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中国教育科研网格ChinaGrid是教育部在“十五”“211”项目支持下启动的,得到国家科技部“863”高性能计算重大专项支持。这个项目的出发点就是充分利用中国教育和科研计算机网CERNET优良的基础设施和它上面丰富、优质的各类资源,在中国建设一个最大、最先进、最实用的网格。首批有12所学校参加,目前已经发展成为20所学校,已经初步形成包括生物信息学、图像处理、计算流体力学、大学课程在线和海量信息处理在内的5大类典型应用。
中国教育科研网ChinaGrid正处于第一期结束,规划第二期的时候。在这里,对ChinaGrid一期进行总结性的回顾,并提出ChinaGrid二期建设的一些设想。
ChinaGrid总体部署
ChinaGrid是构架在CERNET基础之上的,CERNET是ChinaGrid赖以生存的物理基础条件。目前,CERNET是中国第二大IP主干网,教育网的资源都在CERNET上,而且到2006年底,下一代互联网CERNET2将会覆盖15个城市的高校。CERNET的总体结构建立在包括北京在内的7个地区的大型网络中心基础之上,因此在选择网络节点的时候,首先考虑这7个节点地区的校园网,网络延迟比较小,速度比较快。于是选择了12个学校,提出了ChinaGrid的建设内容。第一,所有加入ChinaGrid的学校都要建设校园网格平台,初期在清华大学、华中科技大学开始构建,目前20所ChinaGrid的大学基本上都有自己的校园网格平台。2006年4月25日,网格公共平台2.0版正式发布,20所大学的校园网格平台将要全部移植到2.0版上面。第二,ChinaGrid网格公共平台是体现先进性的重要方面,构造一个可以在全国范围内部署,支持不同网格应用的网络中间件平台。
同时,ChinaGrid对参与学校要求,每个学校必须具备计算能力0.5万亿次以上的超级计算机。目前ChinaGrid上的计算能力是15万亿次,在国内排名第二,在世界的排名也在前五名之列。
在ChinaGrid上构建了5类不同网格应用平台及其典型应用建设。
CGSP构建及国际影响
ChinaGrid公共支撑平台CGSP(ChinaGrid Supporting Platform)开始于2004年3月,是为ChinaGrid的建设和发展而研制的网格核心中间件。CGSP开发组的开发人员是由华中科技大学、清华大学、北京大学、北京航空航天大学、上海交通大学联合组成。CGSP 1.0预览版在GCC2004上公布,1.0正式版在2005年1月正式发布。目前已经有生物信息学、图像处理、计算流体力学、大学数字博物馆网格等的应用在该平台上调试通过,并正在运行。
从CGSP 1.0发布到现在,CGSP 1.0已经被下载超过300次。目前,ChinaGrid的所有学校校园网格平台已经全部采用CGSP 1.0,成为国内第一个统一网格平台的国家级网格系统。CGSP的设计采用层次式的设计方法,有全局网格中心和同时区域网格中心,每个网格中心都安装了一个CGSP的软件,通过全局Portal能够看到全局的节点。每一个用户Portal提交自己的用户请求,再通过自己域的Portal能够资源共享。
CGSP是国际上第一个遵循OGSA架构,参照WSRF规范实现的网格中间件,是一个具有自主知识产权的网格中间件。与国际上的许多网格项目进行不同层面的合作。
在CGSP平台的“WS CORE”中有两个模块:远程部署和热部署模块,它能使用户在部署网格服务后直接使用该服务,而无须重启网格服务。目前这两个模块已经被即将发布的Globus 4.2采用。欧盟第六框架项目中关于网格的项目,ChinaGrid是最主要的参加成员之一。
2005年9月份,ChinaGrid专家组到欧洲考察网格项目,CGSP受到了国际网格界的广泛关注。英国e-Science计划表示将CGSP作为e-Science重点研究的网格中间件之一。德国的D-Grid项目也在和ChinaGrid合作,采用D-Grid的Unicore客户端和CGSP服务器端。包括HP、Intel、Sun、IBM等在内的国际知名IT公司都纷纷寻求和ChinaGrid展开合作。
典型网格应用
中国教育科研网格ChinaGrid的典型应用有图像处理网格、生物信息学网格、大学课程在线网格、计算流体力学网格、海量信息处理网格等5个不同的网格应用。
生物信息学网格
生物信息学网格是教育部生物信息学重点实验室和清华大学高性能计算技术研究所共同研制开发的网格中间件。提供60多种生物信息软件/数据库服务,每天超过5万人次的访问量。集合了包括清华大学、北京大学、西安交通大学、华中科技大学、国防科技大学、华南理工大学等在内的6个学校,10多台大型计算设备,具有超过万亿次/秒浮点计算能力和超过5T的存储容量。目前,5T的存储容量基本用完,而且主要集中在北京大学,接下来将要在清华大学再增加5~10T的存储容量。下面举个序列比对结果的例子来说明使用网格和不用网格的区别。
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