隨著更多的計算機技術滲透到因特網，網格繼Internet和Web之后在20世紀90年代末又成為研究熱點。
　　網格是構筑在因特網上的一組新興技術，它將高速互聯網、高性能計算" title="高性能計算">高性能計算機、大型數據庫、傳感器、遠程設備等融為一體，為科技人員和普通百姓提供了更多的資源、功能和交互性。網格是從電力網的概念借鑒過來的，其最終目的是希望用戶在使用網格時就像使用電力那樣，方便地使用分布在網絡上強大而豐富的各種資源，如計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、軟件資源、通信資源、知識資源和專家資源等。網格具有高性能、一體化、資源共享、協同工作、知識生產等特點，是目前關系科研、經濟、社會、國防的重要國家基礎設施，在國內外己引起廣泛的關注。隨著網格體系和技術標準的日趨成熟和完善，網格將會在更廣泛的領域得到推廣和應用^[1]。
　　在美國，網格研究人員著重于計算網格和數據網格，即TeraGrid和GIG(全球信息網格)。在歐洲則著重于網格應用，其網格工程包括數據網格、e-learning和e-culture^[4]。而在其他國家，如日本、新加坡、印度則側重于構建網格程序。
　　中國也很重視網格研究，目前已有一些重點項目得到政府的支持，如863工程支持的國家網格，教育部支持的中國網格工程，上海市政支持的上海網格等^[5]。
1 網格技術
1.1 網格技術的概念及其特點
　　網格通過高速共享網絡連接地理上廣泛分布的異構資源(包括超級計算系統、存儲器、數據庫、軟件、科學儀器和分布式文件系統等)，并在同一時間利用這些資源來協同解決那些通常需要許多CPU或存儲器處理和訪問的單個問題。在形成網格狀的高性能計算網中，各個資源就是網格的節點^[2]。
　　網格的特點是可以根據問題對資源的需求，動態地組織網絡上的資源，實現計算資源共享。這種資源的共享不僅僅是文件的交換共享，還可以是直接對計算機硬件資源、軟件資源、網絡和數據資源等直接訪問，并且這種共享是動態的且高度可控的，資源的提供者和消費者、共享內容、共享發生的條件都是嚴格定義的。所有遵守這些共享規則的企業可以構成一個虛擬組織，從而實現虛擬組織內部的資源共享。
1.2 網格的體系結構
　　網格體系結構的構建是關于如何建造網格的技術，包括對網格基本組成部分和各部分功能的定義和描述，對網格各部分相互關系與集成方法的規定，以及對網格有效運行機制的刻畫。顯然，網格體系結構是網格最核心的部分。只有建立合理的網格體系結構，才能夠設計和建造出好的網格，才能使網格有效地發揮作用。
　　迄今為止，比較重要且有影響的網格體系結構是五層沙漏結構。該結構是基于美國國家實驗室的網格研發項目Globus提出來的，是一種以協議為中心的“協議結構”^[3]。該結構強調協議在網格的資源共享和互操作中的地位，通過協議實現一種機制，使虛擬組織的用戶與資源之間可以協商資源的使用，建立共享關系，并且還可以進一步地管理和開發新的共享關系。這一標準化的開放結構對網格的擴展性、互操作性、一致性以及代碼共享都很有好處。圖1所示為五層沙漏結構的形狀圖。

　　這五層結構由下而上分別是構造層、連接層、資源層、匯聚層和應用層，各層涵義如下：
　　(1)構造層(Fabric)是物理實體或邏輯實體，實現局部資源的控制，并向上提供共享訪問資源，如高性能計算資源、大型數據庫存儲資源、高速網絡資源、傳感器和遠程設備等。本層提供的功能為更上層的使用提供了基礎，所提供的功能越豐富，更上層就越能構造更復雜的應用。
　　(2)連接層(Connectivity)定義網格中網絡事務的核心通信協議和安全協議。通信協議包括傳輸、路由、命名等；安全協議提供通信服務上的安全加密機制，用于識別用戶和資源，安全協議為建立用戶和資源之間的信任關系提供了技術支持。構造層中提交的各種資源間的數據交換都在這一層的控制下實現，各資源間的認證、安全控制也在這里實現。
　　(3)資源層(Resource)在一個單獨的資源上定義提供共享操作的協議，該協議實現調用構造層的功能以訪問和控制本地資源。它包含信息協議和管理協議兩個協議族。在資源層只關心單個的資源，不關心全局的狀態和跨域的交互行為。
　　(4)匯聚層(Collective)將資源層提交的受控資源匯聚在一起，供虛擬組織的應用程序共享和調用。匯聚層不關心單個資源的管理，關心的是全局的狀態和跨域的交互行為。因此，該層提供的協議服務是很廣泛的，開發者可以根據自己的需要，在使用下層提供的服務的基礎上進行再開發。匯聚層也提出了一些通用的協議和服務，如目錄服務、協同分配調度、經紀人服務、數據復制服務、軟件發現服務、團體授權服務、團體記賬和支付服務等。
　　(5)應用層(Application)是用戶利用下層提供的API 或SDK實現一些特定功能。
2 行業資源共享系統的網格體系結構與應用
　　當今的經濟發展趨于國際化，我國各行各業的企業所面臨的競爭壓力越來越大，而且這些競爭壓力主要由各個企業單獨承擔，而有些發達國家卻出現了企業聯合競標、設計與制造的趨勢。以一個企業的能力來與一個行業的企業進行競爭，必定處于弱勢。為了在激烈的國際市場競爭中立于不敗之地，需要充分利用行業內的資源，組建行業性的企業聯盟，以提高國際競爭力。這需要一個支持行業性的開放資源服務的平臺。 而網格技術的發展正好為行業資源共享提供一個很好的集成化的平臺環境。
2.1 行業資源共享系統的網格體系結構
　　行業資源共享系統的網格體系結構如圖2所示。此系統從下而上分別是網格資源域、網格中間件、開發規范和管理控制平臺和應用層。

　　(1)網格資源域包括地理上分布的可以通過 Internet訪問到的所有分布式異構資源，其中有運行不同操作系統的計算機、工作站、存儲設備、各種數據庫、儀器設備和應用系統" title="應用系統">應用系統等。它構成整個網格系統的硬件基礎。
　　(2)網格中間件能真正實現物理上連接、邏輯上孤立的網格資源的有效共享，屏蔽下層結構的分布性和異構性，向上層提供統一、透明的使用接口。網格中間件從下到上由資源網格、信息資源網格、服務網格組成。
　　①資源網格是行業資源共享系統基礎組成部分，負責本節點域的創建和屬性的收集，動態監測和調度本地資源，及時地將本地網格資源的信息傳送給上層的信息服務" title="信息服務">信息服務模塊。此外，它還負責接收由網格請求代理提交的任務并負責運行相應的資源，為行業資源應用提供基本框架。相當于網格的構造層和連接層。
　　②信息資源網格基于資源網格創建，是行業資源共享系統的重要組成部分。為了能為整個行業聯盟中的企業提供有用的信息服務，就需要對資源網格提供的數據信息加以分析整理，并且通過信息網格，將企業所需的信息提供給服務網格。主要功能有信息服務、貿易服務等。信息服務動態收集各個資源節點的信息，并進行分析整理；貿易服務提供網格請求代理和資源域內節點協商價格的功能，相當于網格的資源層。
　　③服務網格是行業資源共享系統的核心組成部分，對全局資源進行統一的管理和分配。服務網格提供資源共享系統所支持的各種服務，同時對各應用系統提供服務支持，這種服務支持包括信息服務、計算服務和信息處理服務等。服務網格提供的服務包括建立虛擬企業聯盟、使不同企業的人和系統可以協同和交互等，即實現整個行業的資源共享。它既提供通用性的服務接口，也可以根據虛擬組織或應用領域的需要提供特定服務接口。
　　(3)開發規范與管理控制平臺是整個系統的中央控制單元，通過該平臺的集中統一控制，使得服務網格、信息資源網格、資源網格的各個子系統符合統一的規范，利于實現各子系統間的互通、互聯和互操作，進而在管理控制平臺的統一控制、協調下發揮出系統的最大效用。
　　(4)應用層通過調用網格中間件，共享網格上的資源完成任務。它應該根據不同企業的具體要求，建立相應的應用系統來滿足各企業的不同要求。
2.2 行業資源共享系統的資源管理模式
　　行業資源共享系統采用圖3所示的網絡拓撲圖。企業內部通過局域網實現資源的互聯、互通，其資源信息通過其所在的局域網內的服務器統一管理。行業中各個企業通過接入廣域網集合海量網格計算所需的網格資源。通常，這些企業在地域上廣泛分布，難以集中管理。因此采用分布式的資源管理方法較為實際，即對于分布于不同局域網中的網格資源，各服務器通過分布式數據庫建立自己的資源信息庫，服務器之間通過分布式數據庫交互信息為資源分配和作業調度服務；對于一個具體的任務可以通過各個局域網服務器獲得各自的局域網資源信息，從而形成動態企業聯盟。