基于GOS的国家网格集成环境及应用实例开发摘要：中国国家网格作为国内最主要的网格为用户提供了良好的计算服务。详细讨论了网格中间件系统软件GOS的功能和结构，以及基于GOS的中国国家网格集成环境，给出了生物信息软件MEME在国家网格环境下的集成实现，并提出了今后的工作方向。??关键词：网格;网格中间件;GOS;中国国家网格;集成??中图法分类号：TP311文献标识码：A：1001―3695(2007)02―0196―03随着人们求解问题领域的不断拓展以及问题规模和复杂性的逐步扩大，所需要的计算能力也在大幅度提高。在问题求解过程中，局部的计算资源已无法满足需求，必须使用更广泛的分布资源，集中起来协同解决问题。在此情况下，以更大范围的资源共享为目的的计算方式――网格应运而生[1]。网格可分为计算网格、数据网格、信息网格和知识网格等。网格计算在科学计算领域中起着非常重要的作用,它被定义为一个广域范围内的、一体化的集成与协同计算环境，通过聚合网络上分布的各种同构与异构的计算机、工作站、机群（NOW）、群集（COW）、数据库、高级仪器和存储设备等，形成对用户相对透明的、虚拟的高性能计算环境，从而解决大规模的科学计算问题[2]。1GOS介绍??目前，国际上流行的网格中间件有GlobusToolkit和Legion[3,4]等。其中Globus网格系统软件对网格计算提供了最全面的尝试。Globus最新版本GT4的开发是基于OGSA（开放网格服务体系）和WSRF（Web服务资源框架）的，相应的网格Portal的开发是基于GT4和Gridsphere的。VEGAGOS是由中国科学院计算所织女星网格课题组承担，在GlobusToolkit基础上开发的网格操作系统软件，其主要研究方向包括网格操作系统、网格用户使用环境和开发环境，以及网格基础理论三个方面。GOS最新版本v2.0已全面部署在中国国家网格（ChinaNationalGrid，CNGrid）各个节点上，并广泛应用于生物信息网格、地质调查网格和教育网格等多个行业应用网格中。1.1GOS功能??GOS位于OGSA平台中，是其执行部分，运行在主机环境之上，为上层的应用服务提供支持。GOSv2.0为用户提供全局资源共享的平台，并能提供虚拟化、安全和方便的通用资源访问机制。GOS实现了三个重要的抽象：①EVP（Effective,Virtual,Physical）地址空间，提供虚拟化的服务访问机制，屏蔽服务访问的技术细节，并对开发者实现安全机制透明；②网格社区（Agora），提供用户、资源和策略管理上的方便性；③网程（Grip），在网格社区的支持下，提供安全、统一的服务和资源访问的交互接口。此外，还提供系统级功能支持，如网格文件、网格批作业、网格批作业记账等。为了方便Web应用集成开发人员在GOS上进行开发，GOS中的通用网格门户引擎（相当于GOS系统功能的工具集或高层中间件）除了可以提供Web应用集成接口外，还提供网格门户引擎内部的扩展机制。1.2GOS层次结构??从逻辑层次的角度看，可将GOS自下而上分为四层（图1）：①环境层,提供主机、程序、指令等网格资源，与底层平台或实现相关；②核心层,提供对资源信息的管理功能，与平台或实现无关；③系统层,提供对用户使用环境的支持，在此基础上，可开发出多种具有实际功能的系统服务和应用服务，以及相应的、面向应用开发人员的客户端开发库；④应用层,借助系统层提供的功能，通过集成的手段，向最终用户提供界面友好的多种网格应用，包括计算服务、数据传输等[5]。GOSv2.0系统在运行时，其用户界面由客户端开发库和网程容器服务构成，如图2所示。该用户界面与操作系统提供的系统调用机制类似，可以屏蔽后端社区服务、路由器服务以及系统或应用层服务的调用细节。社区服务和路由器服务可看作是网程的运行提供支持的信息系统，分别完成有效服务地址到虚拟服务地址的映射，以及虚拟服务地址到物理服务地址的映射工作。同时，社区服务还通过GOSv2.0的安全机制为用户提供登录（身份认证）功能，并为用户（网程）访问系统或应用层服务提供授权令牌（Token）的签发功能[6]。2CNGrid网格集成环境结构??中国国家网格（CNGrid）是聚合了高性能计算和事务处理能力的新一代信息基础设施的试验床，装备了自主研制的面向网格的高性能计算机，由包括香港在内的八个节点联合构成...