Globus是1996年由美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與南加州大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院合作開發(fā)的技術(shù)，是一種研究網(wǎng)格環(huán)境中互操作的中間件技術(shù)，是一種基于開放結(jié)構(gòu)、開發(fā)源碼的社團(tuán)服務(wù)的集合。Globus Toolkit是網(wǎng)格計(jì)算領(lǐng)域著名的網(wǎng)格軟件系統(tǒng)，為科學(xué)和工程上的網(wǎng)格計(jì)算應(yīng)用程序提供基本的支撐環(huán)境。Globus Toolkit定義了構(gòu)建計(jì)算網(wǎng)格的一組基本服務(wù)和功能，包括安全、資源管理、通信、目錄管理等基本服務(wù)，被許多網(wǎng)格項(xiàng)目所采用。
Globus開發(fā)項(xiàng)目組于2002年2月提出了框架模型OGSA，OGSA是Globus Toolkit 2.2的自然進(jìn)化。OGSA不僅滿足科學(xué)計(jì)算的需要，而且滿足電子商務(wù)的需要。其中的許多基本概念，服務(wù)生成、注冊(cè)及可靠安全的請(qǐng)求等在Globus Toolkit 2.2中都存在，OGSA進(jìn)一步抽象了這些單元，以便能被用于任何級(jí)別的虛擬資源中。
Globus項(xiàng)目以提供工具包的形式支持基于網(wǎng)格的應(yīng)用。Globus提供的工具包包括：資源管理、信息服務(wù)、數(shù)據(jù)管理3個(gè)主要模塊，以及網(wǎng)格安全架構(gòu)(GSI)、通信、故障檢測(cè)等功能。下面簡(jiǎn)單介紹資源管理、信息服務(wù)和數(shù)據(jù)管理等模塊。
1）資源管理
Globus中，如何由信息服務(wù)來管理可用資源，如何按照應(yīng)用程序和用戶的要求找到可用資源，如何使用這些資源，是資源管理關(guān)心的問題。Globus的資源管理主要側(cè)重解決在異構(gòu)網(wǎng)每個(gè)資源提供者自治的環(huán)境下，支持多資源管理策略、多個(gè)資源的聯(lián)合分配和對(duì)資源的動(dòng)態(tài)在線控制。其他資源管理軟件如Condor、Legion、Gallop都只能提供5大功能中的部分功能。
資源規(guī)格說明語言(RSL)描述資源管理各個(gè)成員之間交換的資源申請(qǐng)，它的句法是基于輕量目錄訪問協(xié)議(LDAP)和元計(jì)算目錄服務(wù)(MDS)的過濾句法。句法的主要構(gòu)成是一些關(guān)系表達(dá)式，描述資源的某個(gè)參數(shù)和需要的條件。參數(shù)表示與信息服務(wù)MDS統(tǒng)一。
資源管理成員包括：應(yīng)用程序和資源代理單元、資源協(xié)作分配單元、資源管理單元。它們之間的關(guān)系如圖1所示。
資源代理單元接收高層(應(yīng)用程序或用戶)的請(qǐng)求，如抽象資源規(guī)格請(qǐng)求，并翻譯成更具體的、資源管理成員能識(shí)別的規(guī)格。資源代理使用的抽象資源信息有3個(gè)來源：從MDS獲得、本地維護(hù)和由規(guī)格帶來。資源代理把抽象資源信息映射到一個(gè)包含更多信息的內(nèi)部資源申請(qǐng)中。多個(gè)代理可能參與處理一個(gè)請(qǐng)求，其中特定應(yīng)用代理單元把應(yīng)用程序的需求轉(zhuǎn)換成具體的資源需求，其他資源中介被用來定位需求的資源。資源中介提供的結(jié)果是包括資源所在地點(diǎn)的詳細(xì)申請(qǐng)，這個(gè)申請(qǐng)被傳送給協(xié)作分配單元。
資源代理的處理結(jié)果是包括所需資源所在地點(diǎn)的RSL表達(dá)式，資源協(xié)作分配單元和資源管理單元能夠直接理解。如果表達(dá)式只包含對(duì)一個(gè)資源的申請(qǐng)，則直接提交給該資源管理單元；如果表達(dá)式同時(shí)要申請(qǐng)幾個(gè)資源，由協(xié)作分配來處理。資源協(xié)作分配把這類申請(qǐng)拆分成幾個(gè)組成部分，每個(gè)部分發(fā)給相應(yīng)的資源管理單元，提供一個(gè)對(duì)一組資源進(jìn)行控制的方法。
本地資源管理單元主要負(fù)責(zé)處理代表資源申請(qǐng)的RSL規(guī)格(處理的方法是拒絕申請(qǐng)或創(chuàng)建滿足申請(qǐng)要求的一個(gè)/多個(gè)進(jìn)程或作業(yè))，允許遠(yuǎn)程監(jiān)視和管理這些作業(yè)。根據(jù)所管理資源的情況，本地資源管理單元定時(shí)修改MDS的相關(guān)信息。
本地資源管理單元可以設(shè)置成管理一個(gè)或幾個(gè)計(jì)算資源。本地資源管理單元的實(shí)現(xiàn)方式可以是自己調(diào)度資源，也可以與現(xiàn)有的本地資源分配機(jī)制(如Condor、EASY、Fork、LL、LSF、NQE)映射，把資源映射到相應(yīng)的申請(qǐng)上。
2）信息服務(wù)
信息服務(wù)負(fù)責(zé)資源信息的管理。Globus Toolkit中的信息服務(wù)MDS主要由兩類基本元素：信息提供者(Information Provider)和聚合目錄服務(wù)(Aggregate Directory Services)構(gòu)成，它們之間的通信采用網(wǎng)格注冊(cè)協(xié)議(GRRP)和網(wǎng)格信息協(xié)議(GRIP)。
信息服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中包括多個(gè)分布的IP，每個(gè)IP提供本地資源的一般性的、與虛擬組織(VO)無關(guān)的信息，它可以是關(guān)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)體的信息。信息的組織采用LDAP結(jié)構(gòu)，每個(gè)實(shí)體由一組對(duì)象描述。實(shí)體信息不需要存儲(chǔ)，可以動(dòng)態(tài)生成，只有在收到對(duì)某個(gè)實(shí)體的查詢后，信息服務(wù)體系才訪問相應(yīng)的實(shí)體，獲取實(shí)體信息，提供給查詢者，這樣實(shí)體的個(gè)數(shù)是可變的。目前已實(shí)現(xiàn)的信息源有：靜態(tài)主機(jī)信息(操作系統(tǒng)版本、CPU類型、進(jìn)程數(shù)等)、動(dòng)態(tài)主機(jī)信息(平均負(fù)載、隊(duì)列項(xiàng)等)、存儲(chǔ)系統(tǒng)信息(可用磁盤空間、總磁盤空間等)、網(wǎng)絡(luò)信息(通過網(wǎng)絡(luò)氣象服務(wù)獲得，包括已測(cè)得的和預(yù)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲)。
聚合目錄服務(wù)(ADS)是更高層的服務(wù)，負(fù)責(zé)收集、管理、對(duì)一個(gè)或多個(gè)IP提供的信息建立索引或提供應(yīng)答。該服務(wù)與VO有關(guān)，提供對(duì)資源的綜合使用。ADS把IP和其他ADS提供的信息合并到一個(gè)統(tǒng)一的信息空間，提供給用戶訪問。一個(gè)ADS包括3部分：通用GRRP句柄、索引結(jié)構(gòu)和搜索處理，后兩者可選GRRP和GRIP。
信息服務(wù)各成員間交換信息采用這兩個(gè)協(xié)議。這兩個(gè)協(xié)議主要把查詢和發(fā)現(xiàn)分開，根據(jù)不同的發(fā)現(xiàn)策略，構(gòu)造不同的ADS。每個(gè)ADS通過不同的方式使用GRRP和GRIP。
GRRP是一個(gè)通知，信息服務(wù)成員采用它向其他成員推(PUSH)簡(jiǎn)單信息。如IP通過該協(xié)議通知ADS可用，ADS邀請(qǐng)某IP加入某虛擬組織。GRRP是一個(gè)軟狀態(tài)注冊(cè)協(xié)議。這意味著在遠(yuǎn)處創(chuàng)建的狀態(tài)必須被不斷更新才能存活。
GRIP是一個(gè)查詢協(xié)議，可用于用戶或ADS向IP索取更詳細(xì)的實(shí)體信息。該協(xié)議同時(shí)支持發(fā)現(xiàn)：一種向IP查詢，尋找滿足某個(gè)條件的實(shí)體的操作。GRIP中采用了LDAP定義的數(shù)據(jù)模型(層次結(jié)構(gòu))、查詢語言(查詢、查找等)和在線協(xié)議。
GRRP和GRIP可以用來構(gòu)造層次化的ADS，還可以構(gòu)造其他服務(wù)和應(yīng)用，比如代理、監(jiān)視、對(duì)應(yīng)用程序的適應(yīng)、故障解決、性能診斷等。這些應(yīng)用主要與監(jiān)視實(shí)體有關(guān)。
3）數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)管理是對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)進(jìn)行管理。它主要包括兩個(gè)基本的數(shù)據(jù)管理服務(wù)：網(wǎng)格文件傳輸協(xié)議(GridFTP)和數(shù)據(jù)復(fù)制管理。
網(wǎng)格文件傳輸協(xié)議是一個(gè)安全、可靠、高效的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，主要面對(duì)廣域環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸。該協(xié)議的使用包括兩方面：存儲(chǔ)系統(tǒng)間傳送大量數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序/用戶訪問大量數(shù)據(jù)。目前，GridFTP使用的存儲(chǔ)系統(tǒng)包括：分布式并行存儲(chǔ)系統(tǒng)(DPSS)、高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)(HPSS)、分布式文件系統(tǒng)(DFS)、存儲(chǔ)資源代理(SRB)等。GridFTP擴(kuò)展了FTP標(biāo)準(zhǔn)，是以上及其他多個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的超集，主要支持GSI和Kerberos，提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谌娇刂疲捎枚鄠€(gè)TCP流支持并行數(shù)據(jù)傳輸，支持一個(gè)源和多個(gè)目的間的條帶(Striped)數(shù)據(jù)傳輸，支持部分文件傳輸，可協(xié)調(diào)傳輸控制協(xié)議緩沖/窗口(TCP Buffer/Window)大小，從容錯(cuò)方面考慮支持可靠和可重新開始的數(shù)據(jù)傳輸。
數(shù)據(jù)復(fù)制管理提供注冊(cè)并查找同一數(shù)據(jù)集的多個(gè)拷貝的能力。包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)集的全部/部分拷貝，在復(fù)制目錄中注冊(cè)新拷貝，提供用戶/應(yīng)用程序查詢復(fù)制目錄來找到所有拷貝，根據(jù)存儲(chǔ)和信息服務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測(cè)選擇最好的數(shù)據(jù)復(fù)制。數(shù)據(jù)復(fù)制管理是一個(gè)分層次的結(jié)構(gòu)，下層的復(fù)制目錄維護(hù)文件名到存儲(chǔ)位置(一個(gè)/多個(gè))的映射；上層的復(fù)制管理在存儲(chǔ)系統(tǒng)中創(chuàng)建/刪除復(fù)制，并調(diào)用復(fù)制目錄，修改相應(yīng)的項(xiàng)。
資源管理、信息服務(wù)和數(shù)據(jù)管理模塊是Globus的核心，也是其他服務(wù)的基礎(chǔ)。為了適應(yīng)廣域的異構(gòu)環(huán)境，該項(xiàng)目在安全傳輸、安全存儲(chǔ)和安全認(rèn)證方面提供了一整套方法，在通信方面設(shè)計(jì)了多方法通信策略，以保證對(duì)不同服務(wù)提供不同的通信保證，同時(shí)設(shè)計(jì)了故障檢測(cè)等方法來實(shí)時(shí)監(jiān)視高層應(yīng)用的底層支持是否正常。各種努力的目標(biāo)是為網(wǎng)格上不同的用戶提供不同的服務(wù)質(zhì)量保證。目前公布的2.2版本的Globus主要服務(wù)對(duì)象還是科學(xué)計(jì)算，但對(duì)于真正的科學(xué)計(jì)算工作者來講，Globus的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，對(duì)很多具體的計(jì)算要求，如對(duì)每次計(jì)算的完成時(shí)間控制在一定的時(shí)間范圍等具體要求不提供支持。
