Globus是1996年由美國Argonne國家實驗室與南加州大學(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)格項目所采用。
Globus開發(fā)項目組于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、注冊及可靠安全的請求等在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別的虛擬資源中。
Globus項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個主要模塊，以及網(wǎng)格安全架構(gòu)(GSI)、通信、故障檢測等功能。下面簡單介紹資源管理、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)每個資源提供者自治的環(huán)境下，支持多資源管理策略、多個資源的聯(lián)合分配和對資源的動態(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)描述資源管理各個成員之間交換的資源申請，它的句法是基于輕量目錄訪問協(xié)議(LDAP)和元計算目錄服務(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)的請求，如抽象資源規(guī)格請求，并翻譯成更具體的、資源管理成員能識別的規(guī)格。資源代理使用的抽象資源信息有3個來源：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包含更多信息的內(nèi)部資源申請中。多個代理可能參與處理一個請求，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的詳細(xì)申請，這個申請被傳送給協(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)式只包含對一個資源的申請，則直接提交給該資源管理單元；如果表達(dá)式同時要申請幾個資源，由協(xié)作分配來處理。資源協(xié)作分配把這類申請拆分成幾個組成部分，每個部分發(fā)給相應(yīng)的資源管理單元，提供一個對一組資源進(jìn)行控制的方法。
本地資源管理單元主要負(fù)責(zé)處理代表資源申請的RSL規(guī)格(處理的方法是拒絕申請或創(chuàng)建滿足申請要求的一個/多個進(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)置成管理一個或幾個計算資源。本地資源管理單元的實現(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)中包括多個分布的IP，每個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)于一個或多個實體的信息。信息的組織采用LDAP結(jié)構(gòu)，每個實體由一組對象描述。實體信息不需要存儲，可以動態(tài)生成，只有在收到對某個實體的查詢后，信息服務(wù)體系才訪問相應(yīng)的實體，獲取實體信息，提供給查詢者，這樣實體的個數(shù)是可變的。目前已實現(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)、動態(tài)主機(jī)信息(平均負(fù)載、隊列項等)、存儲系統(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，包括已測得的和預(yù)計的網(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、對一個或多個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)，提供對資源的綜合使用。ADS把IP和其他ADS提供的信息合并到一個統(tǒng)一的信息空間，提供給用戶訪問。一個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協(xié)議。這兩個協(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ADS通過不同的方式使用GRRP和GRIP。
GRRP是一個通知，信息服務(wù)成員采用它向其他成員推(PUSH)簡單信息。如IP通過該協(xié)議通知ADS可用，ADS邀請某IP加入某虛擬組織。GRRP是一個軟狀態(tài)注冊協(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是一個查詢協(xié)議，可用于用戶或ADS向IP索取更詳細(xì)的實體信息。該協(xié)議同時支持發(fā)現(xiàn)：一種向IP查詢，尋找滿足某個條件的實體的操作。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)視實體有關(guān)。
3）數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)管理是對數(shù)據(jù)的傳輸和存儲進(jìn)行管理。它主要包括兩個基本的數(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)議是一個安全、可靠、高效的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，主要面對廣域環(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使用的存儲系統(tǒng)包括：分布式并行存儲系統(tǒng)(DPSS)、高性能存儲系統(tǒng)(HPSS)、分布式文件系統(tǒng)(DFS)、存儲資源代理(SRB)等。GridFTP擴(kuò)展了FTP標(biāo)準(zhǔn)，是以上及其他多個存儲系統(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€TCP流支持并行數(shù)據(jù)傳輸，支持一個源和多個目的間的條帶(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)制管理提供注冊并查找同一數(shù)據(jù)集的多個拷貝的能力。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)存儲和信息服務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測選擇最好的數(shù)據(jù)復(fù)制。數(shù)據(jù)復(fù)制管理是一個分層次的結(jié)構(gòu)，下層的復(fù)制目錄維護(hù)文件名到存儲位置(一個/多個)的映射；上層的復(fù)制管理在存儲系統(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。
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，該項目在安全傳輸、安全存儲和安全認(rèn)證方面提供了一整套方法，在通信方面設(shè)計了多方法通信策略，以保證對不同服務(wù)提供不同的通信保證，同時設(shè)計了故障檢測等方法來實時監(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)對象還是科學(xué)計算，但對于真正的科學(xué)計算工作者來講，Globus的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，對很多具體的計算要求，如對每次計算的完成時間控制在一定的時間范圍等具體要求不提供支持。
