网格技术：互联网竞争的核心 陈 颖 健 2003-08-07
2001年“9·11”事件的前一天，美国《福布斯》杂志的科技版发表了一组
文章，预测信息技术的下一波大浪潮将在2004—2005年度出现。这一波浪潮的标
志就是万维网（World wide web，www）升级为网格（Great Global
Grid,GGG）。到2020年，由此产生的互联网将成长为一个20万亿美元产值的大产
业。
网格（Grid）是近年来国际上兴起的一种重要信息技术，它是高性能计算
机、数据源、互联网三种技术的有机组合和发展。综观近代科技发展史，从蒸汽
机、发电机、电话到计算机，每一次根本性的变革总是伴随着依赖相关产品而形
成的网格。例如，电的发明惟有经过电网的架设，才能照亮千家万户（电力网
格）；汽车等交通工具的发明只有经过公路、铁路等交通网的全面建设，才能投
入使用（交通网格）。而当互联网上所有的资源实现全面连通时，也会像电力
网、电话网和交通网一样实现资源共享，并形成高效应用的网格化的基础，从而
给人们的生产、生活方式带来巨大变革。
网格的概念和实质
网格是一种新兴的技术，正处在不断发展和变化之中，目前尚无精确的定义
和内容定位。简单地说，网格是一种信息社会的网络基础设施，可实现互联网上
所有资源（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）的互联互通，消除信息孤岛和资源孤岛，实现网络虚拟环境上的资源共享
和协同工作，使人们的工作和生活变得更方便。美国计算网格项目的领导人福斯
特1998年在他主编的《网格：21世纪信息技术基础设施的蓝图》一书中说：“网
格是构筑在互联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、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、功能和交互性服务。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能
服务，而网格功能则更多更强，能让人们透明地使用计算、存储等其他资
源。”
网格概念的核心是“资源”以及对“资源的使用”，这里的“资源”包括计
算机、数据库、仪器设备、信息服务等极其广泛的内容。网格概念的实质，就是
打破传统的强加在“资源”上的种种限制，为用户提供一种前所未有的“高级服
务”。所谓打破对资源的限制，包括几方面的含义：⑴资源的网格化，即将资源
从特定的地理位置的束缚中解放出来，使得该资源可以通过网格输送到任何角
落，达到网格资源完全与地理位置无关的目的；⑵网格资源的协调，即对任何网
格资源，在一定的规则和管理下，都可以实现相互协作，破除不同资源之间在广
泛共享与协作方面的障碍；⑶网格资源的融合，即打破原来加在资源能力和资源
类型方面的限制。因此，网格系统提供的资源，是可以进行任意动态组合的资
源。
网格技术的特点和应用
网格技术出现于20世纪90年代，它利用高速互联网把分布于不同地理位置的
计算机、数据库、存储器、软件等资源连成整体，就像一台超级计算机一样为用
户提供一体化信息服务，“整个互联网就是一台计算机”。网格技术的特点是：
⑴能够提供全面的资源共享，消除信息孤岛，实现应用程序的互连互通。网格与
计算机网络不同，计算机网络实现的是一种硬件的连通，而网格能实现应用层面
的连通。⑵网格是协同工作的，很多网格结点可以共同处理一个项目。⑶采用国
际标准。标准化可以使接入设备像电话一样容易使用，同时有利于整合现有资
源，也易于维护和升级换代。⑷可以提供动态服务，能够适应变化。在关键性技
术方面，网格技术包括四方面的内容：网格结点、宽带网络系统、资源管理和任
务调动工具以及应用层的可视化工具。
网格技术开始时应用于科学研究领域的海量数据高性能计算方面，随着这一
技术的成长和现实的需要，能源、交通、环保、旅游等许多行业，电子政务、电
子商务、企业信息化等诸多领域，都对网格提出了需求，显示出网格广阔的商业
应用前景。比如，你外出旅游前需要做许多准备工作，包括确定交通方式、景点
选择、天气状况、日程安排、住宿条件等。在万维网的条件下，你必须登陆不同
的网页一步步实现相关项目。而利用网格，你打开自己的智能终端、提出需求，
所有信息和计划就会立刻呈现在眼前，一站式服务几乎可以解决所有难题，只需
交付足够的服务费用即可。
国内外网格技术的现状
目前，网格研究以美国和欧洲为首。美国政府用于网格技术的基础研究经费
已达5亿美元。美国军方正规划实施一个宏大的网格计划“全球信息网格”，预
计在2020年完成。作为该计划的一部分，美国海军陆战队已启动了一个耗资160
亿美元、历时8年的项目，包括系统的研制、建设、维护和升级。美国的Tera
Grid是目前全世界最快的网格体系，拥有每秒13.6万亿次的浮点计算能力。
英国政府已投资１亿英镑，用于研制“英国国家网格”。它将英国８所主要
大学的超级电脑利用网格技术和高速宽带连接起来，并计划将这一系统面向企业
用户开放。
与网格技术研究热潮相对应，众多信息产业界的大公司相继公布了各自以研
究网格相关商业产品为核心的网格计划。例如，IBM制定了“百亿美元网格计
划”，打造全球计算平台，重点发展4项技术：资源共享、自治管理、互连互
通、应用服务，旨在下一波大潮中保持其在硬件、软件、应用和服务上的综合优
势。
微软针对网格提出“无处不在的计算，无处不在的微软”。在第一代操作系
统DOS、第二代操作系统Windows、第三代操作系统Windows NT后，它推出
的.NET只能算是3.5代操作系统。目前它正在研发第四代操作系统Longhorn，并
明确叫做网格操作系统，企图把其今天的市场再扩大10倍，继续统治操作系统市
场。
英特尔则提出了“计算与通信融合”。它在桌面、移动计算芯片市场占有绝
对优势，现在正加大后台服务器芯片的优势，并推出了手机芯片，把马达、手机
等全做到芯片中，让芯片无处不在，意在网格时代继续保持其在芯片领域的霸主
地位。
我国也极为重视网格技术，网格的研究与应用已于2002年被列为“863计
划”的一个专项。“十五”期间我国将研制具有每秒４万亿次运算能力、面向网
格的高性能计算机；建设“中国国家网格”；开发一套具有自主知识产权的网格
软件；建设若干个科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要应用网
格；形成若干网格技术的国家标准，参与制定国际标准。通过这些努力，使我国
在网格技术方面达到世界先进水平。
目前国内网格技术应用的一个主要特点是，很多行业已经在使用网格的相关
技术，但尚未使用网格的名称。例如，在银行界叫“业务集中”，航空、船舶、
汽车行业叫“广域虚拟设计环境”，资源环境领域叫“单一数据源”，电子商务
和电子政务中叫“资源共享”与“协同工作”。
展望与建议
网格被公认为下一代的互联网，是信息化应用的第四阶段。网格技术的根
本目的在于将计算能力和信息资源像电力一样方便地送到每一个用户，辅助人类
实现“人与机器共生”的愿望，从而进一步解放人的大脑。目前，国际上普遍认
为，网格技术将对未来全球经济发展和社会进步起到巨大的推动作用。
我国网格技术的发展应该走怎样的道路呢？专家们建议：⑴网络和电脑是基
础建设，要努力完善基础建设；⑵做好高性能的计算机和超级服务器，这是必备
的计算和存储的能力；⑶与应用领域（如计算方面、各行业信息系统管理部门及
应用系统方面）的专家联合起来共同开发；⑷做好必要的宣传教育和人才培养工
作。 （作者：中国科技信息研究所研究员
