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網格技術及其在電子政務中的應用
網格計算(Grid Computing)是分布式計算的另一個具有重要創新思想和巨大發展潛力的分支學科。最初，網格計算研究的目標是希望將超級計算機連接成為一個可遠程控制的元計算機系統(Meta-Computers)，現在這一目標已經深化為建立大規模計算的通用計算基礎設施。網格計算是一個通過網絡連接的計算資源的邏輯集合，網格中間件(網格操作系統)通過聚合這些計算設備、高性能存儲器、數據庫，甚至包括科學儀器，來為用戶提供對計算力(Computing Power)隨時隨地的、透明的、遠程的、安全的、可靠的訪問。就象電網把電力提供給墻上的每個插座，網格聚合可用的計算資源然后把計算力提供給網格環境中的每個用戶(客戶端)。注意，這里的計算資源是指CPU處理資源。網格技術將解放人們使用計算的方法，使人們可以輕而易舉地為一些科研工作創建和使用大規模、多學科、動態的、分布式的、高性能的應用環境，而這些科研工作在以前是不可能開展的或開展起來代價很高，如高能物理數據分析、氣候建模、宇宙觀測、實時遙感數據分析和數據同化、大型數據集交互分析和虛擬現實可視化等。
美國的Argonne國家實驗室、芝加哥大學、南加州大學和IBM公司共同提出了開放式網格服務體系結構(OGSA)。OGSA采用纖維層、聯絡層、資源層、協作層、應用層五層結構。其中纖維層為由網格協議仲裁的共享訪問提供各種資源，如計算資源、存儲系統、數據目錄等物理資源。連接層定義網格特定的網絡處理所需的核心通信協議和安全認證協議。資源層建立在連接層的通信與認證協議基礎之上的，為對個人資源的安全共享操作的談判、啟動、監視、控制、記賬和支付定義協議、API和SDK。綜合層包含的協議、服務、APIs和SDKs與任何特定資源無關，而是全局性地和跨資源集合捕獲交互。最后通過調用服務來構造應用。
被稱為第三代因特網技術的網格技術已經成為一些國家研究與開發的競爭焦點，這主要表現在各個發達國家大型網格研究項目不斷啟動。這些項目目的在于為不同應用和研究團體創建網格、開發網格技術和技術框架。目前美國網格計算研究主要由美國能源部(DOE)、美國國家科學基金會(NSF)、美國國防部(DOD)資助，各個國家實驗室、高等院校承擔，各個大型公司積極參與。歐洲的網格計算研究項目主要由歐盟和歐洲委員會資助。其中網格計算研究比較活躍的國家是英國、德國和意大利。
目前，網格計算技術在我國還處于研究階段。中科院計算技術研究所承擔的國家高性能計算環境項目的目標就是建立高性能計算和信息服務的國家戰略性基礎設施，為國內各個行業提供各種一體化的高性能計算服務和信息服務。它把我國8個高性能計算中心通過Inte.net連接起來，統一進行資源管理、信息管理和用戶管理。清華大學計算機技術系承擔的“先進計算基礎設施北京-上海試點工程”的目標是把分布在不同地理位置的高性能計算機、貴重儀器、數據庫等用高速網絡連接在一起構成一臺虛擬計算機，用戶通過ACI共享資源、共同討論、合作開展科研項目。目前中科院計算技術研究所正在進行織女星計劃(Vega計劃)，該計劃以元數據、構件框架、智能體、網格公共信息協議和網格計算協議為主要研究突破點。目前網格計算技術已經引起中國專家的高度重視。2002年4月，國家科技部在北京召開“網格戰略研討會”。2002年5月，我國通過“國家863計劃高性能計算專項”的形式在十五期間支持網格計算的技術研究和應用工作，有關網格計算的其它一些重大戰略決策也正在積極醞釀之中。
可以預見，網格技術將是未來電子政務的核心技術。在電子政務領域，政務處理涉及的數據量總是非常大的。如城市突發事件的應急反應中，往往要求海量的相關數據。舉例來說，某個城市發生洪災，就要求指揮機構能夠快速調閱洪災影響區域的信息，包括自然條件、人口分布、房屋毀壞情況、企事業單位損失情況，救災物資供應情況、公安消防力量布置、醫療救助力量布置等等。目前由于各個部門之間的數據缺乏交換，各個數據庫實際上是一個個信息孤島。在許多情況下，用戶往往不知道所需的數據存儲在哪里，實際上他們也不想知道所需的數據存儲在哪里。如果能夠實現分布式數據的透明訪問，用戶就可以集中精力于自己的核心業務。各個政府部門各自購買了計算機、儀器設備，這些計算機、儀器設備多數時候CPU資源處于空閑狀態，造成了極大的資金浪費，如果能夠把它們收集起來，聚沙成塔，提供超大規模的計算力，為上述等特殊情況服務，將能夠完成許多目前無法完成的計算任務。
隨著電子政務業務的不斷開展，政務數據也在不斷積累，一個政府部門的政務數據庫的容量通常成倍增長。但是由于單個政府部門擁有的存儲資源非常有限，而且對存儲資源進行擴充代價也很大，如購買大型存儲服務器等。這樣必須設法把地理位置分散的空閑磁盤空間收集起來聚合成為一臺虛擬的超級存儲服務器，解決傳統方法不可能解決的大型數據存儲問題，如虛擬城市仿真中海量數據的存儲。另外，隨著電子政務的普及，用戶數量勢必急劇增長，這要求短時間內政務處理能力能夠同步增長。網格技術的出現為這些問題的解決提供了新的思路。
通過建立網格，政府可以充分利用現有的各部門系統，最大限度地減少各跨部門系統建設時的重復投資;快速應對新的跨部門系統建設的需求;滿足相關的安全標準和可控性的要求;整合和管理分散在各部門的信息化資源，實現網絡虛擬環境下的資源共享和協同工作;建設一個統一的、靈活的、有彈性的信息基礎設施，為電子政務的發展提供強有力的技術支持。
國外已經有政府部門利用網格計算技術來協同共享多方面的資源，提高事務處理的效率，并降低成本。例如美國華盛頓特區的應急指揮系統就采用了網格計算技術，以逐步實現華盛頓特區所在的三個州的消防、警察、交警、救護等的相關部門之間異地數據庫和異類信息系統的共享與協作。該系統可以使超過40個地方、州和聯邦政府部門的官員和其他被授權的應急人員在突發事件時通過無線上網的方式獲取不同政府部門的數據，并進行實時的聯絡，從而幫助這些“第一響應方”和負責公共安全的官員及時做出相關的決策。
以上海信息港主體工程建設為標志，上海市的信息化基礎設施建設已經取得了長足的發展。但總體來說，部門之間的信息化資源分散、異構和復雜，跨部門協作缺乏標準，部門間資源共享與協作困難，限制了信息化建設整體的成效。此外，上海要成為國際經濟、金融、貿易和航運中心之一的跨世紀發展目標及世博會的成功申辦，都為上海的信息化建設提出了新的挑戰。對此，上海市政府與IBM中國公司經過多次探討，一致認為建立一個城市網格是上海市政府實現全面推進城市信息化發展戰略的一條很好的途徑。它可以幫助上海市政府整合和管理分散在各部門的信息化資源，實現網絡虛擬環境下的資源共享和協同工作，提高政府本身的工作效率、管理水平和保護公眾的能力，改善為企業和市民的服務;它還可以提高并拓展各部門現有信息化資源的效率和利用率，為需要相關資源的政府部門和企業提供價廉物美的信息技術服務，幫助他們解決以前由于資源短缺而無法解決的問題，從而降低投資、運營和維護成本。
2003年7月，上海市政府與IBM中國公司簽署了網格計算合作諒解備忘錄。IBM將借助網格計算技術，進一步推動上海市政府的電子政務建設，這標志著電子政務發展到一個新階段。上海市政府和IBM中國公司決定在上海城市網格建設方面結為戰略伙伴，在網格技術、應用、市場和項目實施等方面開展廣泛而深入的合作。IBM將根據網格計算的發展現狀和趨勢，結合上海經濟和信息化建設的實際需求和發展戰略，為上海城市網格建設制定發展目標、戰略和實施計劃，并為上海培養高級的網格軟件應用開發人才。上海市政府與IBM簽署網格計算合作，也是國內利用網格計算技術推動電子政務發展的先例。
我國電子政務建設迫切要求網格數據庫技術和網格門戶技術方面取得突破，如中央政府電子政務門戶建設、國家電子政務四大數據庫建設。網格數據庫技術和網格門戶技術取得技術突破將極大地加速中央政府電子政務門戶建設和國家電子政務四大數據庫建設，從而為我國電子政務建設做出重大貢獻。
