2.超級(jí)計(jì)算與云計(jì)算的不同點(diǎn)

可以看出，網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算有相似之處，特別是計(jì)算的并行與合作的特點(diǎn)。但他們之間的區(qū)別也是明顯的。主要有以下幾點(diǎn)：

網(wǎng)格計(jì)算的思路是聚合分布資源、支持虛擬組織、提供高層次的服務(wù)，例如分布協(xié)同科學(xué)研究等。而云計(jì)算的資源相對(duì)集中，主要以數(shù)據(jù)中心的形式提供底層資源的使用，并不強(qiáng)調(diào)虛擬組織（VO）的概念；

網(wǎng)格計(jì)算的初衷是用聚合資源來(lái)支持挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，因?yàn)楦咝阅苡?jì)算的資源不夠用，需要把分散的資源聚合起來(lái)。2004年以后，適應(yīng)普遍的信息化應(yīng)用被逐漸強(qiáng)調(diào)。而云計(jì)算從一開(kāi)始就支持廣泛企業(yè)計(jì)算、WEB應(yīng)用，普適性更強(qiáng)；

在對(duì)待異構(gòu)性方面，二者的理念有所不同。網(wǎng)格計(jì)算用中間件屏蔽異構(gòu)系統(tǒng)，力圖使用戶面向同樣的環(huán)境，把處理異構(gòu)部件的困難留給中間件來(lái)完成。而云計(jì)算實(shí)際上承認(rèn)異構(gòu)，用鏡像執(zhí)行，或者提供服務(wù)的機(jī)制來(lái)解決異構(gòu)性問(wèn)題。當(dāng)然不同的云計(jì)算系統(tǒng)會(huì)存在差別，如Google一般用自己內(nèi)部的專用平臺(tái)來(lái)支持。

總之，云計(jì)算是以相對(duì)集中的資源，運(yùn)行分散的應(yīng)用（大量分散的應(yīng)用在若干大的中心執(zhí)行）；而網(wǎng)格計(jì)算則是聚合分散的資源，支持大型集中式應(yīng)用（一個(gè)大的應(yīng)用分到多處執(zhí)行）。但從根本上來(lái)說(shuō)，從應(yīng)對(duì)Internet應(yīng)用的特征來(lái)說(shuō)，他們是一致的：為了完成在Internet情況下支持應(yīng)用、解決異構(gòu)性、資源共享等問(wèn)題。

超級(jí)計(jì)算的分類

隨著超級(jí)計(jì)算的不斷發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了新的應(yīng)用。新應(yīng)用在豐富了傳統(tǒng)的網(wǎng)格計(jì)算種類的同時(shí)，也給網(wǎng)格計(jì)算帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。從網(wǎng)絡(luò)的角度，將超級(jí)計(jì)算分為三大類：并行信息處理、分布式I/O處理和并行文件處理。

1.并行信息處理

并行信息處理指的是在所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)并行執(zhí)行應(yīng)用，主節(jié)點(diǎn)管理各計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入處理，節(jié)點(diǎn)之間信息高速交互，通過(guò)"等-停"機(jī)制保證信息交互時(shí)序的正確性。通常是在追求最高計(jì)算性能的定制計(jì)算環(huán)境。這類應(yīng)用就是通常所說(shuō)的科學(xué)計(jì)算，包括：氣候模型，材料科學(xué)，生物系統(tǒng)模型，核模擬和人工智能等等。

這類應(yīng)用的共同特點(diǎn)是對(duì)信息交互時(shí)延極敏感。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求是高帶寬、低時(shí)延（Top500高端計(jì)算應(yīng)用IPC時(shí)延<10us）。

2.分布式I/O處理

分布式I/O處理指的是客戶端請(qǐng)求通過(guò)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送到所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行并行處理，各節(jié)點(diǎn)的結(jié)果直接返回主節(jié)點(diǎn)，由主節(jié)點(diǎn)響應(yīng)給客戶端。時(shí)延要求不苛刻，但是所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)以最快速度響應(yīng)主節(jié)點(diǎn)，使得主節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)位置短時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大突發(fā)流量。這類計(jì)算的典型應(yīng)用就是網(wǎng)站搜索引擎。有信息顯示：Google 每天需要提供1.5億次查詢服務(wù)，平均每毫秒發(fā)生1.736次查詢。舉例來(lái)說(shuō)，搜索"高性能計(jì)算"，得到3，250，000結(jié)果，用時(shí)0.20秒(第二次再搜0.05秒)。

這類應(yīng)用的共同特點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包敏感。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求是高帶寬、不丟包。對(duì)設(shè)備帶寬、包緩存大小及分配方式有要求，與應(yīng)用的具體規(guī)模（服務(wù)器數(shù)量等) 相關(guān)。

3.并行文件處理

并行文件處理指的是將龐大的源數(shù)據(jù)文件通過(guò)主節(jié)點(diǎn)分割成多個(gè)小文件后，分發(fā)到各計(jì)算節(jié)點(diǎn)并行處理，處理完畢后返回主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行文件組裝。這類計(jì)算的典型應(yīng)用就是動(dòng)漫渲染和影視動(dòng)畫制作。將影視文件有機(jī)分割，分發(fā)到集群內(nèi)相應(yīng)服務(wù)器進(jìn)行渲染等工作，各部分完成后返回組合成新的文件。

這類應(yīng)用的特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)之間信息交互少，但都是以大文件的形式完成。網(wǎng)絡(luò)流量很大，且存在很強(qiáng)的并發(fā)性。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求是高帶寬互聯(lián)。

超級(jí)計(jì)算中心網(wǎng)絡(luò)安全解決方案

1.超級(jí)計(jì)算在云計(jì)算中的部署方案

超級(jí)計(jì)算可以作為云計(jì)算的一種業(yè)務(wù)對(duì)Internet用戶提供便捷的服務(wù)。從這個(gè)角度來(lái)看，超算中心可以作為云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的一個(gè)部分。但是超級(jí)計(jì)算與云計(jì)算仍有較大區(qū)別，因此需要看作是特殊的云計(jì)算服務(wù)。超級(jí)計(jì)算作為"聚合"業(yè)務(wù)，是一種特殊的服務(wù)器集群應(yīng)用。這種應(yīng)用要求服務(wù)器自成系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在：

集群系統(tǒng)不能出現(xiàn)異構(gòu)現(xiàn)象；

集群內(nèi)部的通信服務(wù)質(zhì)量要求非常高，因此不能與其他業(yè)務(wù)共享業(yè)務(wù)通道；

集群系統(tǒng)的安全級(jí)別很高，從接入?yún)^(qū)開(kāi)始一直到超算區(qū)，要求與其他系統(tǒng)保持物理或邏輯隔離；

集群節(jié)點(diǎn)的計(jì)算性能要求較高，一般不會(huì)出現(xiàn)虛擬機(jī)。因此，集群內(nèi)部的通信流量并不會(huì)很大。

綜合各種需求，可以將超級(jí)計(jì)算中心和云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，進(jìn)而對(duì)外提供統(tǒng)一的解決方案。如圖1所示，將超級(jí)計(jì)算服務(wù)作為云計(jì)算一個(gè)獨(dú)立的區(qū)，保證超級(jí)計(jì)算端到端的安全隔離，并在超級(jí)計(jì)算區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一交換架構(gòu)。該方案重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)性能、安全、可靠和易用性設(shè)計(jì)。