基于网格技术的远程教学研究与实现
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作者: 白秋产 郑蓉建
摘要：网格技术已经成为国际计算机界研究的热点和前沿领域，它是继Internet技术和Web技术后第三次技术浪潮。本文将网格技术应用于远程教育教学领域，这将改变远程教学教育的现状。首先介绍了网格技术的一些基本情况；然后对Web Service的网格体系结构进行了详细研究；最后提出了教育网格的系统框架实现的实例。
关键词：网格；远程；教学研究
中图分类号：TP393.01 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-01
The Research and Implementation of Distance Learning Based on Grid
Bai Qiuchan,Zheng Rongjian
(Huaiyin Institute of Technology,Faculty Electronic and Electrical Engineering,Huaiyin 223003,China)
Abstract:Grid computing community has become an international hot and frontier research,it is the second post-Internet technology and Web technology,the third wave of technology.Grid used in this paper the field of distance education and teaching,distance learning education that will change the status quo.First introduced some basic grid;then the Web service's grid architecture were studied in detail;concludes with a framework to achieve education grid system instance.
Keywords:Grid;Distance;Teaching and Research
一、引言
网格（Grid）是继Internet之后重大的科技进步，被称为下一代互联网。它是集成的计算和资源环境，其核心是消除信息孤岛，更好的实现资源共享。现代教育技术以计算机网络为代表，现代教育中扮演着重要角色的是基于网络的远程教育。而互联网的发展趋势是网格。将网格技术应用到远程教育领域，将会极大地改变现有远程现状。然而网格技术还都处于探索和实验阶段，如何更好地将网格技术应用到远程教育中，是非常值得研究的一个问题。
二、网格分类
由于网格所涉及问题的复杂性和多样性，目前学术界对其具体范畴还没有达成共识。对网格范畴持广义看的法学者认为，网格就是基于下一代互联网的网络计算平台。网格必须能够协调不服从集中式控制的资源；网格要使用标准的、开放的、通用的协议和接口；三是网格能提供非常好的服务质量。如果依照这个标准，P2P，Cond-or，Sun Grid Engine等都将被排斥到网格范畴之外。
对网格范畴的不同认识，分类方法也不同。依据网格的具体功能和应用层次，可划分为三类：即计算网格、数据网格及服务网格。
（一）计算网格用于解决单机计算能力，但还不能满足日益增长的大规模计算需求问题。它是一种分布式计算基础设施，为计算资源的使用提供统一又简单的接口，网格上的计算力、存储、设备等均可以被透明使用，就如同使用电力一样。目前，国际上比较成熟的计算网格有Cactus，SF Express以及其他很多的军事应用网格等。
（二）数据网格主要用于数据的网络传输、存储和分析等。在大规模计算环境下，不但对计算能力有较高的要求，对数据的传输和存储能力也都提出了挑战，因为它通常要求提供TB级别甚至PB级别的海量数据服务，常规数据存储方式一般无法满足这样的要求。目前较典型的数据网格是欧洲原子能机构（CERN）所建立的DataGrid。此外，美国的GriPhyN也是一个与DataGrid类似的物理数据网格[1]。
（三）服务网格是架构于计算网格和数据网格基本功能之上的各种应用网格的总称，它是内涵最广泛、应用前景最广阔的一种网格形态。服务是对处理功能、信息内容的抽象和封装，服务网格以服务作为用户使用资源的主要形式。它能够满足应用领域用户的不同需求，不仅仅支持一般的科学计算和数据存储服务，还支持信息服务、数据服务、交易服务、通信服务、控制服务等。在服务网格中，应提供有关的服务描述、注册、查找、调用的有效方法。一种有效的解决方案是使用web服务（Web Services）对各种资源进行封装，以特定“服务”的形式提供给用户，形成一种开放的网格服务体系结构。在服务网格研究领域，目前已有EuroGrid，BioGrid，AccessGrid，EcoGrid等众多的研究实例。
三、基于Web Service的网格体系结构分析
网格体系结构是关于如何建造网格的技术，包括各部分功能的定义及描述和网格基本组成部分、网格各部分相互关系与集成方法的规定、网格有效运行机制的刻画。网格体系结构主要研究网格系统的基本功能结构及各功能实体间的接口关系。网格在产生初期的应用主要集中在高性能的科学计算仿真领域，而现在的网格计算不再局限于此，目前出现了不同应用领域的网格。而向不同应用领域的网格系统，在功能体系上有不同的特征及要求，就会有不同的网格体系结构。国外已有很多项目在进行网格研究。比较重要的有Globus和Legion以及近来投入商用的Web Service161等。它们对网格体系结构的研究做出了巨大的贡献。接下来主要谈一下基于Web Service的网格体系结构[2]。
结合Web Services提出的开放网格服务结构（OGSA）是目前最新的一种网格体系结构。OGSA包括了两大关键技术，即Web Services技术和网格技术。OGSA的基本思想就是以服务为中心，在OGSA框架中，将一切都抽象为服务，包括计算机、程序、数据、仪器设备等。
支持Web Services的OGSA架构可又由图1抽象为四个主要层次。从下到上依次为：资源层；Web服务层；基于OGSA架构的网格服务层和网格应用层。
图1 基于Web Services的OGSA架构
四、结论
为了能有效地发挥网格的作用，网格节点要致力于网格服务的开发。在教育网格系统中，网格服务的开发，实际上就是基于网格的远程教学系统的开发。
参考文献：
[1]桂小林.网格技术导论[M].北京:北京邮电大学,2005
[2]符广全.探讨网格技术在教育领域的应用[J].教育与职业,2006,15
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