統可能要同時接受多個用戶的數據請求，所以，資料庫一定要有較強的事務處理能力。Servlets 通過 JDBC 來進行資料庫操作，通過命令行參數或傳送虛擬系統訊息來控制計算分析應用程式。

格線服務

格線服務是支持遠程計算的一種計算模式，是分散式計算與虛擬化技術相結合產生的一種網路套用模式。該模式通過虛擬化技術將分布在不同 地理位置上的計算機集群、存儲設備和通訊設備等打包成資源服務，並通過網際網路向終端用戶按需提供這些服務。用戶需要時申請資源，使用完成後釋放資源。通過這種方式，一方面用戶可以共享分布在世界各地的高性能計算機以滿足科學研究的計算需求；另一方面使用這種方式成本低廉，使用過程相對簡單。

開放格線體系結構（Open Gird Service Architecture, OGSA）是一個面向服務的體系結構。在OGSA中，從註冊表到計算任務再到數據資源等都被看成是一種服務。這些可擴展的服務是基於OGSA格線的構成模組。 基於OGSA的格線是由一定的基於標準的組件（模組）構成，這些組件稱為格線服務。因此格線服務被定義為“一個提供一系列定義良好接口的Web服務，它滿足特定的規範（用WSDL來表示）”。OGSA 通過標準接口和公約，支持有狀態的、瞬態格線服務的創建、終止、管理和執行。 OGSA架構由2個基本軟體技術所支撐，一個是 Web服務（WS2.0），一個是作為科學計算的格線技術解決方案Globus Toolkit工具集。Globus Toolkit4（GT4）在格線套用中提供核心服務的開放中間件庫，這些開源軟體庫支持許多操作格線及其應用程式，解決了格線資源發現、管理、通信、安全、故障檢測和可移植性中的共性問題。該工具集提供各式組件和能力，其庫包括服務時限的豐富集合。由此可知，OGSA架構為各種格線服務和API訪問工具指定了物理環境、安全、基礎設施、資源供應、虛擬域和執行環境。