什么是网格计算？
网格计算是一种计算基础设施，它结合了分布在不同地理位置的计算机资源以实现共同目标。多台计算机上所有未使用的资源都汇集在一起，可供单个任务使用。组织使用网格计算来执行大型任务或解决在单台计算机上难以完成的复杂问题。
例如，气象学家使用网格计算进行天气建模。天气建模是一种计算密集型问题，需要执行复杂的数据管理和分析。在单台计算机上处理大量天气数据不仅缓慢，而且相当耗时。为此，气象学家在地理上分散的网格计算基础设施上运行分析并结合结果。
为什么网格计算很重要？
组织会出于几种原因使用网格计算。
效率
使用网格计算，您可以将一个庞大而复杂的任务分解为多个子任务。多台计算机可以同时处理子任务，这使网格计算成为一种高效的计算解决方案。
成本
网格计算适用于现有硬件，这意味着您可以重复使用现有计算机。您可以在访问多余的计算资源的同时节省成本。您还可以经济高效地访问云中的资源。
灵活性
网格计算不限于特定的建筑物或位置。您可以建立一个跨越多个区域的网格计算网络。这使得不同国家的研究人员可以使用相同的超级计算能力进行协作。
网格计算的使用场景有哪些？
以下是网格计算的一些常见应用。
金融服务
金融机构主要使用网格计算来解决涉及风险管理的问题。通过利用网格中的综合计算能力，他们可以缩短投资组合在波动市场中预测发生变化的持续时间。
游戏
游戏行业使用网格计算为游戏开发者提供额外的计算资源。网格计算系统可以拆分大型任务，例如创建游戏内设计，并将它们分配给多台机器。这为游戏开发人员带来了更快的周转速度。
娱乐
有些电影具有复杂的特殊效果，需要强大的计算机来创建。特效设计师使用网格计算来加快制作时间。他们有网格支持的软件，可以共享计算资源来渲染特效图形。
工程
工程师使用网格计算来执行模拟、创建模型和分析设计。他们在多台机器上同时运行专门的应用程序来处理大量数据。例如，工程师使用网格计算来减少蒙特卡洛模拟的持续时间，这是一种使用过去数据进行未来预测的软件流程。
网格计算中有哪些组件？
在网格计算中，计算机网络协同工作以执行相同的任务。以下是网格计算网络的组成部分。
节点
网格计算网络上的计算机或服务器称为节点。每个节点向网格网络提供未使用的计算资源，例如 CPU、内存和存储。同时，您还可以使用节点执行其他不相关的任务。网格计算中的节点数量没有限制。存在三种主要类型的节点：控制节点、提供者节点和用户节点。
网格中间件
网格中间件是一种专门的软件应用程序，它将网格操作中的计算资源与高级应用程序连接起来。例如，它处理您对网格计算系统的额外处理能力的请求。
它控制用户对可用资源的共享，以防止网格计算机不堪重负。网格中间件还提供防止网格计算中出现资源滥用的安全性。
网格计算架构
网格体系结构表示网格计算机的内部结构。以下层广泛存在于网格节点中：
- 顶层由高级应用程序组成，例如执行预测建模的应用程序。
- 第二层，也称为中间件，管理和分配应用程序请求的资源。
- 第三层由可用的计算机资源组成，例如 CPU、内存和存储。
- 底层允许计算机连接到网格计算网络。
网格计算如何工作？
网格节点和中间件协同工作以执行网格计算任务。在网格操作中，三种主要类型的网格节点扮演三种不同的角色。
用户节点
用户节点是请求网格计算中其他计算机共享资源的计算机。当用户节点需要额外的资源时，请求会通过中间件传递给网格计算系统上的其他节点。
提供者节点
在网格计算中，节点经常可以在用户角色和提供者角色之间切换。
提供者节点是共享其用于网格计算的资源的计算机。当提供者机器收到资源请求时，它们会为用户节点执行子任务，例如预测不同市场的股票价格。在流程结束时，中间件收集并编译所有结果以获得全局预测。
控制节点
控制节点管理网络并管理网格计算资源的分配。中间件在控制节点上运行。当用户节点请求资源时，中间件会检查可用资源并将任务分配给特定的提供者节点。
网格计算有哪些类型？
网格计算一般分为以下几类。
计算网格
计算网格由高性能计算机组成。它使研究人员可以使用计算机的综合计算能力。研究人员使用计算网格计算来执行资源密集型任务，例如数学模拟。
拾遗网格
虽然与计算网格类似，但 CPU 拾遗网格包含许多常规计算机。拾遗一词描述了在常规计算机网络中搜索可用计算资源的过程。当其他网络用户访问计算机执行与网格无关的任务时，网格软件会在这些节点空闲时使用它们。拾遗网格也称为 CPU 拾遗或循环拾遗。
数据网格
数据网格是连接多台计算机以提供大数据存储容量的网格计算网络。您可以像在本地计算机上一样访问存储的数据，而不必担心数据在网格上的物理位置。
什么是分布式计算？
分布式计算是指在一组联网计算机之间共享软件组件的计算系统。但是，使用该软件的用户将看到一个连贯的界面。例如，网络搜索引擎是一个分布式计算系统。它允许您通过将请求发送到多个服务器来搜索特定网站。
分布式计算与网格计算的比较
分布式计算用于在任一时间实现单一目标。相比之下，网格计算并没有协同性，而是在其网络上为多个相关的子任务分配资源。一个网格计算网络可能包含几个分布式计算系统。
什么是集群计算？
集群计算描述了由同构计算机组成的网络系统。同构计算机具有相同的硬件和软件。您可以将它们连接到高速本地网络以创建运行类似任务的计算机集群。中央服务器可以控制和协调机器。
集群计算与网格计算的比较
集群计算具有稳定和特定的硬件、任务和控制结构，而网格计算则在资源共享方面具有灵活性。网格网络上的计算机独立工作，没有义务共享资源。它们有一个资源管理器，在运行时共享未使用的资源。
AWS HPC 如何用于网格计算？
AWS 上的高性能计算（HPC）是一个产品和服务套件，您可以使用它们来克服传统计算的限制，特别是在处理能力、网络和文件系统管理方面。例如，您可以使用以下服务减少数据处理时间并进行深入研究：
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