格线是一种新兴的技术，正处在不断发展和变化当中。学术界和商业界围绕格线开展的研究有很多，其研究的内容和名称也不尽相同因而格线尚未有精确的定义和内容定位。比如国外媒体常用“下一代网际网路”、 “Internet2 ”、“下一代Web”等来称呼格线相关技术。但“下一代网际网路（NGI）”和“Internet2”又是美国的两个具体科研项目的名字，它们与格线研究目标相交叉，研究内容和重点有很大不同。企业界用的名称也很多，有内容分发（Contents Delivery）、服务分发（Service Delivery）、电子服务（e-service）、实时企业计算（Real-Time Enterprise Computing，简称RTEC）、分散式计算Peer-to-Peer Computing（简称P2P）、Web服务（Web Services）等。中国科学院计算所所长李国杰院士认为，格线实际上是继传统网际网路、Web之后的第三次浪潮，可以称之为第三代网际网路套用。

格线是利用网际网路把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、存储资源、频宽资源、软体资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和套用服务（计算、存储、访问等），虚拟组织最终实现在这个虚拟环境下进行资源共享和协同工作，彻底消除资源“孤岛”，最充分的实现信息共享。

格线(Grid)这个词来自于电力格线(PowerGrid)。“格线”与“电力格线”形神相似。一方面，计算机网纵横交错，很像电力网；另一方面，电力格线用高压线路把分散在各地的发电站连线在一起，向用户提供源源不断的电力。用户只需插上插头、打开开关就能用电，一点都不需要关心电能是从哪个电站送来的，也不需要知道是水力电、火力电还是核能电。建设格线的目的也是一样，其最终目的是希望它能够把分布在网际网路上数以亿计的计算机、存储器、贵重设备、资料库等结合起来，形成一个虚拟的、空前强大的超级计算机，满足不断增长的计算、存储需求，并使信息世界成为一个有机的整体。

早期格线的目标是期望能够像使用电力一样方便地使用分布在网路上强大而丰富的计算能力，而不用理会这种计算力是在哪个地点、以何种形式产生的。格线技术被看作是继传统网际网路、Web之后的第3次网际网路浪潮，也被称为第3代网际网路套用，其主要特点是通过提供资源级的共享，从而消除信息孤岛、实现应用程式在更高层次上的互动与协作。目前，在格线计算的研究上，对信息与知识孤岛的消除、实现对它们的共享也已成为一个研究的侧重点。目前格线计算主要可以分为计算格线、信息格线与知识格线3个层次。

格线必须同时满足三个条件：

格线可以分为4个部分:格线资源、格线中间件、格线开发环境和工具以及格线套用层。

1.格线资源

指网路上所有分布的、可访问的计算机资源,包括硬体设施(如高能计算机、贵重仪器、网路线路)、信息资源(如资料库、网站)、人力资源等。这些资源仅仅是在物理上能够相互连通。

2.格线中间件

包括一系列工具和协定软体,用于禁止格线资源的分布、异构特性,并提供透明、一致的接口。有些类似Win-dows作业系统的API (应用程式编程接口),能为格线应用程式的开发提供直接调用服务。现在已经开发出一些格线中间件,如Legion、globus。

3.格线开发环境和工具

供开发人员开发各种套用、用户代理的环境和工具,用于在全局资源中调度计算。现在已经有了可供开发人员进行网路开发的作业系统和工具,而将来也会有更成熟的网路作业系统和工具为开发人员提供格线开发环境,使他们得以进行格线套用开发。

4.格线套用层

在这一层可以运行格线应用程式,满足用户需求。该层是用户的格线入口(Grid Potrals)。按照Ian Foster和Globus项目组的观点,格线套用层所包含的领域目前主要有4类:分散式超级计算、分散式仪器系统、数据密集型计算和远程沉浸。

格线是高性能计算机、数据源、网际网路三种技术的有机结合和发展,它与当前的网际网路相比,具有高性能、一体化、资源共享、协同工作、知识生产等技术优点。

1.高性能

首先,基于格线的网际网路比现有的网际网路具有更大的频宽。科学家们这样来形容格线的的频宽:“如果把网际网路和今天的道路相比,那幺格线的频宽就相当于100条车道的高速公路”;其次,格线上将有更多高性能计算机,因此格线的计算功能、数据处理速度可以大幅度提高;第三,格线的体系将比网际网路更有效地利用这些资源,比如格线採用的“广域快取技术”能自动地把用户最需要的信息放在离用户最近的伺服器上,因此用户可以非常迅捷的获取信息资源。

2.一体化

格线的重要特徵之一就是一体化。网际网路只是通过网页的形式把全球的计算机连为一体,各个机构和公司可以在网上建立自己的网站,并为用户提供相应的信息;但用户却必须通过一定的网址或搜寻引擎查找自己所需的信息,而且找到的信息往往是重複繁杂的。格线则是进一步把这些计算机上的所有资源和知识孤岛连为一体,在逻辑上就像一台机器。用户可以方便地使用网上资源,就像现在使用自己计算机上的资源那样方便。

3.资源共享

网际网路通过网页为用户提供共享信息,或通过专门的FTP网站共享部分的软体等资源,但其适用範围却很小。格线能够共享的资源範围则可以无限大,它包括网路服务、套用软体、数据、信息、知识以及计算机、雷达、家用电器等设备和仪器,并具有面向用户和透明性的特点,用户可以在不考虑资源物理位置的情况下,通过网路来方便地使用这些资源。

4.协同工作

协同工作包括资源共享协同和问题解决协同等方面。资源共享的协同是以资源互连为基础,它既包括资源使用时不同用户因时间、空间、许可权等差异引起的协商,也包括用户对资源的组合。问题解决的协同则是指虚拟组织之间通过协同共同解决某一问题,以满足用户的新需求。格线的出现实现了网路的完全共享,通过众多结点计算机整合而成的“超级计算机”的协同工作,实现广域化、空间化、无限化的连线,全球性的资源共享瞬间享受。格线就非常方便、迅速、準确地完成各种複杂的科学计算任务,如高能物理研究、航空设计、基因工程等,以及全球合作性的开展科学研究。

5.知识生产

网际网路只是简单的资源互连和单一使用,用户仅能获得和使用有限的信息资源。而并不能通过网际网路进行知识的再加工。而格线则可以通过互连、组合、协同解决用户的各种複杂问题,从而产生出具有附加值的新服务、新数据和新信息等资源来满足用户的新需求,即可以进行知识的再生产。

可靠性是计算领域内永恆的话题，格线环境也不例外。实现这一难题最好的方法是预见所有可能出现的失败情况，并提供解决这些情况的手段。最可靠的方法能够“容纳异常情况的出现”（surprise tolerant）。格线计算的基础设施必须处理主机中断和网路中断等情况。下面列出一些需要考虑的方法：

格线计算的分散式本质使地理上和组织机构上的大跨度变得不可避免。随着内部格线的拓扑扩展为外部格线拓扑，複杂程度也逐渐提高。比如说，非功能性操作需求，安全性、目录服务、可靠性、性能等都变得更加複杂。让我们来研究一下拓扑的问题。

格线架构内的网路拓扑可能在很多不同方面上呈现出来。网路组件可以表示 LAN 或校园网的连通性，甚至还能表示格线网路之间 WAN 的通信情况。网路的职责是为所有的格线系统提供充足的频宽。像基础设施中其他的组件一样，我们可以通过定製网路来提供更高级别的可用性、性能以及安全性。

出于安全性以及其他一些架构性的限制，格线系统从很大程度上来说是网路密集型的。尤其是数据格线，它可能在整个企业的网路内散布着一些存储资源，因此在基础设施的设计中，为了保证足够的性能，关键因素就在于处理数量巨大的网路负载。

启用应用程式时应该考虑的问题包括如何使网路通信量最小，如何使网路延迟最短。假设应用程式的设计已经能够保证最小的网路通信量，那幺就有几种方法可以使网路延迟最短。比如说，千兆以太区域网路可以用来支持高速群集，或实现远程网路之间的高速 Internet骨干网。

我们最希望把任务指派到距离它所使用的数据最近的机器上执行。这样可以降低网路的通信量，还可能降低可测量性方面的限制。

数据需要存储空间。在一个格线的设计中，存储的可能性问题是没有止境的。存储要求一定的安全性、要可以进行备份、要可管理，还/或要进行複製。在格线的设计中，您需要确定您的数据对于需要它的资源来说一直是可用的。除了可用性之外，您还需要保证数据得到适当的保护，因为您不能让未经授权的人访问到敏感的数据。最后，您需要最佳的数据访问性能。显然，频宽和访问数据的距离两者是相互有关的，但是您不会希望让 I/O 问题阻碍格线应用程式的运行速度。对于那些磁碟密集型的应用程式，或是数据格线而言，您可以将工作重点更多地放在存储资源上，比如您可以使用那些能够提供更高容量、冗余程度或容错机制的存储。

从严格意义上讲，结构化格线是指格线区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。结构化格线生成技术有大量的文献资料。结构化格线有很多优点:

1.它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。

2.格线生成的速度快。

3.格线生成的质量好。

4.数据结构简单。

5.对曲面或空间的拟合大多数採用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。

它的最典型的缺点是适用的範围比较窄。尤其随着近几年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的複杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化格线生成技术就显得力不从心了。

结构化格线的生成技术主要有：

代数格线生成方法：主要套用参数化和插值的方法，对处理简单的求解区域十分有效。

PDE格线生成方法：主要用于空间曲面格线的生成。