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网格技术及其在电子政务中的应用
网格计算(Grid Computing)是分布式计算的另一个具有重要创新思想和巨大发展潜力的分支学科。最初，网格计算研究的目标是希望将超级计算机连接成为一个可远程控制的元计算机系统(Meta-Computers)，现在这一目标已经深化为建立大规模计算的通用计算基础设施。网格计算是一个通过网络连接的计算资源的逻辑集合，网格中间件(网格操作系统)通过聚合这些计算设备、高性能存储器、数据库，甚至包括科学仪器，来为用户提供对计算力(Computing Power)随时随地的、透明的、远程的、安全的、可靠的访问。就象电网把电力提供给墙上的每个插座，网格聚合可用的计算资源然后把计算力提供给网格环境中的每个用户(客户端)。注意，这里的计算资源是指CPU处理资源。网格技术将解放人们使用计算的方法，使人们可以轻而易举地为一些科研工作创建和使用大规模、多学科、动态的、分布式的、高性能的应用环境，而这些科研工作在以前是不可能开展的或开展起来代价很高，如高能物理数据分析、气候建模、宇宙观测、实时遥感数据分析和数据同化、大型数据集交互分析和虚拟现实可视化等。
美国的Argonne国家实验室、芝加哥大学、南加州大学和IBM公司共同提出了开放式网格服务体系结构(OGSA)。OGSA采用纤维层、联络层、资源层、协作层、应用层五层结构。其中纤维层为由网格协议仲裁的共享访问提供各种资源，如计算资源、存储系统、数据目录等物理资源。连接层定义网格特定的网络处理所需的核心通信协议和安全认证协议。资源层建立在连接层的通信与认证协议基础之上的，为对个人资源的安全共享操作的谈判、启动、监视、控制、记账和支付定义协议、API和SDK。综合层包含的协议、服务、APIs和SDKs与任何特定资源无关，而是全局性地和跨资源集合捕获交互。最后通过调用服务来构造应用。
被称为第三代因特网技术的网格技术已经成为一些国家研究与开发的竞争焦点，这主要表现在各个发达国家大型网格研究项目不断启动。这些项目目的在于为不同应用和研究团体创建网格、开发网格技术和技术框架。目前美国网格计算研究主要由美国能源部(DOE)、美国国家科学基金会(NSF)、美国国防部(DOD)资助，各个国家实验室、高等院校承担，各个大型公司积极参与。欧洲的网格计算研究项目主要由欧盟和欧洲委员会资助。其中网格计算研究比较活跃的国家是英国、德国和意大利。
目前，网格计算技术在我国还处于研究阶段。中科院计算技术研究所承担的国家高性能计算环境项目的目标就是建立高性能计算和信息服务的国家战略性基础设施，为国内各个行业提供各种一体化的高性能计算服务和信息服务。它把我国8个高性能计算中心通过Inte.net连接起来，统一进行资源管理、信息管理和用户管理。清华大学计算机技术系承担的“先进计算基础设施北京-上海试点工程”的目标是把分布在不同地理位置的高性能计算机、贵重仪器、数据库等用高速网络连接在一起构成一台虚拟计算机，用户通过ACI共享资源、共同讨论、合作开展科研项目。目前中科院计算技术研究所正在进行织女星计划(Vega计划)，该计划以元数据、构件框架、智能体、网格公共信息协议和网格计算协议为主要研究突破点。目前网格计算技术已经引起中国专家的高度重视。2002年4月，国家科技部在北京召开“网格战略研讨会”。2002年5月，我国通过“国家863计划高性能计算专项”的形式在十五期间支持网格计算的技术研究和应用工作，有关网格计算的其它一些重大战略决策也正在积极酝酿之中。
可以预见，网格技术将是未来电子政务的核心技术。在电子政务领域，政务处理涉及的数据量总是非常大的。如城市突发事件的应急反应中，往往要求海量的相关数据。举例来说，某个城市发生洪灾，就要求指挥机构能够快速调阅洪灾影响区域的信息，包括自然条件、人口分布、房屋毁坏情况、企事业单位损失情况，救灾物资供应情况、公安消防力量布置、医疗救助力量布置等等。目前由于各个部门之间的数据缺乏交换，各个数据库实际上是一个个信息孤岛。在许多情况下，用户往往不知道所需的数据存储在哪里，实际上他们也不想知道所需的数据存储在哪里。如果能够实现分布式数据的透明访问，用户就可以集中精力于自己的核心业务。各个政府部门各自购买了计算机、仪器设备，这些计算机、仪器设备多数时候CPU资源处于空闲状态，造成了极大的资金浪费，如果能够把它们收集起来，聚沙成塔，提供超大规模的计算力，为上述等特殊情况服务，将能够完成许多目前无法完成的计算任务。
随着电子政务业务的不断开展，政务数据也在不断积累，一个政府部门的政务数据库的容量通常成倍增长。但是由于单个政府部门拥有的存储资源非常有限，而且对存储资源进行扩充代价也很大，如购买大型存储服务器等。这样必须设法把地理位置分散的空闲磁盘空间收集起来聚合成为一台虚拟的超级存储服务器，解决传统方法不可能解决的大型数据存储问题，如虚拟城市仿真中海量数据的存储。另外，随着电子政务的普及，用户数量势必急剧增长，这要求短时间内政务处理能力能够同步增长。网格技术的出现为这些问题的解决提供了新的思路。
通过建立网格，政府可以充分利用现有的各部门系统，最大限度地减少各跨部门系统建设时的重复投资;快速应对新的跨部门系统建设的需求;满足相关的安全标准和可控性的要求;整合和管理分散在各部门的信息化资源，实现网络虚拟环境下的资源共享和协同工作;建设一个统一的、灵活的、有弹性的信息基础设施，为电子政务的发展提供强有力的技术支持。
国外已经有政府部门利用网格计算技术来协同共享多方面的资源，提高事务处理的效率，并降低成本。例如美国华盛顿特区的应急指挥系统就采用了网格计算技术，以逐步实现华盛顿特区所在的三个州的消防、警察、交警、救护等的相关部门之间异地数据库和异类信息系统的共享与协作。该系统可以使超过40个地方、州和联邦政府部门的官员和其他被授权的应急人员在突发事件时通过无线上网的方式获取不同政府部门的数据，并进行实时的联络，从而帮助这些“第一响应方”和负责公共安全的官员及时做出相关的决策。
以上海信息港主体工程建设为标志，上海市的信息化基础设施建设已经取得了长足的发展。但总体来说，部门之间的信息化资源分散、异构和复杂，跨部门协作缺乏标准，部门间资源共享与协作困难，限制了信息化建设整体的成效。此外，上海要成为国际经济、金融、贸易和航运中心之一的跨世纪发展目标及世博会的成功申办，都为上海的信息化建设提出了新的挑战。对此，上海市政府与IBM中国公司经过多次探讨，一致认为建立一个城市网格是上海市政府实现全面推进城市信息化发展战略的一条很好的途径。它可以帮助上海市政府整合和管理分散在各部门的信息化资源，实现网络虚拟环境下的资源共享和协同工作，提高政府本身的工作效率、管理水平和保护公众的能力，改善为企业和市民的服务;它还可以提高并拓展各部门现有信息化资源的效率和利用率，为需要相关资源的政府部门和企业提供价廉物美的信息技术服务，帮助他们解决以前由于资源短缺而无法解决的问题，从而降低投资、运营和维护成本。
2003年7月，上海市政府与IBM中国公司签署了网格计算合作谅解备忘录。IBM将借助网格计算技术，进一步推动上海市政府的电子政务建设，这标志着电子政务发展到一个新阶段。上海市政府和IBM中国公司决定在上海城市网格建设方面结为战略伙伴，在网格技术、应用、市场和项目实施等方面开展广泛而深入的合作。IBM将根据网格计算的发展现状和趋势，结合上海经济和信息化建设的实际需求和发展战略，为上海城市网格建设制定发展目标、战略和实施计划，并为上海培养高级的网格软件应用开发人才。上海市政府与IBM签署网格计算合作，也是国内利用网格计算技术推动电子政务发展的先例。
我国电子政务建设迫切要求网格数据库技术和网格门户技术方面取得突破，如中央政府电子政务门户建设、国家电子政务四大数据库建设。网格数据库技术和网格门户技术取得技术突破将极大地加速中央政府电子政务门户建设和国家电子政务四大数据库建设，从而为我国电子政务建设做出重大贡献。
