Не секрет, что вычислительные ресурсы предприятий и офисов используются с малой загрузкой. Например, персональные компьютеры и рабочие станции простаивают значительную часть времени. С другой стороны, имеется ряд особо сложных задач, решение которых на отдельном компьютере практически невозможно из-за чрезмерно большого времени решения. Для рационального использования сетевых ресурсов и для их концентрации для решения сложных задач предназначены GRID-технологии (GRID-вычисления). При этом под ресурсами понимаются вычислительные мощности, определяемые производительностью компьютеров, объемы памяти и сетевые средства.
GRID-технологии — это технологии распределенных вычислений, имеющие целью рациональную загрузку ресурсов и/или совместное использование распределенных ресурсов вычислительных сетей для реализации сложных ресурсоемких приложений.
GRID-технологии можно трактовать как способы создания сверхмощных виртуальных суперкомпьютеров, которые могут превосходить реальные суперкомпьютеры по показателям производительности, масштабируемости, доступности при существенно меньших затратах средств.
Создание GRID-систем подразумевает прежде всего стандартизацию в области учета и доступа к ресурсам, обеспечения требуемого качества и безопасности обслуживания. Далее требуется разработка соответствующих инструментальных средств.
К началу 2003 г. развитие GRID-технологий прогнозировалось на базе высокоскоростных сетей (не ниже 1 Гбит/с), ОС Linux, интеграции Web-служб (протокол SOAP). В это время началась разработка совокупности протоколов OGSA (Open Grid Service Architecture) под эгидой организации Grid Forum. В марте 2004 г. была выпущена первая версия стандарта (OGSA 1.0). В OGSI 1.0 определяется набор принципов и расширений для использования WSDL и XML Schema при организации Web-сервисов. Наиболее популярным программным обеспечением стал инструментарий Globus Toolkit, основанный на использовании Web-служб.
В настояще время (к началу 2008 г.) прдолжается развитие стандартов OGSA организациями Global Grid Forum и Globus Project, объединяющими ряд научных учреждений, занятых развитием гетерогенных сетей. Стандарт OGSA предусматривает интеграцию поддержки языка XML и будущих стандартов Web-сервисов, их встраивание в Grid-системы. Группа Globus Project выпустила предварительную версию инструментального набора Globus Toolkit 3.0, поддерживающего OGSA.
Ведутся работы и по развитию альтернативной спецификации WSRF (WS-Resource Framework) Этот документ состоит из набора спецификаций для выражения связи между ресурсами, обладающими состояниями, и Web-сервисами. В спецификациях определяются конкретные форматы сообщений и связанные определения на XML. В WSRF предусмотрены спецификации WS-Resource Lifetime (определяются способы управления жизненным циклом ресурса и специфицируются Web-сервисы для ликвидации ресурса); WS-Resource Properties (определяются способы запрашивания и модификации ресурсов, описываемых XML-документами Resource Property); WS-ServiceGroup (определяются способы представления и управления коллекциями Web-сервисов и/или WS-ресурсами); WS-BaseFaults (определяется базовый XML-тип, используемый при обмене сообщениями в Web-сервисах для информирования о сбоях) и др.
Однако одного наличия стандартов недостаточно для развития технологии, необходимо, чтобы они обрели поддержку индустрии. Необходимо дополнить стандартные протоколы всевозможными вспомогательными средствами: защитой данных и коммуникаций, мощными механизмами аутентификации, универсальными форматами данных (например, XML), методами управления распределением ресурсов, учета потребления ресурсов пользователями и приложениями, обработки отказов и распределенного администрирования.
В OGSA выделяют несколько иерархических уровней. На нижнем уровне, называемом адаптацией ресурсов, производится управление пакетной обработкой на конкретном ресурсе, обеспечивается унифицированное представление ресурсов в виде совокупности абстрактных типов и операций. На следующем уровне — уровне связи — с помощью известных протоколов Internet выполняется передача (маршрутизация) сообщений с обеспечением безопасности и нужного качества обслуживания (QoS — Quality of Service). К функциям уровня доступа к ресурсам относится сбор сведений о состоянии ресурсов. Эти функции выполняют служба GRIP (Grid Resource Information Protocol) мониторинга за состоянием ресурсов и служба GRRP (Grid Resource Registration Protocol), периодически передающая сведения, собираемые с помощью GRIP, серверу GIIS (Grid Index Information Server). Наконец, на уровне кооперации данные, имеющиеся в сервере GIIP, используются для выбора ресурсов для конкретных заданий. На этом уровне используются брокеры, определяющие свободные ресурсы, и диспетчеры, распределяющие задания между ресурсами. Одновременно ведется учет использования ресурсов для начисления платы за предоставляемые услуги.