东行记 右耳朵的思考

(摘)网格:讲述下一代因特网的新故事（2）

网格:讲述下一代因特网的新故事 （2）
作者： 发文时间：2003.12.11

参会代表中有一位叫伊安·福斯特（Ian Foster），他是阿岗国家实验室的资深科学家、美国计算网格项目的领导人，曾在1998年主编过一本书，题为《网格：21世纪信息技术基础设施的蓝图》。他这样描述网格：

“网格是构筑在因特网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性。因特网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能更多更强，能让人们透明地使用计算、存储等其他资源。

我举一个例子，假如有一个分布在中国各地的工程师小组要设计一种新型的拖拉机。（这实际上是一个真实的例子，有一家美国公司正在这样做。）这些工程师需要和各地的部件供应厂商、质量监督机构等等打交道。在因特网普及之前，人们通过邮政局寄送技术文档，非常耗时。有了因特网，人们可以用电子邮件送文档，互相回答问题。

而网格更进了一步，它给人们创造了一个虚拟的协同工作空间。大家可以从自己的桌面工作站上实时地看到拖拉机的设计，模拟拖拉机的操作，评价它的性能，修改设计等等。”

伊安·福斯特还对中国提出了一些建议。他认为，中国在构造网格时有四件事情需要注意。第一，网络需要升级、增加带宽。第二，需要建立高性能计算中心，并且通过高速网络，将这些中心和大学、研究所等等互联起来。第三，需要与各种用户建立合作伙伴关系，扩展网格的应用。第四，有好些社会工程的工作需要展开，需要让人们知道网格，学会使用网格，让网格发挥作用。

另一位来宾是美国“千亿次计算计划”的首席科学家托玛斯·斯特灵。他着重强调了网格中高性能计算的重要性。他认为：“21世纪的中国、亚洲和世界都将被创新所驱动、它们的前途也将由创新所确定。就像农业创造了大规模的谷物生产、工业创造了汽车一样，高性能计算将为我们提供创新的工具。中国和美国都有很多聪明的人才，能够产生很多思想。这些思想还不能叫创新，因为还没有受到检验。高性能计算允许我们快速、安全地测试这些思想，检验它们对人类社会的影响。因此，我认为，高性能计算是一种基础而且本质的平台，中国的未来将由它确定。”

还有一位来宾叫周松年。他80年代初从北京出国留学，在加州大学伯克利分校攻读博士学位。1987年毕业后，周松年把自己的博士研究成果付诸实践，在加拿大开了一家叫作平台计算的电脑软件公司。到了90年代初，平台计算公司研制出了一个名叫“负载共享软件”的产品。由于技术上的先进性和实用性，周松年的软件迅速得到了普及，成为了负载管理领域最流行的软件。公司的销售额也以每年50%以上的速度增长。

周松年的负载共享软件已经有了一些网格的特征。假如用户要算一道题（比如模拟飞机发动机、电脑芯片设计等等），他只需把要求告诉负载共享软件，这个软件会自动地按最有效率的方式找到合适的电脑，用最快、最经济的途径算出这道题。周松年的软件已被美国一家大的芯片公司用于管理横跨欧美的几千台电脑，共享它们的资源。

周松年是这样解释网格的：“网格这个名词是从输电网来的。20世纪经济的发展、工业的发展、人类社会的发展，很大程度上是因为电力可以从墙上插座很方便地拿到。而计算对21世纪的经济和工业将会有强有力的推动。要推动的条件就是，计算能力要像电力一样到处都能拿到。因此提出了‘计算网格’这个概念。”

世界上的高性能计算机也有排名，最著名的一个就是“超级电脑世界500强”网站。这个网站是由田纳西大学的杰出教授杰克·唐格拉维护的。唐格拉这样解释网格：“网格试图提供这样一种技术：人们可以把自己的微机插入网格，以后就可以透明地使用网格上的各种计算资源和知识资源，就像今天我们将任何一种家电设备插进墙上的插座，就可以方便地使用电一样。”

这些东西到底对人类有什么用途呢？IBM深度计算研究所的所长比尔·普里布兰克认为，高性能计算技术、网格技术乃至整个信息技术的根本目的是辅助人类，即利克莱德所说的“人与计算机的共生”。机器可以做的事情应该尽量让它做。可是今天的人们还在花大量精力做机器的事。人类最宝贵的财富是时间，而计算机则可以为人类提供更多的时间和更高质量的时间。计算机的计算能力、记忆能力和数据处理能力要比人强得多。我们每个人每天都要处理很多繁琐的细节事务。假如琐事能让电脑去做，我们的人脑可以用来去干别的更有意义的事情。我们可以想像一下，如果我们有一个功能很强的电脑助手，能够记住我们一生中的所有信息，并能够方便而准确地检索这些信息，那我们的人脑可以大大解放。

有可能，网格技术可以帮助我们摆脱目前这种技术越发达，人就越忙的不正常趋势。我们的大脑终于有了更多的闲暇和自由，去读读古书，去感受自然，去领会“采菊东篱下，悠然见南山”的意境。

4

我们再来看看网格可能的应用。在本书的下篇《启示录》中，我们会见到更多的应用。这些应用都是目前的因特网还无法提供的。

美国工程院院士戈登·贝尔想到的一个网格应用是天气预报。今天，人们已经可以从互联网上获得天气预报，这是因为气象局事先将天气预报的信息放到了网上。有了网格，人们只需要把天气预报的问题（比如北京地区后天的天气）提交给网格，网格会自动地把所有北京的天气预报从不同地方汇总后给用户。这些来自不同地方的预报在一定程度上可以补偿天气问题固有的混沌性。如果天气预报的信息还没有被计算出来，网格会自动从卫星、多普勒雷达、北京地区的气象传感器等数据源搜集实时数据，加上气象局的历史数据库，送给高性能计算机，算出北京地区后天的天气预报的信息。

目前，网上最流行的通信方式是电子邮件。而要使用它，我们寄信人必须知道收信人详细而精确的电子邮件地址。比如，要给张三写信，必须在电脑里键入zhangsan@ict.ac.cn之类的电子邮件地址。事实上，我们想说的只是：“给张三送一封电子邮件。”我们并不关心张三在哪里。我们能不能只键入“张三”呢？有了网格，我们就可以了。网格有一个全局的管家软件，叫作网格资源目录，他可以从“张三”查出张三的精确地址。

对电子邮件很熟的读者可能要说，等一下，这样的功能现在的电子邮件软件不是已经有了吗？不错，现在的软件有一个地址簿的功能，确实可以实现上述功能。但是，它需要用户把地址信息先输入到本地微机的地址簿中。如果你不知道收信人的地址怎么办？收信人的地址改了怎么办？网格则可以自动地管理这些信息，并把需要的信息送到需要的地方。

因此，网格的一个很重要的特征就是一体化。如果说因特网把全球的电脑联为一体的话，网格则进一步把全球这些电脑上的信息和知识孤岛联为一体。

有一个不太恰当的比方，将网格与中央电视台比较。目前的因特网和万维网相当于把电视台拆散成几万个独立的制作组（网络站点），各制作组有自己的频道、互不分享资源，而且只提供原始数据（不是制作好的节目）。每个制作组只能用自己的小资源（性能很差），经费又很有限，结果质量当然也很差。

我们上网的另一大目的是获取信息。在雅虎网站上有一个链接，指向联在因特网上的很多照相机和摄像机。它们把千里万里之外世界各地的景观实时地呈现在我们面前。

但是，我们能够遥控这些摄像机吗？现在已经有一些研究。几年前，南加州大学就做过一个叫作“远程花园”的科研项目，利用机器人技术和网络技术让人们从远处通过因特网操纵照相机，观看一个花园的景象。但是，这些结果不论在功能还是性能上都还很差。这些研究还没有解决很多问题。如果网上有1000人同时想操纵这台远程照相机怎么办？

另外，因特网能够把数台摄像机的图像合成为一个三维立体图像吗？我们马上能想到的应用就是对自然保护区的监控。自然保护区这样的地方人最好少去，但同时有很多人又想去。一个办法就是在自然保护区安上很多摄像机，由人们远程控制，获得即时的三维立体真实图像。

假如我要开车从中关村到天津南开大学。目前国外已经有了这样的网上地图服务。只要输入始发地和目的地的地址，网络就会告诉你从哪儿拐弯、走多远上哪条高速公路、走多远从哪儿下高速路、然后走哪条道最后到大学，一共有多少里程，需要多少时间等等。

问题是，北京正在进行着一个叫作“中关村科技园区”的十年工程，其中建筑施工不断，道路和街名不断改变，交通经常会出现意外的堵塞。北京是一个动态的城市，因特网上的静态信息不能满足要求。我如果照着网络给出的指路意见行车的话，可能一出去就走到了最塞车的地方。网格技术则可帮忙。它将北京的城建信息、从交通路口照相机获得的实时路况信息、交通部门的道路信息等等联为一体，实时更新。再根据我的要求算出最佳路线，传到我的汽车电脑中。

再假设一个国外商家想在中国设厂。他目前可能需要查看中国各个高新产业园区的网站，找出最适合的地方。他还可能需要看看西部各省的网站，因为他知道有“西部大开发”这回事。这要花他很多时间，而且收获恐怕很少，因为他不知道这些网站的名字，就是找到了网站也看不到所需的信息，这些信息还在另外一些部门的电脑中，还没有来得及放在网站上。

有了网格，厂商只需把问题交给网格，各省市政府部门也只需把信息提交给网格。网格则会自动地组织这些信息，从问题找到匹配的应答信息。

网格的这种用途有点像一个办得很好的中央电视台。厂商不是人工地去查找每个省市的信息，而是选择“经济频道”的“高新技术园区”栏目。他知道这里有他需要的信息。网格与电视的一个根本不同是网格更灵活，不像电视需要定时顺序广播。网格则有“超文本”特性，它可以把前天、昨天、今天播出的节目全部利用起来。用户不会有“过了时间看不到”的问题。

我们再看一个交易的例子。假如你的“五一”假期太忙，没有办法陪家人。于是五一过后，你就许了个愿，说“国庆假期的时候带全家去九寨沟旅游”。你的孩子还是不依，让你马上预订。你只好照办。

传统的方法当然是找旅行社。但你听说过“电子商务”，于是你从家里的微机上了网格。你向网格提出了“国庆节全家去九寨沟旅游7天”的指示。

五分钟后，你收到了一份电子邮件回答。

网格告诉你，一家叫作“网格旅游”的公司感谢你的惠顾。网格旅游公司英文名为Grid Travel，简称g-travel，就是原来的e-travel公司。

网格旅游公司已经为你本人张三和你的妻子李四，以及你们的儿子张毛毛订妥了国庆节去九寨沟的七日潇洒游的全部事宜，附上全部的飞机、住宿和游览日程。你们在游途中将住星级宾馆的标准间（加一床位）。

你看到价钱时吃了一惊。再看看下面的小字说明，原来国庆节正是旅游高峰，所有设施都要涨价，不是旅行社的问题。如果觉得价钱太高，还可以选择“经济游”按钮。如果需要升级，可选择“豪华游”按钮。

回信告诉你，必须在九月一日以前确认，因为九寨沟为了保护自然环境，对国庆节高峰旅游有人数限制。你儿子要你马上确认。你也就只好按了“确认”键。

三分钟之后，你收到另一个邮件。它证实你的预订已经确认。然后问你是需要传统的机票、门票等等东西呢，还是用你的生物特征？你还不知道什么是“生物特征”，但你的儿子却说就是你的指纹。他坚持要用这个新玩意儿，因为永远不会丢失。

就这样，前后不到二十分钟，你办妥了九寨沟旅游事宜。你不知道的是，网格在背后收集和传送了很多信息，做了十几笔交易。它把这些杂事全给你做了，为你节省了不少时间。

由 yangyi 发表于 2004年05月29日 09:57