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1、Internet技术课件,河南科技大学 计算机系 李冠峰20032008,Internet技术,Internet技术课程范围和教学说明章节：6、7、8、9内容：教材内容之外的实用软件演示比较多理论内容减少，更贴近应用，实验更丰富教学更直观要求：注重动手能力，注重实验效果,第6章 应用层,补充：Internet接入方式、网格6.1 域名系统 DNS6.2 文件传送协议 FTP6.3 远程终端协议 Telnet6.4 万维网 WWW6.5 电子邮件；新闻组、网上联络、网上会议6.6 引导程序协议BOOTP与DHCP6.7 简单网络管理协议 SNMP6.8 应用进程跨越网络的通信,补充：Intern
2、et接入方式,ISP电信（网通）、联通、铁通、教育网（CERNET）其它租用电信网线路的ISP联通CDMA、移动GPRS其它ISP（地面微波、卫星方式）入网方式ModemISDN、DDNADSL通过局域网（网关、代理服务器、连接共享）拨号方式动态获取IP地址,补充：Internet接入方式,常见的Internet接入方式小型局域网与Internet的连接大型局域网与Internet的连接,常见的Internet接入方式,Internet接入方式专线接入基本上是24小时全天候与Internet相连需要专用的接入设备，投资较大适用于单位用户拨号接入费用较低适用于个人用户,常见的Internet接入
3、方式,几种常用的Internet接入方式之比较,小型局域网与Internet的连接,代理服务器（Proxy）的作用地址转换（NAT）转发内部的访问请求缓存Web页面DHCP服务器（Option）,代理服务器（Proxy）的配置要求至少具有一块网卡，与内部网络相连至少具备一种与Internet连接的方式安装并配置代理软件,代理软件Microsoft ISA Server（Internet Security Accelerator）WinGateWinRouteCCProxy,也可以使用专用的硬件设备取代代理服务器外型酷似HUB具有一个连接Internet接入设备的以太网端口具有若干个连接内部局域
4、网的以太网端口,大型局域网与Internet的连接,大型局域网与Internet的连接,多层交换机连接路由器、各桌面交换机、各服务器负责局域网内部各子网之间的路由路由器负责局域网与广域网之间的连接和路由提供远程计算机通过拨号接入局域网，借此访问局域网和Internet,CERNET豫西地区拓扑图,校内网络拓扑图,补充：网格,移动电话的3G不是网格：1G（1995）：模拟制式语音通话（只能进行语音通话）2G（1996）：GSM 蜂窝移动通讯（Global System for Mobile Communications），增加了接收数据（如电子邮件或网页）的功能2.5G：GPRS（General
5、 Packet Radio Service，由GSM发展出来）、窄带CDMA（150K）、EDGE（30K，新）EDGE：提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地 利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。服务商提供的速度在30Kbps左右。3G：the 3rd Generation 第三代移动通讯，主要是速度上的提升，主要技术为WCDMA（宽带CDMA）等，带宽至少要支持视频电话。,补充：网格,引子：用户下载一个小软件后，在计算机处于屏幕保护状态时，可以利用计算机的闲置能力进行某些计算应用。而在全球互联网
6、范围内，网格则可以把许多闲散的计算机能力整合起来进行一些大规模计算，比如天文学上的计算。为什么网格？计算机的性能已经提高了80亿倍但应用的需求增长得更快人们建造越来越大的超级计算机但超级计算机造起来很麻烦集群计算机很容易造但它的规模也不能无限扩张P2P计算解决了规模问题但大多数问题割不成P2P喜欢的样子网格虚拟出空前的超级计算机成为下一代Internet的发展方向,提纲,为什么网格？网格概念标准化趋势技术融合趋势大型化趋势与网格现状,CAD/CAM,各种计算对高性能的需求,生命科学,数字生物学,网格可提供药品开发人员所需的计算能力，用以研究药物和蛋白质分子的形态与运动。,用网格计算进行复杂的仿
7、真与设计。,娱乐产业利用网格进行特殊效果设计。,遥感 天文学,天气预报大气海洋模拟,数字相对论,航空航天,军事,NEC Earth Simulator,5104 processors,40 TFlop/s peak,10 TB memory.说明：1T=1024G1P=1024T,4 tennis courts,3 floors,AlphaServerSC ES45/1 GHz,3,000 processors,6TFlop/speak,3TB memory,ASCI White,8192 processors,12.3 TFlop/s peak,6 TB memory.,two hundre
8、d cabinets,two basket ball courts,集群技术出现,Very HP Microprocessors workstation performance=yesterday supercomputersHigh speed communicationComm.between cluster nodes=between processors in an SMP.Tools for parallel/distributed computing,集群计算条件成熟,Benefits of Clustering,Easy to buildHigh Performance(HP)H
9、igh Availability(HA)Scalability（可扩充性）Cheap,Cluster Computer Architecture,1980s Computer Food Chain,Mainframe（大型机）,Vector Supercomputer,Mini Computer,Workstation,PC,Mainframe,Vector Supercomputer（向量超级计算机，将许多计算部件放在一个CPU内使得一个时钟周期内做更多计算）,MPP（大规模并行处理系统，并行地使用尽可能多的CPU）,Workstation,PC,1990s Computer Food Ch
10、ain,Mini Computer,(hitting wall soon),(future is bleak),Computer Food Chain(Now and Future),Cluster,结论：各种计算对高性能的需求,计算机的性能已经提高了80亿倍，但应用的需求增长得更快；人们建造越来越大的超级计算机，但超级计算机造起来很麻烦；集群计算机很容易造，但它的规模也不能无限扩张；所以以往的大型机和多处理器系统甚至集群都不能无限扩充，而网格虚拟出空前的超级计算机成为下一代Internet的发展方向,网格概念,借鉴电网概念用户在使用网格解决问题时，无需考虑得到的服务来自于什么位置，由何种计算
11、机设施提供耦合各种资源的基础结构计算机 软件 数据库（例如,人类基因库、气象等海量数据）各种仪器（例如,射电望远镜）人（物理学家、数学家、计算机专家）跨越局域网/广域网边界 企业,组织,Internet统一集成的单一资源,网格概念,GGG：Great Global Grid网格的目的把整个因特网整合为一台巨大的超级计算机实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。网格的称谓，具有新技术的两个特征：不同的研究侧重点不同，对它的称谓也不同网格的精确含义和内容还没有固定，而是在不断变化,网格概念,网格概念,最“正统”的网格研究来源于美国联邦政府过去10年来资助的高性能计
12、算项目。这类研究使用的名词就是“网格”（Grid）或“计算网格”。这类研究的目标是将跨地域的多台高性能计算机、大型数据库、贵重科研设备（电子显微镜、雷达阵列、粒子加速器、天文望远镜等）、通信设备、可视化设备和各种传感器整合成一个巨大的超级计算机系统，支持科学计算和科学研究。这方面的代表性研究工作包括美国国家科学基金会资助的NPACI、“国家技术网格”（NTG）、分布万亿次级计算设施（DTF）、美国宇航总署的IDG、美国能源部的ASCI Grid以及欧盟的Data Grid等。,网格概念,也有人把网格看成是未来的互联网技术。国外媒体常用“下一代Internet”、“Internet2”、“下一代
13、Web”等词语来称呼与网格相关的技术。要注意的是，“下一代Internet”（NGI）和“Internet2”又是美国的两个具体科研项目的名字，它们与网格研究目标相交，但研究内容和重点有很大不同。中国科学院计算所所长李国杰院士认为，网格实际上是继传统因特网、Web之后的第三个大浪潮，可以称之为第三代因特网。简单地讲，传统因特网实现了计算机硬件的连通，Web实现了网页的连通，而网格试图实现互联网上所有资源的全面连通，包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。,网格概念,还有一类研究的侧重点是智能信息处理。企业界用的名字就更多了，包括内容分发（Contents Delive
14、ry）、服务分发（Service Delivery）、电子服务（e-service）、实时企业计算（Real-Time Enterprise Computing，简称RTEC）、分布式计算、Peer-to-Peer Computing（简称P2P）、Web服务（Web Services）等。这些名词所代表的技术有一个共同点，即将因特网上的资源整合成一台超级服务器，有效地提供内容服务、计算服务、存储服务、交易服务等。另一个共同点是这些技术会尽量利用现有的Internet/Web技术，以便早出产品。,网格概念,在企业界对网格的相关研究开发工作中，最看中、最重要的就是Web服务产品。一些大牌公司已经
15、就几个底层标准协议达成了共识，包括XML（可扩展标记语言）、SOAP（简单对象访问协议）、WSDL（Web 服务描述语言）、UDDI（统一描述、发现和集成）等。对企业来说，Web服务不是纯研究，而主要是产品开发。,标准化趋势,就像Internet 需要依赖TCP/IP 协议一样，网格也需要依赖标准协议才能共享和互通。目前，包括全球网格论坛GGF(Global Grid Forum)、对象管理组织OMG(Object Management Group)、寰球网联盟W3C(World Wide Web Consortium)以及Globus 项目组在内的诸多团体都试图争夺网格标准的制定权。Glob
16、us 项目组的Globus Toolkit（开放源码的网格基础平台）已经成为事实上的网格标准。IBM和微软等公司都公开宣布支持Globus Toolkit，目前大多数网格项目都是基于Globus Tookit 所提供供的协议及服务建设的。,标准化趋势,2002 年2 月，在加拿大多伦多市召开的全球网格论坛GGF 会议上，Globus 项目组和IBM 共同倡议了一个全新的网格标准OGSA。OGSA 叫做开放网格服务体系(Open Grid Services Architecture)OGSA把Globus 标准与以商用为主的Web Services 的标准结合起来，网格服务统一以Services
17、 的方式对外界提供。,技术融合趋势,90 年代末，各公司分布式计算技术和产品的混乱局面终于有望结束，因为此时基于XML 的Web Services 技术开始大行其道。Web Services 之所以能够迅速走红，是因为它在各种异构平台之上构筑了一层通用的、与平台无关的信息和服务交换设施，从而屏蔽了互联网中千差万别的差异，使信息和服务畅通无阻地在计算机之间流动。Web Services 得到了各大公司的支持，解决方案精彩纷呈，包括：IBM 的WebSphere、微软的.Net、SUN 的SunOne、Oracle 的Oracle9i、惠普的eSpeak，等等。,技术融合趋势,Globus 项目组
18、看到了Web Services 的巨大潜力，在2002 年迅速将Globus Toolkit的开发转向了Web Services 平台，试图用OGSA 在网格世界一统天下。基于OGSA 之后，网格的一切对外功能都以网格服务(Grid Service)来体现，并借助一些现成的、与平台无关的技术，如XML、SOAP、WSDL、UDDI、WSFL、WSEL 等，来实现这些服务的描述、查找、访问和信息传输等功能。这样，一切平台及所使用技术的异构性都被屏蔽。用户访问网格服务时，根本就无需关心该服务是CORBA 提供的，还是.Net 提供的。,大型化趋势与网格现状,面对即将到来的第三代互联网应用，很多发达国家都投入了大量研究资金，希望能抓住机遇，掌握未来的命运。美国的“全球信息网格”和英国的“国家网格”等IBM公司正与美国能源部国家能源研究科学计算中心(NERSC)一道组建“科学网格”，把无数计算机连成共享的虚拟超级计算系统。科学网格现有两个系统是NERSC和由IBM设计的Unix系统包含3328个处理器，根据超级计算机500强名单，这是世界上处理能力名列第三的超级计算机，空间为1.3 PB的存储系统以及较小新型Intel系统（包含160个处理器）,网格现状 国内情况,国家网格05年底开始运行（8个节点）,作业,上网查询国外网格最新研究进展和最新应用情况我国的情况,
