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    媒體將世界信息產業界2000年開始的這一波疲軟稱之為「互聯網泡沫破滅」。有人甚至指出，「信息經濟」、「知識經濟」這些所謂新經濟只是一種幻象。現在媒體的一個時髦名詞是「向傳統經濟回歸」。
 
    但是，在美國和歐洲，越來越多的計算機研究人員、越來越多的企業、甚至一些媒體和風險投資者，卻拒絕這種負面思維。他們認為：

    --目前的低迷實際上是計算機工業下一個黃金時代的起點。
    --計算機工業下一波大浪潮的主線，就是網格技術（Grid）。

　　 　　 　　 　　 　　 　　 互聯網涅

　　2001年9月10日，也就是「9.11事件」的前一天，美國《福布斯》雜誌的科技版《Forbes ASAP》發表了一組文章，預告了網格技術的普及。文章分析了計算機技術的發展歷史和近幾年的趨勢，並指出：信息技術的下一波大浪潮將在2004－2005年度出現。這個大浪潮將極大地改變我們的工作和生活。到2020年，由此產生的互聯網將成長為一個20萬億美元產值的大工業。這一波浪潮的本質特徵，就是萬維網昇華為網格（Great Global Grid）。

　　2000－2001年時段出現的互聯網泡沫破滅，在信息技術的發展史上也有類似情況多次產生過，並不是什麼稀罕的新現象。市場經濟有週期規律，信息技術市場也不例外，有低谷也有高峰。如果我們仔細觀察較長時間信息技術市場的發展，可以看出一些可能是規律性的發展模式。比如，根據世界半導體工業協會（SIA）發佈的半導體市場從1959年到1999年40年的歷史數據，以及對2000－2003年發展的預測，我們可以觀察到下述不斷重複的模式：

　　第一，40多年來，半導體工業經歷了多次起伏，但總的趨勢是年均增長率高達17%的快速成長。由於摩爾定律在2020年以前還會有效，我們沒有理由排除今後20年半導體工業繼續保持這種指數增長的可能性。
　　
　　第二，每隔幾年至十幾年，一種重要的信息技術將會產生。伴隨這種技術的普及，開始幾年會有大量的創業公司湧現，隨後90%以上的公司會迅速消亡。但剩下的公司會繼續推動這種技術，在隨後的20年裡將市場擴大100倍。這個現象讓人聯想起鳳凰涅的神話。

　　第三，就在市場陷入低谷，媒體紛紛斷言泡沫破滅，應該向傳統回歸的時候，科技人員卻不理會這些空談，踏踏實實地埋頭創造下一個重要的新技術，迎接下一個大浪潮。1970年，半導體工業遭遇了歷史上最嚴重的第一次大蕭條。同樣在1970年，互聯網的第一個原型投入了使用。1974年，半導體工業再遭重創，與此同時，科技人員發明了TCP/IP協議。1984年，處理器芯片市場的疲軟影響了半導體工業萎縮20%之多。但也就是在那個，科技人員卻發明了RISC和VLIW等重要的新型處理器技術。

　　現在，我們好像又到了這樣的一個歷史性轉折點。從主幹網到寬帶接入，從語言界面到智能終端設備，從電子商務到企業信息系統，從半導體芯片到服務器，人們已經儲備了大量的技術創新。更重要的，這些領域的發展趨勢都有一個共同的收斂點，它們都聚集到一個主線，那就是網格。根據這些歷史趨勢，《Forbes ASAP》推測，網格技術將在2004－2005年出現一個高峰，進而帶來互聯網的新生。如果網格技術促使市場按17%年增長率持續成長的話，在2020年將會產生一個年產值為20萬億美元的大工業。20萬億美元是美國今天GDP的兩倍，這是一個聳人聽聞的數字，這個預測可能太樂觀了。即使我們打95%的折扣，1萬億美元也不是一個小數字。但是我們不應忘記，在20年前，美國的GDP是2.7萬億美元，半導體工業只有120億美元左右。如果我們在1980年預言半導體市場到2000年會增長20多倍，達到2700億美元，即達到1980年美國GDP的10%，一樣很難讓人信服。事實上，半導體市場今天已達到2000億美元的規模。

　　 　　 　　 　　 　　 　　 什麼是網格？

　　簡單地講，網格是把整個互聯網整合成一台巨大的超級計算機，實現計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享。當然，我們也可以構造地區性的網格（如中關村科技園區網格）、企事業內部網格、局域網網格、甚至家庭網格和個人網格。網格的根本特徵並不一定是它的規模，而是資源共享，消除了資源孤島。

　　由於網格是一種新技術，它也就具有新技術的兩個特徵。第一，不同的群體用不同的名詞來稱謂它。第二，網格的精確含義和內容還沒有固定，而是在不斷變化。因此，我們不應該空談和爭論什麼是網格，而應該把精力集中到去解決下節所要講的網格的關鍵問題。為了幫助讀者瞭解網格概念和相關研究工作，下面列舉一些名詞並簡要解釋一下它們的側重點。


　　最「正統」的網格研究來源於美國聯邦政府過去十年來資助的高性能計算科研項目。這類研究使用的名詞就是「網格」（Grid）或「計算網格」。早些年間還使用了另一個名詞，即「元計算」（Metacomputing）。這類研究的目標是將跨地域的多台高性能計算機、大型數據庫、貴重科研設備、通信設備、可視化設備和各種傳感器等等，整合成一個巨大的超級計算機系統，支持科學計算和科學研究。這方面的代表性研究工作包括美國國家科學基金會資助的NPACI、國家技術網格（NTG）、分佈萬億次級計算設施（DTF），美國宇航總署的IDG，美國能源部的ASCI Grid，以及歐盟的Data Grid，等等。

　　也有一些人把網格看成是未來互聯網技術。中國科學院計算所所長李國傑院士認為，網格實際上是繼傳統互聯網、Web之後的第三個大浪潮，可以稱之為第三代互聯網應用。簡單地講，傳統互聯網實現了計算機硬件的連通，Web實現了網頁的連通，而網格試圖實現互聯網上所有資源的全面連通，包括計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源等等。

　　還有一類研究的側重點是智能信息處理，它與網格研究的共同點是如何消除信息孤島和知識孤島，實現信息資源和知識資源的智能共享。這方面研究常見的名詞包括語義網（Semantic Web）、知識管理（Knowledge Management）、知識本體（Ontology）、智能主體（Agents）、信息網格、知識網格、一體化智能信息平台等等。

　　企業界用的名字就更多了，包括內容分發（Contents Delivery）、服務分發（Service Delivery）、電子服務（e-service）、實時企業計算（Real-Time Enterprise Computing，簡稱RTEC）、分佈式計算、Per-to-Peer Computing（簡稱P2P）、萬維網服務（Web Services）等等。這些名詞所代表的技術有一個共同點，即將互聯網上的資源整合成一台超級服務器，有效地提供內容服務、計算服務、存儲服務、交易服務等等。另一個共同點是這些技術會盡量利用現有的Internet/Web技術，以便早出產品。當然這些技術也各有小的區別。比如，P2P強調打破
Client/Server或Browser/Server的主從模式，用對等模式（或無服務器模式）實現超級服務器的功能。RTEC則強調對企業級在線事務處理的實時支持。

　　企業界的網格相關研究開發工作中，最重要的就是萬維網服務（Web Services）。這是因為不僅創業小公司，而且像IBM這樣的大牌公司也在加緊開發萬維網服務產品。這些公司已經就幾個底層標準協議達成了共識，包括XML、SOAP、WSDL、UDDI等。萬維網服務不是純研究，而主要是產品開發，因此可望在2002－2003年度在市場上開始普及。真正的網格研究會盡量使用Internet/Web技術，但不排除突破Web的限制。

　　　　　　　　　　　　網格的關鍵技術問題

　　網格的核心觀念是一句老話，即「網絡就是計算機」，這個網絡可以大到整個互聯網，小到一個家庭網。幾年前，當一些國外公司和媒體大炒特炒「網絡就是計算機」這類缺乏內容的虛概念的時候，科研人員卻在踏踏實實地研究網格的關鍵技術問題：

--如果整個互聯網就是一台計算機的話，那麼什麼是它的硬件？什麼是它的處理器、它的存儲器、它的外部設備？它應該採用什麼樣的體系結構？

--什麼是網格這台計算機的操作系統？什麼是它的進程和線程？什麼是它的地址空間？如何管理它的資源？

--什麼是網格的編程環境和使用環境？什麼是網格的用戶界面？什麼是網格的程序設計語言？

--什麼是網格的應用？它們有什麼樣的模式和特徵？

--從用戶的角度看，網格與當前的互聯網/Web有什麼不同？它能提供什麼樣的獨特益處？
　　
　　我們可以對比眾所周知的微機，來瞭解網格研究內容（見圖2）。一台微機系統可以分成四個層次，即硬件、操作系統、界面和應用四層。第二和第三層又常常合稱為系統軟件。網格也有這四層。《Forbes ASAP》雜誌指出，微軟的動向特別值得注意，因為它的.Net戰略，本質上是想主導和佔領網格操作系統和市場；而微軟參與提出的XML和SOAP等標準協議，又可能成為網格界面的基礎。據悉，除了.Net以外，微軟內部正在開發全面支持網格的下一代視窗操作系統，計劃在2005年完成。



　　中科院計算機的網格研究工作統稱為「織女星網格」（Vega Grid）。計算所六個研究室中四個研究室的研究人員參與了織女室網格的工作。

　　 在網格硬件層面，計算所的主要工作是研究下一代曙光高性能計算機，它們將是面向網格的超級服務器。

　　在網格系統軟件層面，計算所正在研究開發一個名為GPC的網格計算協議棧（Grid Computing Protocol Stack），以及有效支持GCP的織女星網格操作系統（Vega GOS）。
在網格應用層面，計算所主要開展了信息網格和知識網格的研究工作，科學計算類的應用網格研究則由合作夥伴完成。

　　與國內外其它網格研究項目相比，織女星網格（Vega Grid）的最大特點是「服務網格」（Service Grid）的概念。服務網格有三個要點：（1）它是一種通用網格，不只是支持科學計算，還支持其它服務，包括通信服務、數據服務、信息服務、計算服務、交易服務等等。（2）服務是基本的應用模式。即，客戶端向網絡發出服務請示，網格完成服務，並將結果通知客戶端。（3）網格的主要評價標準不單純是計算速度等傳統指標，而是類似「服務等級協議」（Service Level Agreement）這樣的一套用戶滿意度、或服務質量評價標準。與傳統互聯網相比，織女星網格試圖用戶提供下列好處：

1. 高性能。網格具有更強大的資源，並能更有效地使用這些資源。
2. 單一映像，用戶看到一個網格整體。所有服務請求向網格發出，而不是某個網站或某台服務器。
3. 一體化。假如我們撇開安全性和權限限制考慮，那麼網格中的所有資源都聯成了一個整體，實現了全面的資源共享和協同工作。
4. 自動化。網格支持信息和知識的自動生產。

　　　　　　　　　　　　　　我們準備好了嗎？

　　最近三年來，美國的網格研究工作迅速升溫，僅美國國家科學基金會就已投入5億美元支持網格研究。但是，《Forbes ASAP》雜誌認為美國朝野並沒有準備好迎接網格浪潮。創造一個20萬億美元的大工業，絕對需要大投入，既包括科研投入和物質基礎設施的投入，也包括生態環境、政府環境、法律和體制、教育等等社會資本的投入。而美國對這些資本的投入是不足的。《Forbes ASAP》的文章最後對美國社會提出了警告：「下一代互聯網正在到來，但我們沒有準備好，如果我們不能很快做好準備的話，我們可能就不得不等到2015年或2020年，去訪問德國的法蘭克福或者中國的上海，去看到我們失去的機會」。

　　那我們中國準備好了嗎？互聯網的前兩次浪潮，中國都沒有參與世界上核心技術的創新工作。我國的計算機產業，在總體上落後於西方國家，一個重要原因是「文化大革命」使我們錯過了參與發明互聯網的前兩個浪潮。目前，國際科技界正在醞釀著第三次浪潮，即網格（Grid）。根據Internet和Web發展的歷史，網格的重要技術標準將在2004-2005時段出現。這個技術將主導2004-2020年的信息技術領域發展趨勢。現在正是一個十年、二十年也難逢的歷史性機遇。


　　互聯網發展至今已經32年了，出現了3180個技術標準文檔（RFC）。我國科技界僅參與了一個技術標準文檔的制定。那就是1996年3月（互聯網第一個標準發明27年後，TCP/IP協議發明22年後）胡道元教授牽頭制定的中文字符編碼標準（RFC 1922）。萬維網（Web）發展至今也近12年了，出現了46個技術標準，我國科技界參與制定的技術標準一個也沒有。

　　我們不希望歷史重演。我們不希望看到，在2005年、2010年的時候，國際科技界制定的網格技術標準中，還是沒有我國科技界的參與。2001年到2005年，正是中國第十個五年計劃之際，也將是網格這波大浪潮誕生之日。這是中國的一個絕好機會，也是計算機工作者一生可能也就遇到一次的黃金時代。讓我們加入到世界同行的隊伍中，一起創造網格。

作者簡介：

　　徐志偉，1956年生於四川。1982年在成都電訊工程學院獲計算機專業學士學位，1984年在美國普度大學獲計算機工程專業碩士學位，1987年在美國南加州大學獲計算機工程專業博士學位。現任中國科學院計算技術研究所研究員、博士生導師、副所長，智能信息處理開放實驗室主任；《計算機研究與發展》雜誌主編；IEEE Computer Society出版理事會理事，IEEE Computer Society北京中心主任；中國計算機學會理事、國際聯絡工委主任。