信息网格与安全.docx

1、内 容 简 介本 书 比 较 全 面 、 系 统 地 介 绍 了 信 息 网 格 及 相 关 安 全 技 术 方 面 的 内 容 。全 书 共 分 章 。 首 先 介 绍 了 网 格 与 信 息 网 格 概 述 并 详 细 说 明 全 球 信 息 网 格 及 其 他 信 息 网 格 的 应 用 现 状 ； 随 后 对 网 格 安 全 进 行 说 明 ， 分 别 讨 论 了 网 格 安 全 体 系 结 构 、 网 格 认 证 与 授 权 及 凭 证 工 具 包 等 安 全 技 术 。本 书 内 容 翔 实 ， 深 入 浅 出 ， 覆 盖 面 广 ， 具 有 先 进 性 、 科 学 性 和 很 高

2、 的 实 用 价 值 ， 适 合 于 高 等 院 校 计 算 机 、 通 信 、 信 息 等 专 业 师 生 和 科 研 人 员 、 工 程 技 术 人 员 的 参 考 用 书 ， 还 可 作 为 相 关 领 域 人 员 了 解 信 息 网 格 安 全 的 参 考 材 料 。图 书 在 版 编 目 （ ） 数 据信 息 网 格 与 安 全 景 晓 军 等 编 著 北 京 ： 国 防 工 业 出 版 社 ， （ 现 代 通 信 高 技 术 丛 书 周 贤 伟 主 编 ） 信 景 信 息 网 络 安 全 技 术 中 国 版 本 图 书 馆 数 据 核 字 （ ） 第 号（ 北 京 市 海 淀 区

3、紫 竹 院 南 路 号 ）（ 邮 政 编 码 ） 北 京 奥 鑫 印 刷 厂 印 刷 新 华 书 店 经 售开 本 印 张 千 字 年 月 第 版 年 月 北 京 第 次 印 刷印 数 ： 册 定 价 ： 元（ 本 书 如 有 印 装 错 误 ， 我 社 负 责 调 换 ）国 防 书 店 ： （ ） 发 行 邮 购 ： （ ） 发 行 传 真 ： （ ） 发 行 业 务 ： （ ） 现 代 通 信 高 技 术 丛 书 编 委 会名 誉 主 任 周 炯 槃 （ 院 士 ）总 编 宋 俊 德主 编 周 贤 伟 邓 忠 礼 郑 雪 峰副 主 编 曾 广 平 景 晓 军 雷 雪 梅 王 丽 娜 杨 裕

4、 亮 马 伍 新 王 祖 珮 班 晓 娟 刘 蕴 络 王 昭 顺 王 建 萍 黄 旗 明 李 新 宇 杨 军 覃 伯 平 薛 楠编 委 （ 按 姓 名 笔 画 排 序 ）马 伍 新 王 丹 王 华 王 培 王 强 王 庆 梅 王 丽 娜 王 建 萍 王 祖 珮 王 昭 顺 王 淑 伟 韦 炜 尹 立 芳 邓 忠 礼 申 吉 红 付 娅 丽 白 浩 瀚 冯 震 冯 晓 莹 吕 越 朱 刚 闫 波 安 然 刘 宁 刘 宾 刘 潇 刘 志 强 刘 晓 娟 刘 蕴 络 关 靖 远 孙 硕 孙 亚 军 孙 辰 宇 孙 晓 辉 李 杰 李 宏 明 李 新 宇 苏 力 萍 肖 超 恩 吴 齐 跃 宋 俊 德

5、 张 海 波 张 臻 贤 陈 建 军 林 亮 杨 军 杨 文 星 杨 裕 亮 周 蓉 周 贤 伟 郑 如 鹏 郑 雪 峰 孟 潭 赵 鹏 （ 男 ）赵 鹏 （ 女 ） 赵 会 敏 胡 周 杰 施 德 军 姜 美 姚 恒 艳班 晓 娟 崔 旭 黄 旗 明 韩 旭 韩 丽 楠 覃 伯 平丛 书 策 划景 晓 军王 祖 珮曾 广 平 雷 雪 梅 薛 楠 霍 秀 丽 戴 昕 昱序当 今 世 界 已 经 进 入 了 信 息 时 代 ， 信 息 成 为 一 种 重 要 的 战 略 资 源 ， 信 息 科 学 成 为 最 为 活 跃 的 学 科 领 域 之 一 ， 信 息 技 术 改 变 着 人 们 的 生

6、 活 和 工 作 方 式 ， 信 息 产 业 已 经 成 为 国 民 经 济 的 主 导 产 业 ， 作 为 信 息 传 输 基 础 的 通 信 技 术 则 成 为 信 息 产 业 中 发 展 最 为 迅 速 ， 进 步 最 快 的 行 业 。 目 前 ， 个 人 通 信 系 统 和 超 高 速 通 信 网 络 迅 猛 发 展 ， 推 动 了 信 息 科 学 的 进 一 步 发 展 ， 并 成 为 世 纪 国 际 社 会 和 全 球 经 济 的 强 大 动 力 。随 着 通 信 技 术 日 新 月 异 ， 学 习 通 信 专 业 知 识 不 但 需 要 扎 实 的 专 业 基 础 ， 而 且

7、需 要 学 习 和 了 解 更 多 的 现 代 通 信 技 术 和 理 论 ， 特 别 是 数 字 通 信 、 卫 星 通 信 以 及 传 感 器 网 络 的 现 代 通 信 技 术 方 面 的 知 识 。 从 有 线 通 信 到 无 线 通 信 ， 从 固 定 设 备 间 的 通 信 到 移 动 通 信 ， 从 无 线 通 信 到 无 线 因 特 网 ， 到 传 感 器 网 络 技 术 。 未 来 的 通 信 将 为 人 们 提 供 全 方 位 以 及 无 缝 的 移 动 性 接 入 ， 最 终 实 现 任 何 人 在 任 何 地 方 、 任 何 时 间 进 行 任 何 方 式 的 通 信

8、， 使 得 通 信 技 术 适 应 社 会 的 发 展 需 要 呈 现 经 久 不 衰 的 势 头 。网 络 技 术 的 飞 速 发 展 ， 通 信 技 术 在 经 济 发 展 中 的 重 要 地 位 日 趋 重 要 ， 世 界 各 国 特 别 重 视 通 信 技 术 的 理 论 研 究 和 通 信 技 术 专 业 人 才 的 培 养 ， 国 外 有 关 通 信 领 域 的 文 献 资 料 和 专 著 较 多 。 就 国 内 来 讲 ， 通 信 专 业 人 才 大 量 急 需 ， 为 适 应 社 会 经 济 发 展 的 需 要 ， 各 高 校 和 科 研 单 位 都 在 培 养 社 会 所 需

9、 的 通 信 专 业 人 才 。为 了 增 进 通 信 及 安 全 技 术 领 域 的 学 术 交 流 ， 为 了 满 足 通 信 及 信 息 安 全 专 业 领 域 的 读 者 的 需 要 ， 提 供 一 套 能 系 统 、 全 面 地 介 绍 和 讲 解 通 信 技 术 原 理 及 新 技 术 的 系 列 丛 书 ， 北 京 科 技 大 学 等 组 织 编 写 了 这 套 现 代 通 信 高 技 术 丛 书 。 这 套 丛 书 内 容 涵 盖 了 通 信 技 术 的 主 要 专 业 领 域 ， 既 可 作 为 高 等 院 校 通 信 类 、 信 息 类 、 电 子 类 、 计 算 机 类

10、等 专 业 高 年 级 本 科 生 或 研 究 生 的 教 材 ， 又 可 作 为 有 关 通 信 技 术 和 科 研 人 员 的 技 术 参 考 书 。我 觉 得 这 套 丛 书 的 特 点 是 内 容 全 面 、 技 术 新 颖 、 理 论 联 系 实 际 ， 针 对 目 前我 国 通 信 技 术 发 展 情 况 与 目 前 已 有 的 相 关 出 版 物 之 间 已 有 一 定 距 离 这 一 情 况 ， 本 丛 书 立 足 于 现 在 ， 通 过 对 基 本 的 技 术 进 行 分 析 ， 由 浅 入 深 ， 努 力 反 映 通 信 技 术 领 域 的 新 成 果 、 新 技 术 和

11、进 展 ， 是 国 内 目 前 较 为 全 面 、 技 术 领 先 、 适 用 面 广 的 一 套 丛 书 。 在 我 国 大 量 培 养 通 信 专 业 人 才 的 今 天 ， 这 套 丛 书 的 出 版 是 非 常 及 时 和 十 分 有 益 的 。我 代 表 编 委 会 对 丛 书 的 作 者 和 广 大 读 者 表 示 感 谢 ！ 欢 迎 广 大 读 者 提 出 宝 贵 意 见 ， 以 使 丛 书 进 一 步 修 改 完 善 。 年 月 日前 言当 前 连 接 在 网 络 上 的 大 量 计 算 机 在 多 数 时 间 内 处 于 闲 置 或 休 眠 状 态 ， 并 且 网 络 中 存

12、 在 的 大 量 软 硬 件 资 源 不 能 得 到 充 分 利 用 ， 为 了 解 决 这 些 问 题 ， 我 们 提 出 了 网 格 概 念 。网 格 （ ） 正 是 解 决 这 些 问 题 而 提 出 的 一 种 全 新 的 基 于 的 应 用 技 术 ， 它 已 经 成 为 继 传 统 因 特 网 、 之 后 的 第 次 互 联 网 浪 潮 ， 国 家 信 息 服 务 的 战 略 性 基 础 设 施 。传 统 因 特 网 实 现 了 计 算 机 硬 件 的 互 连 ， 实 现 了 网 页 的 连 通 ， 而 网 格 则 试 图 实 现 互 联 网 上 所 有 资 源 的 全 面 贯 通

13、 ， 其 中 包 括 计 算 资 源 、 存 储 资 源 、 通 信 资 源 、 软 件 资 源 、 信 息 资 源和 知 识 资 源 等 。信 息 网 格 是 在 网 格 计 算 的 基 础 上 ， 利 用 数 据 挖 掘 、 信 息 融 合 和 搜 索 引 擎 等 技 术 而 构 建 的 。 信 息 网 格 主 要 研 制 一 体 化 的 智 能 信 息 处 理 平 台 ， 消 除 信 息 孤 岛 ， 方 便 用 户 发 布 、 处 理 和 获 取 信 息 。由 于 信 息 网 格 是 建 立 在 现 有 的 基 础 设 施 上 的 ， 因 此 也 极 易 受 到 黑 客 的 入 侵 。

14、它 的 安 全 性 至 关 重 要 ， 特 别 是 网 格 技 术 正 在 成 为 信 息 技 术 革 命 的 主 角 ， 它 的 安 全 性 将 可 能直 接 影 响 社 会 稳 定 和 国 家 安 全 。全 书 共 分 章 ： 第 章 介 绍 了 网 格 与 信 息 网 格 概 述 ； 第 章 详 细 地 说 明 了 全 球 信 息 网 格 ； 第 章 阐 述 了 其 他 信 息 网 格 的 应 用 现 状 ； 第 章 对 网 格 安 全 进 行 概 要 说 明 ； 第 章 介 绍 了 网 格 安 全 体 系 结 构 ； 第 章 重 点 论 述 了 网 格 认 证 与 授 权 等 技 术

15、； 第 章 介 绍 了 凭 证 工 具 包 。本 书 是 作 者 在 吸 收 了 国 内 外 现 有 相 关 著 作 中 许 多 精 华 的 基 础 上 编 写 而 成 的 。 它 既 有 国 内 外 专 家 的 精 华 浓 缩 ， 也 包 含 作 者 从 事 信 息 安 全 工 作 的 总 结 ， 希 望 能 给 读 者 带 来 一 定 帮 助 。 本 书 参 考 或 直 接 引 用 了 国 内 外 的 一 些 论 文 和 著 作 。 编 写 过 程 中 得 到 了 国 防 工 业 出 版 社 和 北 京 科 技 大 学 的 大 力 支 持 、 鼓 励 和 帮 助 。 在 此 一 并 深 表

16、 谢 意 。信 息 网 格 是 一 门 发 展 迅 速 的 新 兴 技 术 ， 由 于 作 者 学 识 与 水 平 有 限 ， 书 中 有 不 足 之 处 ， 恳 请 读 者 提 出 宝 贵 意 见 和 建 议 。编 著 者 年 月 于 北 京第 章 网 格 与 信 息 网 格 概 述 网 格 的 概 念 网 格一 方 面 ， 随 着 带 宽 的 增 长 ， 网 络 中 接 入 的 计 算 机 数 量 日 益 增 多 。 但 上 很 多 节 点 的 使 用 效 率 并 不 高 ， 大 量 的 计 算 机 在 多 数 时 间 内 处 于 闲 置 或 休 眠 状 态 ， 或 仅 仅 在 完 成 文

17、 字 处 理 这 样 简 单 的 工 作 。 据 相 关 文 章 的 分 析 ， 平 均 一 个 机 构 的 计 算 机 资 源 的 利 用 率 仅 为 左 右 。另 一 方 面 ， 互 联 网 上 的 内 容 每 天 都 在 飞 速 增 长 ， 不 可 能 有 哪 个 单 一 的 服 务 器 或 者 搜 索 引 擎 能 够 掌 握 所 有 资 源 。 美 国 国 家 科 学 基 金 会 张 晓 东 博 士 估 计 ， 现 在 每 年 互 联 网 都 会 增 加 的 内 容 ， 但 大 概 只 有 能 为 公 众 所 用 ， 只 相 当 于 总 量 的 ， 即 便 是 这 种 功 能 强 大

18、的 搜 索 引 擎 也 只 能 查 找 的 内 容 。 如 何 充 分 利 用 网 络 中 现 有 软 硬 件 资 源 、 充 分 发 挥 网 络 资 源 的 潜 能 是 摆 在 我 们 面 前 的 重 大 任 务 。网 格 （ ） 正 是 为 了 解 决 这 些 问 题 而 提 出 的 一 种 全 新 的 基 于 的 应 用 技 术 ， 它 已 经 成 为 继 传 统 因 特 网 、 之 后 的 第 次 互 联 网 浪 潮 ， 继 应 用 之 后 的 信 息 技 术 革 命 的 主 角 ， 国 家 信 息 服 务 的 战 略 性 基 础 设 施 。 传 统 因 特 网 实 现 了 计 算 机

19、 硬 件 的 互 连 ， 实 现 了 网 页 的 连 通 ， 而 网 格 则 试 图 实 现 互 联 网 上 所 有 资 源 的 全 面 贯 通 ， 其 中 包 括 计 算 资 源 、 存 储 资 源 、 通 信 资 源 、 软 件 资 源 、 信 息 资 源 和 知 识 资 源 等 。伊 安 福 斯 特 （ ） ， 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 年 主 编 过 ， 题 为 网 格 ： 世 纪 信 息 技 术 基 础 设 施 的 蓝 图 一 书 。 他 这 样 描 述 网 格 ：网 格 是 构 筑 在

20、 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 和 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 。从 学 术 上 讲 ， 网 格 是 分 布 式 计 算 的 一 种 形 态 ， 是

21、一 个 广 域 分 布 的 系 统 ， 支 持 分 布 式 应 用 ， 这 些 应 用 共 享 网 格 中 的 所 有 资 源 。 网 格 技 术 是 现 代 高 科 技 发 展 的 必 然 产 物 ， 从 生 物 领 域 的 基 因 组 计 划 的 解 读 ， 到 高 能 物 理 领 域 更 深 层 次 物 质 结 构 的 研 究 ， 再 到 哈 勃 望 远 镜 所 获 取 的 大 量 宇 宙 数 据 ， 再 到 气 象 和 地 震 预 报 预 测 等 ， 这 些 重 大 科 学 领 域 的 计 算 问 题 促 使 科 学 家 要 利 用 分 布 在 世 界 各 地 的 计 算 机 资 源

22、， 通 过 高 速 网 络 连 接 起 来 ， 共 同 完 成 计 算 问 题 。 目 前 ， 由 欧 美 的 大 计 算 机 中 心 和 大 高 能 物 理 计 算 机 基 地 组 建 了 国 际 性 的 网 络 技 术 环 境 ，它 们 之 间 以 以 上 的 带 宽 通 道 互 相 连 接 。 网 络 技 术 已 引 起 了 欧 美 乃 至 其 他 国 家 科 信 息 网 格 与 安 全学 界 的 极 大 兴 趣 ， 各 行 各 业 都 在 积 极 参 与 到 网 格 技 术 的 开 发 应 用 中 ， 通 过 网 格 的 一 系 列 技 术 ， 透 明 地 使 用 整 个 网 络 上

23、的 资 源 。简 而 言 之 ， 网 格 是 把 整 个 因 特 网 整 合 成 一 台 巨 大 的 超 级 计 算 机 ， 实 现 各 种 资 源 的 全 面 连 通 ； 是 将 计 算 资 源 、 信 息 资 源 和 知 识 资 源 等 所 有 资 源 连 通 ， 共 享 和 互 操 作 。 当 然 ， 网 格 并 不 一 定 非 要 这 么 大 ， 也 可 以 构 造 地 区 性 的 网 格 ， 如 校 园 网 格 、 企 事 业 内 部 网 格 、 局 域 网 网 格 ， 甚 至 家 庭 网 格 和 个 人 网 格 等 等 。 作 为 新 一 代 网 络 计 算 与 应 用 技 术 ，

24、 网 格 的 本 质 不 是 规 模 。 网 格 与 当 前 的 的 不 同 之 处网 格 是 建 立 在 因 特 网 和 基 础 上 的 。 网 格 和 因 特 网 在 技 术 上 主 要 有 如 下 区 别 。 第 一 ， 网 格 是 高 性 能 计 算 机 、 数 据 源 和 因 特 网 种 技 术 的 有 机 组 合 及 发 展 ， 它 与 因 特 网 相 比 具 有 高 性 能 、 一 体 化 、 知 识 生 产 、 资 源 共 享 等 技 术 优 点 。 如 果 把 网 格 和 人 做 一 对 比 ， 高 性 能 计 算 机 就 是 大 脑 和 重 要 器 官 ， 因 特 网 相

25、当 于 骨 骼 、 血 管 、 神 经 和 淋 巴 等 信 道 ， 数 据 源 就 像 五 官 ， 提 供 各 种 养 料 和 信 息 ， 而 客 户 端 的 各 种 微 机 、 工 作 站 、 信 息 家 电 设 备 、 移 动 设 备 等 等 就 相 当 于 肌 肉 和 皮 肤 。 因 特 网 的 出 现 ， 将 独 立 的 计 算 机 个 体 连 成 网 络 ， 但 是 ， 它 没 办 法 共 享 其 他 机 器 的 资 源 。 兴 起 ， 通 过 网 页 的 方 式 连 接 起 来 ， 计 算 机 可 以 做 包 括 电 子 商 务 在 内 的 更 多 事 情 。 但 是 ， 各 行

26、业 在 应 用 层 面 上 的 互 连 互 通 远 远 没 有 实 现 ， 计 算 机 的 使 用 也 远 不 如 电 话 那 么 方 便 。 而 网 格 将 能 实 现 应 用 层 面 上 的 互 连 互 通 ， 即 用 户 使 用 层 面 上 的 互 连 互 通 。 第 二 ， 网 格 将 地 理 上 分 散 的 高 性 能 电 脑 、 超 级 计 算 系 统 、 大 容 量 数 据 库 以 及 其 他 各 种 信 息 和 尖 端 设 备 通 过 网 络 连 接 起 来 ， 实 现 计 算 机 资 源 与 信 息 资 源 的 共 享 ， 在 较 大 范 围 内 提 供 一 体 化 的 高

27、性 能 计 算 环 境 及 信 息 服 务 。 网 格 可 以 实 现 全 面 的 资 源 共 享 。 第 三 ， 网 格 采 用 的 是 国 际 标 准 ， 标 准 化 意 味 着 网 格 可 以 使 接 入 设 备 像 电 话 一 样 易 用 。 第 四 ， 网 格 可 以 把 以 往 利 用 超 文 本 形 式 才 能 共 享 或 打 开 文 件 的 互 联 网 ， 升 级 到 具 有 高 性 能 和 大 容 量 数 据 库 的 尖 端 网 络 计 算 机 （ ， ） 。 网 格 的 进 一 步 发 展 将 像 技 术 、 技 术 一 样 ， 对 人 类 社 会 产 生 巨 大 影 响

28、。 各 方 面 对 网 格 的 需 求计 算 机 科 学 家 和 工 程 师 需 要 。 计 算 机 科 学 家 和 工 程 师 希 望 可 以 实 时 地 对 他 们 开 发 的 应 用 程 序 进 行 可 视 化 ， 并 对 计 算 进 行 即 时 监 控 。 还 有 很 多 研 究 者 想 得 到 他 们 所 需 要 的 巨 大 的 计 算 能 力 资 源 ， 他 们 需 要 通 过 来 访 问 更 多 的 远 程 计 算 机 。实 验 科 学 家 需 要 。 我 们 必 须 牢 记 一 点 ， 实 验 或 观 测 科 学 家 与 理 论 或 者 计 算 科 学 家 的 数 量 比 是

29、比 。 如 果 你 想 最 广 泛 地 对 科 学 造 成 影 响 ， 首 先 需 要 影 响 实 验 和 观 测 科 学 。 实 验 科 学 家 希 望 将 他 们 远 程 的 实 验 设 备 与 超 级 计 算 机 或 高 级 可 视 化 设 备 连 接 起 来 ， 并 希 望 使 用 易 于 操 作 的 用 户 界 面 ， 比 如 甚 至 话 音 来 控 制 仪 器 。 比 如 在 ， 脑 外 科 医 生 可 以 控 制 在 的 设 备 ， 以 维 的 图 形 界 面 实 时 观 看 和 控 制 数 据 ， 并 同 时 与 的 学 院 进 行 合 作 工 作 。 （ ） ， 世 界 上

30、最 快 的 毫 米 级 射 电 望 远 镜 阵 列 ， 坐 落 于 北 部 沙 漠 中 。 那 是 个 很 美 的 地 方 ， 只 是 离 大 学 实 在 太 远 。 于 是 使 用 网 络 向 美 国 伊 利 诺 斯 州 的 国 家 超 级 计 算 应 用 中 心 （ ， 第 章 网 格 与 信 息 网 格 概 述 ） 的 超 级 计 算 机 发 送 数 据 ， 而 网 络 就 好 比 是 望 远 镜 的 “数 字 透 镜 ”。 由 于 是 一 个 光 圈 合 成 望 远 镜 （ ） ， 每 个 天 线 所 得 到 的 电 波 相 位 之 间 都 会 有 微 小 的 偏 差 ， 超 级 计

31、算 机 需 要 据 此 来 重 建 天 体 在 宇 宙 中 所 应 有 的 样 子 。 该 望 远 镜 可 以 同 时 以 不 同 的 波 长 拍 摄 张 天 空 的 维 图 像 ， 然 后 计 算 机 据 此 建 立 数 据 立 方 体 （ ， 维 的 天 空 图 像 加 维 的 频 率 ） 。 这 些 可 视 化 资 料 可 以 用 于 监 控 设 备 以 及 创 建 一 个 数 字 图 书 馆 ， 使 人 们 可 以 通 过 网 络 浏 览 器 去 观 看 遥 远 太 空 中 的 景 像 。 这 是 一 个 很 好 的 联 合 大 量 网 络 带 宽 、 软 件 和 科 学 仪 器 来

32、进 行 科 学 观 测 的 范 例 。企 业 需 要 。 当 今 的 许 多 大 型 企 业 都 已 经 全 球 化 ， 的 出 现 使 得 可 以 将 众 多 的 局 域 网 联 系 在 一 起 。 然 而 这 些 对 于 本 书 所 要 讨 论 的 内 容 来 说 ， 还 是 显 得 过 于 古 老 。 比 如 ， 世 纪 年 代 对 虚 拟 原 型 项 目 进 行 了 长 达 数 年 的 研 究 。 通 过 连 接 到 巨 型 运 土 车 的 计 算 机 辅 助 设 计 文 件 ， 来 生 成 虚 拟 现 实 效 果 。 将 若 干 个 站 点 （ 其 中 一 些 是 国 际 站 点 ）

33、 联 合 在 一 起 实 现 模 拟 远 程 沉 浸 。 相 关 的 制 造 商 、 供 销 商 与 客 户 遍 布 全 球 ， 现 在 他 们 希 望 通 过 联 系 在 一 起 。 是 另 一 家 的 工 业 合 作 伙 伴 ， 正 在 研 究 使 用 高 速 网 络 将 其 实 验 室 与 的 数 据 挖 掘 活 动 （ 大 量 数 据 存 储 在 高 性 能 计 算 机 中 ） 联 系 在 一 起 。 这 样 的 连 接 将 引 入 新 一 代 的 通 过 全 局 数 据 库 检 索 的 模 式 识 别 技 术 。 拥 有 个 办 公 室 ， 它 计 划 使 用 将 整 个 公 司 联

34、 系 成 一 个 单 一 的 合 作 性 团 队 。 在 其 他 的 许 多 大 型 企 业 中 也 频 频 出 现 此 类 例 子 。自 然 环 境 需 要 。 虽 然 当 今 社 会 已 经 为 应 对 大 规 模 自 然 环 境 问 题 （ 如 臭 氧 层 损 耗 、 全 球 变 暖 以 及 空 气 与 水 污 染 等 ） 达 成 了 共 识 ， 但 在 操 作 上 仍 然 需 要 一 个 能 够 将 所 有 相 关 科 学 的 已 知 成 果 有 机 地 结 合 在 一 起 的 知 识 库 。 如 果 这 样 一 个 多 学 科 交 叉 环 境 得 以 构 建 ， 相 关 领 域 专

35、家 就 可 以 很 好 地 进 行 互 动 研 究 。 这 就 需 要 的 存 在 。比 如 ， 地 区 的 主 要 环 境 问 题 从 工 业 污 染 转 变 为 农 业 水 土 流 失 。 农 民 在 地 里 施 的 肥 料 每 年 春 天 流 失 到 河 里 ， 使 得 藻 类 植 物 生 长 过 盛 。 而 这 些 植 物 将 会 排 除 大 量 腐 烂 的 有 机 物 ， 最 终 使 贝 壳 中 溶 解 的 氧 成 分 降 低 。 这 是 一 个 动 态 的 、 非 线 性 的 、 高 度 耦 合 的 、 跨 时 间 的 、 跨 空 间 的 以 及 多 学 科 交 叉 的 问 题 ，

36、 只 有 通 过 科 学 计 算 才 能 得 以 解 决 。 实 际 上 ， 研 究 者 需 要 通 过 与 其 他 化 学 、 物 理 以 及 生 物 领 域 研 究 者 和 远 程 仪 器 相 互 合 作 ， 将 各 种 领 域 中 得 到 的 数 据 进 行 整 合 。国 家 需 要 。 许 多 国 家 及 地 区 内 部 都 架 设 了 自 己 的 专 用 光 纤 ， 好 像 世 界 上 其 他 地 方 都 与 这 里 没 有 关 系 似 的 。 比 如 在 美 国 ， 一 些 州 自 行 安 装 了 “ ”光 纤 网 络 ， 而 并 没 有 考 虑 到 其 他 地 域 。 正 如 我

37、 们 之 前 所 分 析 的 ， 基 础 设 施 的 启 动 总 是 这 样 先 从 局 部 地 区 开 始 。 在 铁 路 诞 生 的 初 期 ， 也 是 有 各 种 规 格 的 铁 轨 。 而 当 铁 路 需 要 扩 展 到 其 他 地 方 时 ， 人 们 发 现 火 车 无 法 通 行 。 遍 布 整 个 加 州 的 系 统 中 的 研 究 者 之 间 可 以 通 过 实 验 性 高 速 光 纤 进 行 交 流 ， 这 是 因 为 他 们 的 研 究 所 都 连 接 在 上 。 然 而 ， 如果 他 们 想 和 全 国 其 他 地 区 的 研 究 者 通 过 网 络 合 作 呢 ？ 这

38、就 是 覆 盖 美 洲 大 陆 的 将 最 先 使 学 院 研 究 人 员 受 益 的 功 能 之 一 。世 界 需 要 。 自 然 ， 的 发 展 并 不 会 在 国 家 这 一 层 次 停 止 不 前 。 最 近 正 在 出 现 互 联 网 交 易 减 免 关 税 的 议 案 。 这 将 有 可 能 彻 底 改 变 未 来 几 十 年 的 世 界 贸 易 模 式 。 从 而 ， 信 息 网 格 与 安 全先 进 的 技 术 将 被 广 泛 引 入 国 际 化 。 一 些 项 目 专 门 长 期 从 事 于 对 跨 国 网 络 所 支 持 的 应 用 程 序 、 性 能 测 评 以 及 技

39、术 估 价 进 行 研 究 ， 而 如 这 样 的 组 织 正 在 协 议 和 软 件 的 级 别 上 对 此 进 行 支 持 。消 费 者 需 要 。 先 前 我 们 所 提 及 的 功 能 将 逐 渐 全 部 应 用 到 消 费 大 众 中 去 。 现 在 我 们 已 经 可 以 进 入 虚 拟 商 店 ， 点 击 商 品 并 获 取 其 相 关 信 息 。 不 久 的 将 来 人 们 将 可 以 通 过 点 击 “ ”并 通 过 视 频 流 来 获 得 一 个 可 能 在 遥 远 地 方 的 店 员 的 帮 助 。 目 前 对 于 个 性 化 服 务 （ ， 如 给 出 个 人 尺 寸

40、， 就 可 以 在 维 的 计 算 机 屏 幕 上 试 衣 服 ） 正 进 行 着 大 量 而 深 入 的 研 究 。 信 息 网 格当 谈 到 信 息 网 格 时 我 们 不 得 不 介 绍 一 下 网 格 计 算 。 网 格 计 算网 格 计 算 ： 广 义 上 讲 是 基 于 网 格 问 题 求 解 就 是 网 格 计 算 ； 狭 义 上 讲 是 将 分 布 的 计 算 机 组 织 起 来 协 同 解 决 复 杂 的 科 学 与 工 程 计 算 问 题 。 它 把 信 息 技 术 具 体 化 、 计 算 资 源 虚 拟 化 ， 并 把 所 有 通 过 联 网 的 计 算 资 源 都 按

41、共 享 原 则 参 与 进 来 ， 达 到 计 算 资 源 的 共 享 。 或 者 是 独 立 用 户 组 在 高 速 网 络 上 动 态 地 共 享 计 算 机 资 源 ， 以 满 足 不 断 变 化 的 计 算 需 求 。网 格 计 算 系 统 是 一 个 集 成 的 计 算 资 源 环 境 ， 或 者 说 是 一 个 计 算 资 源 池 ， 它 能 够 集 成 各 种 计 算 资 源 ， 将 这 些 计 算 资 源 转 化 为 可 靠 的 、 标 准 的 、 抽 象 的 计 算 能 力 。 网 格 计 算 系 统 给 最 终 使 用 者 提 供 的 是 与 地 理 位 置 无 关 、 与

42、 具 体 的 计 算 设 施 无 关 的 通 用 的 计 算 能 力 。组 成 网 格 计 算 系 统 的 计 算 资 源 不 仅 包 括 高 性 能 计 算 机 、 计 算 机 机 群 、 大 型 服 务 器 ， 而 且 包 括 贵 重 科 研 设 备 （ 电 子 显 微 镜 、 雷 达 阵 列 、 粒 子 加 速 器 和 天 文 望 远 镜 等 ） 、 大 型 通 信 设 备 、 可 视 化 设 备 ， 以 及 连 接 这 些 资 源 的 高 速 互 连 网 络 。如 果 您 把 因 特 网 看 做 通 信 网 络 ， 那 么 网 格 计 算 就 是 计 算 网 络 ： 用 于 共 用 资

43、 产 之 间 协 调 资 源 共 享 和 问 题 解 决 的 工 具 和 协 议 。 这 些 共 用 资 产 被 称 为 虚 拟 组 织 。 它 们 可 以 分 布 在 世界 各 地 ； 它 们 是 异 构 的 （ 有 些 是 ， 有 些 是 服 务 器 ， 也 许 有 些 是 大 型 机 和 超 级 计 算 机 ） ； 在 某 种 程 度 上 是 自 主 的 （ 网 格 可 能 访 问 不 同 组 织 的 资 源 ） ； 而 且 是 临 时 的 。请 考 虑 这 样 一 种 情 况 ： 大 多 数 部 门 都 被 强 迫 实 现 低 投 入 高 产 出 。 预 算 压 缩 了 ， 资 源 “

44、瘦 身 ”了 ， 并 且 不 是 缺 乏 有 技 术 的 人 力 资 源 ， 就 是 这 样 的 人 要 价 颇 高 。 更 为 糟 糕 的 是 ，大 多 数 公 司 管 理 者 都 知 道 他 们 有 极 为 丰 富 的 空 闲 计 算 能 力 。 业 界 众 所 周 知 的 是 ， 大 多 数 桌 面 机 器 仅 使 用 其 容 量 的 ， 大 多 数 服 务 器 最 多 只 不 过 使 用 。 于 是 ， 美 国 公 司 的 许 多 富 人 不 再 考 虑 购 买 更 多 的 设 备 来 完 成 工 作 ， 这 一 点 就 不 足 为 奇 了 。这 些 公 司 需 要 的 不 是 更 多 的 资 源 ， 而 是 更 有 效 地 使 用 现 有 的 资 源 。 它 们 需 要 一 种 方 法 来 将 所 有 这 些 空 闲 机 器 都 联 系 起 来 形 成 一 个 潜 在 的 资 源 池 ， 管 理 这 些 资 源 并 提 供 对 数 字 运 算