构建网络基础设施的关键技术(构建网络基础设施的关键技术是)
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本文目录一览:
网络化制造的关键技术
网络化制造的关键技术
1.制造系统的敏捷基础设施网络
2.CAM网络(CAMNet)
3.网络化制造模式下的CAPP技术
4.企业集成网络
计算机网络主要涉及哪些方面的技术?
3. 网络技术
3.1 网络体系结构
·网络拓扑结构
·OSI/RM
·应用层协议(FTP、TELNET、SNMP、DHCP、POP、SMTP、HTTP)
·传输层协议(TCP、UDP)
·网络层协议IP(IP地址、子网掩码)
·数据链路层协议(ARP、RARP、PPP、SLIP)
·物理地址
3.2 编码和传输
3.2.1调制和编码
·AM、FM、PM、QAM
·PCM、抽样
3.2.2 传输技术
·通信方式(单工/半双工/全双工、串行/并行、2线/4线)
·差错控制(CRC、海明码、奇偶校验、比特出错率)
·同步控制(起停同步、SYN同步、标志同步、??同步)
·多路复用(FDM、TDM、WDM)
·压缩和解压缩方法(JEPG、MPEG、MH、MR、MMR、游程长度)
3.2.3 传输控制
·竞争系统
·轮询/选择系统
·基本规程、多链路规程、传输控制字符、线路控制
·HDLC
3.2.4 交换技术(电路交换、储存转发、分组交换、ATM交换、??中继)
3.2.5 公用网络和租用线路
3.3 网络
3.3.1 网络分类
·按地域范围分类(LAN、MAN、WAN)
·按服务分类(因特网、企业内部网)
·按传输媒体分类(电话、数据、视像)
·按电信网分类(驻地、接入、骨干)
3.3.2 LAN
·LAN拓扑(总线型、星型、令牌总线)
·访问控制系统(CSMA/CD、令牌环、令牌总线)
·LAN间的连接、LAN-WAN连接、对等连接、点对点连接
·高速LAN技术(千兆以太网)
·无线LAN
3.3.3 MAN常用结构
3.3.4 WAN与远程传输服务
·租用线路服务、线路交换服务、分组交换服务
·ISDN、***、帧中继、ATM、IP连接服务
·卫星通信服务、移动通信服务、国际通信服务
3.3.5 因特网
·因特网概念(网际互连设备、TCP/IP、IP路由、DNS、代理服务器)
·电子邮件(协议、邮件列表)
·Web(HTTP、浏览器、URL、HTML、XML)
·文件传输(FTP)
·搜索引擎(全文搜索、目录搜索、智能搜索)
·QoS、CGI、VoIP
3.3.6 接入网与接入技术
3.3.7 网络性质
·有关线路性能的计算(传输速度、线路利用率、线路容量、通信量、流量设计)
·性能评估
·排队论的应用
3.4 网络通信设备
3.4.1 传输介质和通信电缆
·有线/无线介质(双绞线、同轴电缆、光纤;无线电波、光、红外线)
·分配线架(IDF)、主配线架(MDF)
3.4.2 各类通信设备
·线路终端设备、多路设备、交换设备、转接设备
·线路连接设备(调制解调器、DSU、NCU、TA、CCU、PBX)
3.5 网络连接设备
·网际连接设备(网卡、网桥、生成树网桥、源路由网桥、路由器、中继器、集线器、交换机)
3.6 网络软件系统
3.6.1 网络操作系统
·网络操作系统的功能、分类和特点
·网络设备驱动程序(ODI、NDIS)
·网络通信的系统功能调用(套接字API)
·RPC
·TP Monitor
·分布式文件系统
·网络设备共享
3.6.2 网络管
·网络管理的功能域(安全管理、配置管理、故障管理、性能管理、计费管理)
·网络管理协议(CMIS/CMIP、SNMP、RMON、MIB-II)
·网络管理工具(ping、traceroute、NetXray、Analyzer、Sniffer)
·网络管理平台(OpenView、NetView、SunNet、Manager)
·分布式网络管理
3.6.3 网络应用与服务
·WWW
·FTP文件传输
·电子邮件
·Telnet
·信息检索
·***点播
·网络会议
·远程教育
·电子商务
·电子政务
·CSCW和群
4.网络安全
4.1 安全计算
4.1.1 保密性和完整性
·私钥和公钥加密标准(DES、IDES、RSA)
·认证(数字签名、身份认证)
·完整性(SHA、MDS)
·访问控制(存取权限、口令)
4.1.2 非法入侵和病毒的防护
·防火墙
·入侵检测
·***、VLAN
·安全协议(IPSec、SSL、ETS、PGP、S-HTTP、TLS)
·硬件安全性
·计算机病毒保护
4.1.3 可用性
·文件的备份和恢复
4.1.4 安全保护
·个人信息控制
·匿名
·不可跟踪性
4.1.5 LAN安全
·网络设备可靠性
·应付自然灾害
·环境安全性
·UPS
4.2 风险管理
4.2.1 风险分析和评估
4.2.2 应付风险对策
·风险预防(风险转移、风险基金、计算机保险)
·意外事故预案(意外事故类别、应付意外事故的行动预案)
4.2.3 内部控制
·安全规章制度
·安全策略和安全管理
5.标准化知识
5.1 标准的制定和获取
5.1.1 标准的制定和获取过程
5.1.2 环境和安全性评估标准化
5.2 信息系统基础设施标准化
5.2.1 标准
·国际标准(ISO、IEC)与美国标准(ANSI)
·国家标准(GB)
·行业标准与企业标准
5.2.2 开放系统(X/Open,O***,POSIX)
5.2.3 数据交换标准(EDIFACT、SETP、XML)
5.2.4 安全性标准
·信息系统安全措施
·计算机防病毒标准
·计算机防非法访问标准
·CC标准
·BS7799标准
5.3 标准化组织
·国际标准化组织(ISO、IEC、IETF、IEEE、IAB、W3C)
·美国标准化组织
·欧洲标准化组织
·中国国家标准化委员会
6.信息化基础知识
·信息化意识
·全球信息化趋势、国家信息化战略、企业信息化战略和策略
·企业信息化***管理基础知识
·互联网相关的法律、法规知识
·个人信息保护规则
7.计算机专业英语
·掌握计算机技术的基本词汇
·能正确阅读和理解计算机领域的英文资料
考试科目2:网络系统设计与管理
1.网络系统分析与设计
1.1 网络系统的需求分析
1.1.1 应用需求分析
·应用需求的调研(应用系统性能、信息产业和接收点、数据量和频度、数据类型和数据流向)
·网络应用的分析
1.1.2 现有网络系统分
·现有网络系统结构调研(服务器的数量和位置、客户机的数量和位置、同时访问的数量、每天的用户数。每次使用的时间、每次数据传输的数据量、网络拥塞的时间段、***用的协议、通信模式)
·现有网络体系结构分析
1.1.3需求分析
·功能需求(待实现的功能)
·通信需求(期望的通信模式)
·性能需求(期望的性能)
·可靠性需求(希望的可靠性)
·安全需求(安全性标准)
·维护和运行需求(运行和维护费用)
·管理需求(管理策略)
1.2 网络系统的设计
1.2.1 技术和产品的调研和评估
·收集信息
·***用的技术和产品的比较研究
·***用的技术和设备的比较要点
1.2.2 网络系统的设计
·确定协议
·确定拓扑结构
·确定连接(链路的通信性能)
·确定结点(结点的处理能力)
·确定网络的性能(性能模拟)
·确定可靠性措施
·确定安全性措施(安全措施的调研,实现安全措施的技术和设备的评估)
·网络设备的选择,制定选择标准(成本、性能、容量、处理量、延迟),性能指标的一致性,高级测试的必要性,互连性的确认。
1.2.3 新网络业务运营***
1.2.4 设计评审
1.3 网络系统的构建和测试
1.3.1 安装工作
·事先准备
·过程监督
1.3.2 测试和评估
·连接测试
·安全性测试
·性能测试
1.3.3 转换到新网络的工作***
2 网络系统的运行、维护管理、评价
2.1网络系统的运行和维护
2.1.1 用户措施
·用户管理、用户培训、用户协商
2.1.2 制定维护和升级的策略和***
·确定策略
·设备的编制
·审查的时间
·升级的时间
2.1.3 维护和升级的实施
·外部合同要点
·内部执行要点
2.1.4 备份与数据恢复
·数据的存储于处置
·备份
·数据恢复
2.1.5 网络系统的配置管理
·设备管理
·软件管理
·网络配置图
2.2 网络系统的管理
2.2.1 网络系统的监视
·网络管理协议(SNMP、MIB-2、RMON)
·利用工具监视网络性能(LAN控制器)
·利用工具监视网络故障
·利用工具监视网络安全(入侵检测系统)
·性能监视的检查点
·安全监视的家查点
2.2.2 故障恢复分析
·故障分析要点(LAN监控程序)
·排除故障要点
·故障报告撰写要点
2.2.3 系统性能分析
·系统性能要点
2.2.4危害安全的对策
·危害安全情况分析(调查损失情况,收集安全信息,查找原因)
·入侵检测要点
·对付计算机病毒的要点(查杀病毒措施)
2.3 网络系统的评价
2.3.1 系统评价
·系统能力的限制
·潜在的问题分析
·系统评价要点
2.3.2 改进系统的建议
·系统生命周期
·系统经济效益
·系统的可扩充性
·建议改进系统的要点
3.网络系统实现技术
3.1 网络协议
·商用网络协议(SNA/APPN、IPX/SPX、AppleTalk、TCP/IP)
·商务协议(XML、CORBA、COM/DCOM、EJB)
·Web服务(WSDL、SOAP、UDDI)
3.2 可靠性设计
·硬件高可靠性技术
·软件高可靠性技术
·系统维护高可靠性技术
·容错技术
·通信质量
3.3 网络设施
3.3.1 xDSL调制解调器
3.3.2 ISDN路由器
·接口
·功能(非通信控制功能、NAT功能)
3.3.3 FRAD(帧装配/拆除)、CLAD(信元装配/拆装)
·接口
·功能
3.3.4 远程访问服务器
·功能和机制
3.3.5 办公室个人手持系统(PHS)
·数字无绳电话的功能特性
3.3.6 中继式HUB
·倍速集线器(功能和机制)
3.3.7 L2、L3、L4及多层交换机功能和机制
3.3.8 IP路由器功能和控制
3.3.9 虚拟网(功能与机制)
3.3.10 与其他协议的共存(多协议路由器、IP隧道)
3.4 网络应用服务
3.41 地址服务
·机制、DHCP、IPv6(机制和传输技术)
3.4.2 DNS(功能、机制)
·域名、FQDN
3.4.3 电子邮件(功能、机制)
·SMPT、POP、MIME、IMAP4、LDAP
·邮件列表
·Web Mail
3.4.4 电子新闻(功能和机制、NNTP)
3.4.5 Web服务(功能和机制、HTTP)
3.4.6 负载分布(Web交换)
3.4.7 电子身份验证(功能、机制、认证授权、电子证书)
3.4.8 服务机制
·服务供应商、供应商漫游服务、拨号IP连接、CATV连接、IPD电话、因特网广播、电子商务、电子政务、移动通信、EZweb、主机服务提供者、EDI(规则、表单、Web EDI)、B2B、B2C、ASP
、数据中心
4.网络新技术
4.1 光纤网
·ATM-PDS、STM-PDS
·无源光网PON(APON、EPON)
4.2 无线网
·移动电话系统(WLL、WCDMA、CMDA2000、TD-SCDMA)
·高速固定无线接入(FWA)
·802.11a、802.11b、802.11g
·微波接入(MMDS LMDS)
·卫星接入
·蓝牙接入
4.3 主干网
·IPoverSONET/SDH
·IPoverOptical
·IPoverDWDM
4.4 通信服务
·全天候IP连接服务(租用线路IP)
·本地IP网(NAPT)
·IPv6
4.5 网络管理
·基于TMN的网络管理
·基于CORBA的网络管理
4.6 网格计算
如何建设宽带网络基础设施
(一)宽带接入能力持续提升
光纤覆盖范围不断扩大,本地网光缆线路长度增长170%,达到914万公里。互联网宽带接入端口增长290%,达到1.88亿个,光纤到楼和光纤入户的宽带端口总数超过6300万,WLAN公共运营热点达到30万个。乡镇通宽带比例达到99%,行政村通宽带比例达到80%。3G网络覆盖全部地市、县城以及部分重点乡镇。3G基站达到62万个。
(二)骨干网络综合承载能力进一步增强
长途光缆线路长度新增10万公里,达到82万公里。城域网广泛应用大容量DWDM系统,长途网引入单波长40Gbps的DWDM系统。互联网骨干网带宽超过30Tbps,国际出口带宽超过1Tbps,国内网间互联带宽超过450Gbps。互联网骨干网扁平化改造部分完成,IP专用承载网由骨干网延伸至城域网,建成全球最大IPv6示范网络。国际海陆缆系统可用容量达到6.8Tbps,海外POP点超过40个。
(三)应用基础设施支撑能力不断提高
为适应互联网业务的快速发展,基础电信企业和互联网企业积极布局互联网数据中心,并加快部署内容分发网络,实现由骨干网向城域网延伸。支撑各类信息化应用的业务平台不断完善,在“数字城市”、“无线城市”的建设中发挥了重要作用。
(四)配套设施共建共享有序推进
通信局房、管道、基站铁塔等配套设施建设力度不断加大,有效保障宽带网络快速发展。同时,配套设施共建共享工作有序推进,自2008年以来,共减少新建基站站址及配套(铁塔、机房等)超过9.9万个、传输线路(管道、杆路等)超过18.3万公里,累计节约投资超过200亿元。
宽带网络基础设施发展取得积极进展的同时,还存在以下矛盾和问题:一是我国在接入带宽、宽带普及率等方面与发达国家还有较大差距。二是高带宽业务应用的普及程度不高,种类不够丰富,宽带发展的业务驱动力不足。三是城乡和区域发展不平衡,特别是中西部农村地区网络建设成本高,回收周期长,仅靠市场机制难以推动宽带网络发展。四是行业间统筹发展机制不完善,宽带网络基础设施尚未纳入城乡规划。五是缺乏国家战略层面对宽带网络发展的指导,相关配套政策有待完善。
二、“十二五”面临形势
(一)宽带网络基础设施成为提升国家竞争力的关键要素
世界发展格局正面临深刻变革,为抢占新一轮国际竞争的战略制高点,各国以构建下一代信息基础设施为契机,纷纷出台宽带发展战略或***,通过***战略指引、政策激励甚至直接资金投入等举措,加快宽带网络覆盖和提速,带动新的科技和产业革命,抢占新时期经济、科技制高点。“十二五”时期,我国仍处于重要战略机遇期,亟需国家战略重点支持,加快构建宽带网络基础设施,为经济和社会创新发展提供崭新平台,推动人民生活质量提高和经济发展方式变革,提升国家长期综合竞争力。
(二)我国加快转变经济发展方式带来宽带网络发展新机遇
“十二五”是我国全面建设小康社会的关键时期,是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期。工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展,要求发挥信息技术的引领支撑作用,不断提升社会信息化水平,这为宽带网络的发展提供了新的机遇,也提出了更高要求。宽带网络基础设施必须适度超前布局,进一步加快发展光纤宽带网络、无线移动宽带网络和下一代互联网等设施。
(三)互联网应用的不断创新带动高带宽需求的快速增长
互联网应用的创新已经成为推动宽带网络发展的主要动力。计算机、通信设备、消费电子等产业的边界日渐模糊,融合性终端不断推出,商业模式不断创新,跨界竞争带动互联网应用向更深交融、更广交互、更高智能的方向发展,***了网络带宽的增长。特别是与生产生活紧密结合的信息获取、商务交易、信息交流及文化***等互联网应用对接入带宽需求大幅提升。
(四)下一代网络的加速演进推动宽带网络发展
国际上的下一代互联网试验和部署速度正在加快,许多国家制定了IPv6发展战略和行动***,提出了明确的实施路线图和时间表。3G网络建设力度持续加大,3G增强型技术和LTE技术等在多个国家实现商用部署。无线局域网发展势头迅猛,热点覆盖水平不断提高,更高速率技术逐步引入。具有多媒体功能的新一代宽带卫星通信系统成为卫星通信的发展重点。下一代光传输网发展迅速,40Gbps DWDM逐步成为主流传输技术,100Gbps DWDM系统和10Gbps PON系统将逐步成熟和商用。下一代网络技术的加速演进为宽带网络的快速发展提供了技术保证。
(五)宽带应用的普及推广对网络安全提出更高要求
全球信息化持续发展,宽带应用的种类日渐丰富,应用范围日益扩大,国民经济和社会发展对信息基础设施的依赖性日益增强。与此同时,网络、系统、终端的安全***不断出现,网络病毒、网络攻击、黑客入侵等安全问题将更加复杂和突出。网络安全成为关系国家政治、经济、文化、军事安全的重要因素,是国家安全的重要组成部分。“十二五”期间,面对诸多风险挑战,要求加强网络安全保障和防护手段建设,提升国家应急通信和网络安全保障能力。
三、指导思想、基本原则和发展目标
(一)指导思想
以***理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,紧紧围绕全面建设小康社会、转变经济发展方式的要求,以网络能力全面提升为主线,以加快建设光纤宽带网络、无线移动宽带网络和下一代互联网为着力点,强化网络安全保障,构建宽带、融合、泛在、安全、绿色的下一代国家信息基础设施,推动新一代信息技术产业各领域协调发展,推进信息化与工业化深度融合,打造支撑国民经济和社会发展需要的关键基础设施。
(二)基本原则
统筹部署、协调发展。综合考虑区域、城乡通信基础条件和需求,推动区域、城乡宽带网络基础设施协调发展。统筹考虑有线宽带、无线移动宽带的***状况和发展需求,推动有线宽带、无线移动宽带网络基础设施协调发展。统筹考虑骨干网、城域网和接入网的建设,促进宽带网络基础设施各个层面协调发展。
应用驱动、重点推进。创新业务发展模式,扩展业务形态,丰富互联网内容,延伸应用的广度和深度,通过高带宽业务的普及应用,驱动宽带网络建设。加快宽带网络光纤化进程,统筹无线移动宽带网络发展,推动向基于IPv6的下一代互联网演进,加强宽带卫星通信技术应用和网络部署。
政企合力、加强协作。充分发挥电信企业主体作用,加强***支持和引导,结合各地宽带网络基础设施状况和实际需求,综合利用各类配套支持政策,共同推进适应各地经济社会发展需要的宽带网络基础设施建设。
强化管理、安全可靠。加强宽带网络安全保障体系建设。优化网络布局,提升关键网络节点、物理路由的安全性。强化网络安全管理,健全安全防护体系,同步完善安全保障手段。
(三)发展目标
到“十二五”期末,初步建成宽带、融合、泛在、安全、绿色的宽带网络基础设施。基本实现“城市光纤到楼入户,农村宽带进乡入村”,宽带新技术广泛应用,承载能力大幅提升,应用基础设施协调发展。宽带网络基础设施在支撑国家信息化水平全面提升和经济社会发展中的关键作用更加突出。宽带发展水平与发达国家差距明显缩小,东部发达城市达到发达国家平均水平。
计算机网络发展史及关键技术
网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的***融为有机整体,实现***的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用***的整体能力并按需获取信息。***包括高性能计算机、存储***、数据***、信息***、知识***、专家***、大型数据库、网络、传感器等。
当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络,甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模,而是***共享,消除***孤岛。
网络技术具有很大的应用潜力,能同时调动数百万台计算机完成某一个计算任务,能汇集数千科学家之力共同完成同一项科学试验,还可以让分布在各地的人们在虚拟环境中实现面对面交流。
网络技术的发展历程
网络研究起源于过去十年美国***资助的高性能计算科研项目。这项研究的目标是将跨地域的多台高性能计算机、大型数据库、大型的科研设备、通信设备、可视化设备和各种传感器等整合成一个巨大的超级计算机系统,以支持科学计算和科学研究。
微软公司把开发力量集中在数据网络上,关注使用网络共享信息,而不是网络的计算能力,这反映了学术和研究领域内的分歧。事实上,很多用于学术领域的网络技术都能够成为商业应用。
Globus是美国阿贡(Argonne)国家实验室的网络技术研发项目,全美12所大学和研究机构参与了该项目。Globus对***管理、安全、信息服务及数据管理等网络计算的关键理论进行研究,开发能在各种平台上运行的网络计算工具软件,帮助规划和组建大型的网络试验平台,开发适合大型网络系统运行的大型应用程序。目前,Globus技术已在美国航天局网络、欧洲数据网络、美国国家技术网络等8个项目中得到应用。2005年8月,美国国际商用机器公司(IBM)宣布投入数十亿美元研发网络计算,与Globus合作开发开放的网络计算标准,并宣称网络的价值不仅仅限于科学计算,商业应用也有很好的前景。网络计算和Globus从开始幕后走到前台,受到前所未有的关注。
中国非常重视发展网络技术,由863***“高性能计算机及其核心软件”重大专项支持建设的中国国家网络项目在高性能计算机、网络软件、网络环境和应用等方面取得了创新性成果。具有18万亿次聚合计算能力、支持网络研究和网络应用的网络试验床——中国国家网络,已于2005年12月21日正式开通运行。这意味着通过网络技术,中国已能有效整合全国范围内大型计算机的计算***,形成一个强大的计算平台,帮助科研单位和科技工作者等实现计算***共享、数据共享和协同合作。
网络的关键技术
网络的关键技术有网络结点、宽带网络系统、***管理和任务调度工具、应用层的可视化工具。网络结点是网络计算***的提供者,包括高端服务器、集群系统、MPP系统大型存储设备、数据库等。宽带网络系统是在网络计算环境中,提供高性能通信的必要手段。***管理和任务调度工具用来解决***的描述、组织和管理等关键问题。任务调度工具根据当前系统的负载情况,对系统内的任务进行动态调度,提高系统的运行效率。网络计算主要是科学计算,它往往伴随着海量数据。如果把计算结果转换成直观的图形信息,就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这需要开发能在网络计算中传输和读取,并提供友好用户界面的可视化工具。
网络技术的研究现状
网络计算通常着眼于大型应用项目,按照Globus技术,大型应用项目应由许多组织协同完成,它们形成一个“虚拟组织”,各组织拥有的计算***在虚拟组织里共享,协同完成项目。对于共享而言,有价值的不是设备本身而是实体的接口或界面。
从技术角度看,共享是***或实体间的互操作。Globus技术设定,网络环境下的互操作意味着需要开发一套通用协议,用于描述消息的格式和消息交换的规则。在协议之上则需要开发一系列服务,这与建立在TCP/IP(传输控制协议/网际协议)上的万维网服务原理相同。在服务中先定义应用编程接口,基于这些接口再构建软件开发工具。
Globus网络计算协议建立在网际协议之上,以网际协议中的通信、路由、名字解析等功能为基础。Globus协议分为构造层、连接层、***层、汇集层和应用层五层。每层都有各自的服务、应用编程接口和软件开发工具、上层协议调用下层协议的服务。网络内的全局应用都需通过协议提供的服务调用操作系统。
构造层功能是向上提供网络中可供共享的***,是物理或逻辑实体。常用的共享***包括处理能力、存储系统、目录、网络***、分布式文件系统、分布式计算机池、计算机集群等。连接层是网络中网络事务处理通信与授权控制的核心协议。构造层提交的各***间的数据交换都在这一层控制下实现的。各***间的授权验证、安全控制也在此实现。***层的作用是对单个***实施控制,与可用***进行安全握手、对***做初始化、监测***运行状况、统计与付费有关的***使用数据。汇集层的作用是将***层提交的受控***汇集在一起,供虚拟组织的应用程序共享、调用。为了对来自应用的共享进行管理和控制,汇集层提供目录服务、***分配、日程安排、***代理、***监测诊断、网络启动、负荷控制、账户管理等多种功能。应用层是网络上用户的应用程序,它先通过各层的应用编程接口调用相应的服务,再通过服务调用网络上的***来完成任务。应用程序的开发涉及大量库函数。为便于网络应用程序的开发,需要构建支持网络计算的库函数。
目前,Globus体系结构已为一些大型网络所***用。研究人员已经在天气预报、高能物理实验、航空器研究等领域开发了一些基于Globus网络计算的应用程序。虽然这些应用仍属试验性质,但它证明了网络计算可以完成不少超级计算机难以胜任的大型应用任务。可以预见,网络技术将很快掀起下一波互联网浪潮。面对即将到来的第三代互联网应用,很多发达国家都投入了大量研究资金,希望能抓住机遇,掌握未来的命运。
中国也加强了网络方面的投入。中科院计算所为自己的网络起名为“织女星网络”(Vega Grid),目标是具有大规模数据处理、高性能计算、***共享和提高***利用率的能力。与国内外其他网络研究项目相比,织女星网络的最大特点是“服务网络”。中国许多行业,如能源、交通、气象、水利、农林、教育、环保等对高性能计算网络即信息网络的需求非常巨大。预计在最近两三年内,就能看到更多的网络技术应用实例。
网络技术的应用领域
网络技术的应用领域很广,主要有以下几方面。
分布式超级计算 分布式超级计算将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来,并用网络中间件软件“粘合”起来,形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。
分布式仪器系统 分布式仪器系统使用网络管理分布在各地的贵重仪器系统,提供远程访问仪器设备的手段,提高仪器的利用率,方便用户的使用。
数据密集型计算 并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动的,特别是一些带有巨大挑战性质的应用,大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。数据密集型计算的应用比计算密集型的应用多得多,它对应的数据网络更侧重于数据的存储、传输和处理,计算网络则更侧重于计算能力的提高。在这个领域独占鳌头的项目是欧洲核子中心开展的数据网络(DataGrid)项目,其目标是处理2005年建成的大型强子对撞机源源不断产生的PB/s量级实验数据。
远程沉浸 这是一种特殊的网络化虚拟现实环境。它是对现实或历史的逼真反映,对高性能计算结果或数据库可视化。“沉浸”是指人可以完全融入其中:各地的参与者通过网络聚集在同一个虚拟空间里,既可以随意漫游,又可以相互沟通,还可以与虚拟环境交互,使之发生改变。目前,已经开发出几十个远程沉浸应用,包括虚拟历史博物馆、协同学习环境等。远程沉浸可以广泛应用于交互式科学可视化、教育、训练、艺术、***、工业设计、信息可视化等许多领域。
信息集成 网络最初是以集成异构计算平台的身份出现,接着进入分布式海量数据处理领域。信息网络通过统一的信息交换架构和大量的中间件,向用户提供“信息随手可得”式的服务。网络信息集成将更多应用在商业上,分布在世界各地的应用程序和各种信息通过网络能进行无缝融合和沟通,从而形成崭新的商业机会。
信息集成如信息网络、服务网络、知识网络等,是近几年网络流行起来的应用方向。2002年,Globus联盟和IBM在全球网络论坛上发布了开放性网络服务架构及其详细规范,把Globus标准与支持商用的万维网服务标准结合起来。2004年,Globus联盟、IBM和惠普(HP)等又联合发布了新的网络标准草案,把开放性网络服务架构详细规范I转换成6个用于扩展万维网服务的规范,网络服务已与万维网服务彻底融为一体,标志着网络商用化时代的来临。
网络技术的发展,标准是关键。就像TCP/IP协议是因特网的核心一样,构建网络计算也需要对核心——标准协议和服务进行定义。目前,一些标准化团体正在积极行动。迄今为止,网络计算虽还没有正式的标准,但在核心技术上,相关机构与企业已达成一致,由美国阿贡国家实验室与南加州大学信息科学学院合作开发的Globus 计算工具软件已成为网络计算实际的标准,已有12家著名计算机和软件厂商宣布将***用Globus 计算工具软件。作为一种开放架构和开放标准基础设施,Globus 计算工具软件提供了构建网络应用所需的很多基本服务,如安全、***发现、***管理、数据访问等。目前所有重大的网络项目都是基于Globus 计算工具软件提供的协议与服务的。
除了标准以外,安全和可管理性、人才的缺乏也是网络计算亟待解决的一个问题,否则它将无法成为企业的商业架构。在真正实现商业应用之前,还需要解决许多问题。即便如此,构建全球网络的前景仍是无法抗拒的。
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