ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Trịnh Thị Thúy Giang



MỘT SỐ THUẬT TOÁN LẬP LỊCH
ĐỂ PHÂN PHỐI TÀI NGUYÊN TRONG
HỆ THỐNG TÍNH TOÁN LƯỚI


Chuyên ngành: Bảo ñảm toán học cho máy tính
và hệ thống tính toán
Mã số:

62 46 35 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC




NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS. Nguyễn Thanh Thủy
2. PGS.TS. Hoàng Chí Thành

Hà Nội - 2011



3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 1
LỜI CẢM ƠN 2
MỤC LỤC 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC CÁC BẢNG 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8
MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÍNH TOÁN LƯỚI 11
1.1 Giới thiệu chung 11
1.1.1 Hệ thống tính toán lưới là gì 11
1.1.2 Các mô hình tính toán lưới 12
1.1.3 Các thành phần chính của hệ thống tính toán lưới 15
1.1.4 So sánh mô hình tính toán lưới với một số mô hình tính toán khác 20
1.1.5 Những ứng dụng cơ bản của hệ thống tính toán lưới 23
1.1.6 Các công cụ hỗ trợ xây dựng hệ thống tính toán lưới 27
1.1.7 Một số hệ thống tính toán lưới 29
1.2 Các thách thức ñối với mô hình tính toán lưới và một số vấn ñề nghiên cứu
31
1.2.1 Các xu hướng trong tính toán 31
1.2.2 Các khó khăn 33
1.2.3 Một số hướng nghiên cứu 35

1.3 Mục tiêu của luận án 39
1.4 Các kết quả ñã ñạt ñược của luận án 40
CHƯƠNG 2. BÀI TOÁN LẬP LỊCH TRONG TÍNH TOÁN LƯỚI 41
2.1 Một số bài toán lập lịch truyền thống 41



4

2.1.1 Bài toán lập lịch trên hai máy và giải thuật gia công Johnson 41
2.1.2 Giải thuật xếp lịch heuristic 42
2.1.3 Phương pháp duyệt nhánh cận 43
2.1.4 Phương pháp qui hoạch ñộng 44
2.1.5 Phương pháp làm mịn kết quả 44
2.1.6 Phương pháp Hung-ga-ri 46
2.2 Bài toán lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 48
2.2.1 Phát biểu bài toán 48
2.2.2 Một số khó khăn trong lập lịch ñối với hệ thống tính toán lưới 51
2.2.3 Một số cách tiếp cận 52
2.2.4 Độ khó của bài toán 55
2.3 Mô hình lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 55
2.3.1 Các mô hình lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 56
2.3.2 Mô hình Buyya lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 60
2.3.3 Thực hiện công việc lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 64
Kết luận chương 2 70
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ GIẢI THUẬT CHO BÀI TOÁN LẬP LỊCH TRONG
TÍNH TOÁN LƯỚI 71
3.1 Các giải thuật lập lịch tối ưu theo thời gian, chi phí 71
3.1.1 Giải thuật lập lịch tối ưu về thời gian 71
3.1.2 Giải thuật tối ưu về chi phí 72

3.1.3 Giải thuật tối ưu về thời gian - chi phí 73
3.2 Giải thuật tham lam lam 74
3.2.1 Giải thuật 74
3.2.2 Các kết quả thử nghiệm 77
3.2.3 Đánh giá 79
3.3 Giải thuật di truyền 79



5

3.3.1 Giới thiệu về giải thuật di truyền 80
3.3.2 Giải thuật di truyền trong lập lịch 81
3.3.3 Các kết quả thử nghiệm 84
3.3.4 Đánh giá 89
3.4 Giải thuật tối ưu hóa theo nhóm bầy (PSO) 89
3.4.1 Giải thuật PSO 89
3.4.2 Giải thuật PSO cho bài toán lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 92
3.4.3 Các kết quả thực nghiệm 94
3.4.4 Đánh giá 96
Kết luận chương 3 97
CHƯƠNG 4. MÔ HÌNH HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM 98
4.1 Giới thiệu về hệ thống thử nghiệm TestGrid 98
4.1.1 Kiến trúc chung của TestGrid 98
4.1.2 Mô tả chức năng bộ lập lịch 101
4.1.3 Thiết kế bộ lập lịch 104
4.1.4 Cơ chế lập lịch của TestGrid 106
4.1.5 Xử lý và chống lỗi 108
4.2 Bộ lập lịch của TestGrid với các giải thuật ñề xuất 109
4.2.1 Mô hình triển khai thực nghiệm bộ lập lịch trên lưới 109

4.2.2 Yêu cầu tương thích giữa giải thuật lập lịch với khung phần mềm thực
nghiệm 114
Kết luận chương 4 119
KẾT LUẬN CHUNG 120
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN 122
TÀI LIỆU THAM KHẢO 123




6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
BOINC
The Berkeley Open
Infrastructure for Network
Computing
Cơ sở hạ tầng mở Berkeley cho tính
toán mạng
CDAC Center for Development of
Advance Computing
Trung tâm Phát triển Công nghệ Tính
toán Tiên tiến (Ấn Độ)
CORBA Common Object Request
Broker Architecture
Kiến trúc môi giới yêu cầu ñối tượng
chung
DCOM Distributed Component
Object Model

Mô hình hướng ñối tượng thành phần
phân tán
GA Genetic Algorithm Giải thuật di truyền
MDS Meta Directory Service Dịch vụ siêu thư mục
MPI Message Passing Interface Giao diện truyền thông ñiệp
P2P Peer - to - Peer Hệ thống tính toán ngang hàng
PSO
Particle Swarm Optimization Tối ưu theo nhóm bầy
OGSA
Open Grid Services
Architecture
Kiến trúc dịch vụ lưới mở
OGSI
Open Grid Services
Infrastructure
Cơ sở hạ tầng dịch vụ lưới mở
SA
Simulated Annealing
Giải thuật mô phỏng tôi luyện
SP
Service Providers
Nhà cung cấp dịch vụ
UR
User Requirements Yêu cầu người dùng





7


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2. 1. Mối ràng buộc giữa giới hạn thời gian và kinh phí trong lập lịch 64
Bảng 2. 2. Ma trận thông tin tài nguyên 68
Bảng 3. 1. So sánh hiệu quả của giải thuật mô phỏng tôi luyện và giải thuật tham
lam 78
Bảng 3. 2. Hiệu quả của giải thuật di truyền khi giá trị α thay ñổi - Kịch bản 1 86
Bảng 3. 3. Hiệu quả của giải thuật di truyền khi giá trị α thay ñổi - Kịch bản 2 86
Bảng 3. 4. Hiệu quả của giải thuật di truyền khi giá trị α thay ñổi - Kịch bản 3 86
Bảng 3. 5. So sánh hiệu quả của các giải thuật - Kịch bản 1 87
Bảng 3. 6. So sánh hiệu quả của các giải thuật - Kịch bản 2 87
Bảng 3. 7. So sánh hiệu quả của các giải thuật - Kịch bản 3 87
Bảng 3. 8. So sánh hiệu quả của giải thuật di truyền và PSO 95
Bảng 3. 9. So sánh thời gian chạy của giải thuật di truyền và PSO 95



8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Mô hình lưới nội tuyến 13
Hình 1. 2. Mô hình lưới liên tuyến 14
Hình 1. 3. Các thành phần của một lưới tính toán 19
Hình 1. 4. Tổ chức ảo 35
Hình 2. 1. Mô hình bài toán lập lịch trong hệ thống tính toán lưới 53
Hình 2. 2. Mô hình lập lịch trung tâm 57
Hình 2. 3. Mô hình lập lịch phân tán giao tiếp trực tiếp 58
Hình 2. 4. Mô hình lập lịch phân tán giao tiếp gián tiếp 59
Hình 2. 5. Mô hình lập lịch phân cấp 60

Hình 2. 6. Mô hình Pull cho khám phá tài nguyên 65
Hình 2. 7. Mô hình Push cho khám phá tài nguyên 66
Hình 2. 8. Mô hình Push-Pull cho khám phá tài nguyên 66
Hình 3. 1. Mã giả cho giải thuật tham lam 77
Hình 3. 2. So sánh hiệu quả của giải thuật mô phỏng tôi luyện (SA) và giải thuật
tham lam (Greedy) 78
Hình 3. 3. Mã giả cho giải thuật di truyền với tối ưu ña mục tiêu 83
Hình 3. 4. So sánh hiệu quả của các giải thuật mô phỏng tôi luyện (SA) và giải thuật
di truyền (GA)- theo Makespan 88
Hình 3. 5. So sánh hiệu quả của các giải thuật mô phỏng tôi luyện (SA) và giải
thuật di truyền (GA) - theo Flowtime 88
Hình 3. 6. Mã giả của giải thuật PSO cho bài toán lập lịch 92
Hình 3. 7. So sánh thời gian chạy của các giải thuật di truyền (GA) và PSO 96
Hình 4. 1. Kiến trúc TestGrid 98
Hình 4. 2. Trường hợp sử dụng của bộ lập lịch 104
Hình 4. 3. Mô hình triển khai thực nghiệm 110
Hình 4. 4. Đệ trình công việc lên lưới 113
Hình 4. 5. Các job 1 - 2 -4 -6 chạy trên máy bkluster.hut.edu.vn 113
Hình 4. 6. Các job 3-5 chạy trên máy rocks-200.sdsc.edu 114



9

MỞ ĐẦU

Khoa học và công nghệ ngày càng phát triển vượt bậc và ñược ứng dụng rộng
rãi trong tất cả các lĩnh vực của ñời sống xã hội. Công nghệ thông tin cũng phát
triển như vũ bão. Cuộc sống và công việc của chúng ta trở nên thuận tiện do máy
tính và Internet. Việc trao ñổi thông tin với thế giới bên ngoài sẽ không còn tốn thời

gian và tiền bạc như trước ñây.
Trong thực tế, ngày càng có nhiều bài toán ñặt ra với yêu cầu dữ liệu lớn, tốc
ñộ xử lý cao. Trong khi ñó, tồn tại nhiều nguồn tài nguyên dư thừa. Sự phát triển
rộng khắp, mạnh mẽ của mạng Internet toàn cầu ñã làm nảy sinh một nhu cầu tất
yếu, ñó là tận dụng nguồn tài nguyên dư thừa ñể xử lý các bài toán với yêu cầu tính
toán lớn. Công nghệ tính toán lưới ra ñời, cho phép giải quyết vấn ñề nêu trên.
Hệ thống tính toán lưới cung cấp các dịch vụ, cho phép chia sẻ năng lực của
các máy tính và dung lượng của kho dữ liệu khổng lồ thông qua Internet. Lưới tính
toán dựa trên truyền thông giữa các máy tính kết nối với nhau và các dịch vụ hỗ trợ
làm cho mạng máy tính toàn cầu trở thành một tài nguyên tính toán rộng lớn. Toàn
bộ tài nguyên tính toán này ñược coi như một tổ chức ảo ñộng và khổng lồ. Người
sử dụng chỉ cần ñệ trình công việc lên lưới tính toán và nhận lại kết quả thông qua
các dịch vụ hỗ trợ của máy ảo khổng lồ này.
Ban ñầu, công nghệ tính toán lưới thu hút ñược sự quan tâm của các nhà khoa
học, chuyên gia nghiên cứu và triển khai. Hiện nay, nó ñã ñược ñông ñảo các tổ
chức, doanh nghiệp quan tâm ñầu tư. Tính ưu việt của công nghệ tính toán lưới,
cung cấp khả năng tính toán phân tán toàn cầu ñi kèm với nhiều thách thức cần giải
quyết. Trên thế giới ñã xuất hiện các bộ công cụ mã nguồn mở cho tính toán lưới.
Tuy nhiên, các bộ công cụ này ñược xây dựng chung cho tất cả các ứng dụng, vì
vậy trên thực tế, tồn tại khá nhiều hạn chế.



10
Một trong những vấn ñề người sử dụng quan tâm khi ñệ trình công việc lên
lưới tính toán ñó là thời gian thực hiện công việc và giá thành. Lưới tính toán phải
giải quyết một bài toán khó là lập lịch và lựa chọn tài nguyên ñáp ứng yêu cầu
người dùng trong một môi trường ñộng không ñồng nhất.
Bài toán lập lịch là một bài toán khó. Bài toán lập lịch trong tính toán lưới còn
phức tạp hơn rất nhiều do phải xem xét trong một môi trường phân tán, ñộng, với

tài nguyên không ñồng nhất và phải giải quyết trong thời gian thực. Xuất phát từ
những tìm hiểu, nghiên cứu về tính toán lưới trên thế giới và Việt Nam, chúng tôi
ñã lựa chọn ñề tài
“
Một số thuật toán lập lịch ñể phân phối tài nguyên trong hệ
thống tính toán lưới
”
.
Nội dung nghiên cứu của luận án thực sự có ý nghĩa với thực tế Việt Nam khi
cơ sở hạ tầng mạng và máy tính còn dư thừa và ñiều kiện kinh tế không cho phép
ñầu tư ñể xây dựng những hệ thống siêu máy tính cỡ lớn.
Luận án gồm 4 chương. Chương I giới thiệu tổng quan về hệ thống tính toán
lưới; Chương II giới thiệu về bài toán lập lịch trong hệ thống tính toán lưới; Chương
III ñề xuất áp dụng một số giải thuật cho bài toán lập lịch trong hệ thống tính toán
lưới; Chương IV trình bày mô hình cài ñặt thử nghiệm và cuối cùng là Phần kết
luận.
Luận án ñã ñề xuất 3 giải thuật giải quyết bài toán lập lịch trong hệ thống tính
toán lưới. Các thử nghiệm ñã chỉ ra rằng các giải thuật do luận án ñề xuất cho kết
quả tốt hơn các giải thuật ñã ñược các tác giả khác ñưa ra trước ñây [77]. Các giải
thuật ñề xuất ñã ñược cài ñặt và chạy thử nghiệm trên lưới tính toán TestGrid, kết
nối với lưới tính toán khu vực Thái Bình Dương PRAGMA.
Hiện nay, ở Việt Nam ñang nghiên cứu triển khai lưới tính toán VNGrid. Việc
cài ñặt thành công các giải thuật trong TestGrid sẽ góp phần khai thác hệ thống
VNGrid, kết nối các trung tâm tính toán hiệu năng cao, ñáp ứng các yêu cầu ứng
dụng.



11
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÍNH TOÁN LƯỚI

1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Hệ thống tính toán lưới là gì
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật và công nghệ
ñã xuất hiện các bài toán yêu cầu khối lượng tính toán lớn với ñộ chính xác cao, ví
dụ như: dự báo thời tiết, chẩn ñoán trong y học sử dụng thông tin hình ảnh, khoa
học sự sống, hoá học tính toán, khoa học trái ñất, vật lý năng lượng cao, y sinh,
khoa học trái ñất, vật lý học thiên thể, dược phẩm học, thủy lực học, vũ trụ học, mô
hình hoá tài chính, mô phỏng ñộng ñất… Với những bài toán này, các máy tính
riêng lẻ không thể ñảm trách ñược. Do vậy, các kỹ thuật tính toán song song, tính
toán phân tán ñược ñề xuất và phần nào ñáp ứng ñược yêu cầu này.
Để có ñược các hệ thống tính toán song song với khả năng tính toán mạnh, các
tổ chức phải ñầu tư thêm trang thiết bị, cơ sở hạ tầng tính toán (máy chủ, máy trạm,
siêu máy tính, cụm máy tính, ). Cách làm này hết sức tốn kém. Mặt khác, thực tế
cho thấy có một phần lớn các nguồn tài nguyên ñang ñược sử dụng lãng phí: các
máy ñể bàn thường chỉ hoạt ñộng khoảng 5% công suất, các máy chủ cũng chỉ hoạt
ñộng với 20% công suất. Do vậy, việc tận dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên này
mang lại một sức mạnh tính toán khổng lồ. Hơn nữa, thay vì việc ñầu tư vào cơ sở
hạ tầng, chúng ta cũng có thể "thuê" các nguồn tài nguyên từ bên ngoài với chi phí
rẻ hơn. Cùng với việc phân bố hợp lý các tài nguyên sẵn có và các tài nguyên thuê
ngoài, chúng ta sẽ thu ñược một hệ thống có khả năng tính toán lớn với chi phí thấp.
Đây là mục tiêu chính của hệ thống tính toán lưới [27]. Hệ thống tính toán lưới
hướng ñến việc chia sẻ và sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên thuộc về nhiều tổ
chức trên một quy mô rộng lớn (thậm chí là quy mô toàn cầu) [12,23,40].
Như vậy, hệ thống tính toán lưới, hiểu một cách ñơn giản, là sự phát triển tiếp
theo của tính toán phân tán [71]. Mục ñích của hệ thống tính toán lưới là tạo ra một
"máy tính" ảo lớn từ một tập các hệ thống không ñồng nhất nhằm nâng cao khả



12

năng tính toán, chia sẻ các tài nguyên khác nhau [13]. Các nhà khoa học tại Argone
National Labs thuộc Đại học Chicago (Mỹ) là những người ñầu tiên ñề xuất ý tưởng
về hệ thống tính toán lưới. Thuật ngữ "lưới" ở ñây xuất phát từ lưới ñiện (electricity
grid), ngụ ý rằng bất cứ một thiết bị tương thích nào ñều có thể gắn vào trong lưới
và ñược xếp ở một mức tài nguyên nào ñó mà không cần quan tâm ñến nguồn gốc
của tài nguyên ấy. Trong tương lai, hệ thống tính toán lưới có thể cung cấp cho
người sử dụng các dịch vụ, như là dịch vụ cơ sở hạ tầng ñược sử dụng hàng ngày
như ñiện, nước, giao thông [22,29,56]. Để ñáp ứng ñược mục tiêu to lớn này, hệ
thống tính toán lưới cần có những gì? Phần tiếp theo luận án sẽ trình bày các mô
hình tính toán lưới.
1.1.2 Các mô hình tính toán lưới
Trong thực tế, hệ thống tính toán lưới ñược cài ñặt theo nhiều mô hình khác
nhau, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Có thể phân loại các dạng lưới tính toán
này dựa vào cấu trúc của tổ chức ảo tham gia vào mạng lưới hoặc ñịnh nghĩa hệ
thống tính toán lưới theo tính chất của tài nguyên ñược chia sẻ [22,23]. Lưới tính
toán có thể ñược xây dựng với các kích thước khác nhau. Có thể là chỉ một vài máy
trong một phòng hoặc có thể là cả một hệ thống phân cấp các máy tính trải rộng trên
toàn cầu. Sau ñây chúng ta sẽ xem xét một số cấu trúc hệ thống lưới tính toán cơ
bản.
a) Lưới nội tuyến (Intragrid)
Là một hệ thống tính toán lưới bao gồm các tài nguyên nằm rải rác trong một
tổ chức (công ty, xí nghiệp) và cung cấp dịch vụ cho tất cả người dùng. Tài nguyên
chia sẻ trong các nhóm khác nhau của một tổ chức tạo thành một lưới nội tuyến.
Lưới nội tuyến có thể chỉ hạn chế trong một mạng cục bộ hoặc các mạng riêng ảo.
Thông thường lưới nội tuyến ñược bảo vệ bởi hệ thống tường lửa.



13
Lưới nội tuyến có thể bao gồm các máy trạm, máy chủ, cũng như các tài

nguyên tập trung ñược quản lý cục bộ, nằm tại các bộ phận khác nhau trong một tổ
chức.
Mô hình tính toán lưới phức tạp hơn có thể gồm các máy tính không ñồng nhất.
Trong hệ thống này tồn tại nhiều kiểu tài nguyên khác nhau. Để quản lý ñiều phối
tài nguyên, hệ thống tính toán lưới phải gồm thành phần ñiều phối và lập lịch.
Ngoài ra, việc chia sẻ các tệp ñược thực thi bởi hệ thống quản lý tệp. Các máy tính
tham gia vào lưới tính toán loại này thường không nhất thiết phải nằm trong cùng
một phòng, nhưng nhất thiết phải nằm trong cùng một tổ chức.









Hình 1. 1. Mô hình lưới nội tuyến
b) Lưới liên tuyến (Intergrid)
Là những lưới tính toán ñược phát triển dựa vào mạng Internet công cộng.
Lưới loại này có thể ñược thiết lập bởi các công ty nhằm hỗ trợ việc kinh doanh
mua bán, cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng và cho phép người dùng khai thác các
tài nguyên bên ngoài [37].



14
Lưới liên tuyến cho phép truy cập và khai thác các tài nguyên phân tán trên
khắp thế giới nhằm phục vụ các công việc tính toán và cộng tác của người dùng.
Lưới liên tuyến cung cấp khả năng chia sẻ tài nguyên tính toán và lưu trữ thông qua

Web.
Lưới tính toán ñược sử dụng và xuất hiện ở rất nhiều nơi trên thế giới. Điều
này dẫn ñến việc cần thiết phải có các khuyến nghị cụ thể về việc lưới tính toán
ñược sử dụng như thế nào. Ví dụ như, khuyến nghị xác ñịnh loại công việc nào
ñược thực hiện trên hệ thống và vào khoảng thời gian nào. Bên cạnh ñó, việc bảo
mật cũng trở thành một vấn ñề quan trọng của các tổ chức liên quan.
Ngày nay, hệ thống tính toán lưới trải rộng trên khắp toàn cầu, vượt qua biên
giới của từng tổ chức riêng lẻ, của các nước và trở thành một lưới tính toán giải
quyết các dự án mang tính chất toàn cầu. Hệ thống tính toán lưới này ñược gọi là:
Lưới liên tuyến - “Intergrid”. Hình 1.2 dưới ñây minh họa một hệ thống lưới liên
tuyến.










Hình 1. 2. Mô hình lưới liên tuyến



15
1.1.3 Các thành phần chính của hệ thống tính toán lưới
Khi nói ñến các thành phần của lưới, ta có nhiều cách tiếp cận khác nhau [3].
Nếu nhìn một cách tổng thể, một hệ thống lưới bao gồm nhiều nút lưới mà mỗi nút
ñó có thể là một lưới nhỏ hay một cluster. Ở góc ñộ này, một hệ thống lưới bao gồm

các thành phần:
a) Thành phần quản lý
Bất kì một lưới nào cũng cần có một thành phần quản lý. Trước hết, thành
phần này theo dõi các tài nguyên ñang sẵn dùng và các thành viên ñang có mặt
trong hệ thống. Các thông tin này rất quan trọng trong việc gán công việc cho máy
trong lưới.
Tiếp ñó là thành phần ño lường, xác ñịnh dung lượng tài nguyên của từng nút
mạng và tỉ lệ tài nguyên ñược sử dụng tại một thời ñiểm bất kì. Điều này là cơ sở
cho việc lập lịch cho các tiến trình lưới. Thành phần ño lường cũng cho thấy tình
trạng của lưới, cảnh báo người sử dụng về khả năng có thể xảy ra thất bại do thiếu
tài nguyên, ñụng ñộ hay các nguyên nhân khác. Một thủ tục khác cần ñến các thông
tin này là các thống kê về sử dụng hệ thống, việc chi trả cho hệ thống khi chạy các
phần mềm trên lưới.
b) Phần mềm quản lý donor
Mỗi máy tính thành viên ñóng góp tài nguyên vào hệ thống ñều cần có quá
trình ñăng nhập trước khi ñược xem như một thành viên chính thức. Thông thường
sẽ có các thủ tục ñịnh danh và thẩm quyền ñể thực hiện, các thủ tục này sẽ giúp tạo
lập một tài khoản cho máy thành viên cũng như người chủ của máy ñó.
Một số hệ thống lưới tự ñộng ñăng nhập, trong khi một số hệ thống khác lại sử
dụng việc ñăng nhập vào hệ ñiều hành trên máy ñịa phương. Trong kiểu quản lý thứ
hai, hệ thống sẽ ñối chiếu ñịnh danh người dùng, ñể quyết ñịnh quyền của người sử
dụng ñối với các máy khác nhau trong hệ thống lưới. Những quyền hạn này ñược



16
quyết ñịnh bởi người quản trị hệ thống, sử dụng các thông tin trong cơ sở dữ liệu
người dùng.
Hệ thống tính toán lưới còn thông báo tới tất cả các máy thành viên khi có một
tài nguyên mới ñược kết nối vào hệ thống. Máy ñệ trình phải tiến hành các hoạt

ñộng theo dõi, ño lường tỉ lệ tài nguyên ñược sử dụng trên máy, máy nào ở trạng
thái nghỉ, … Các thông tin này ñược truyền ñến hệ thống quản lý lưới phục vụ cho
công việc lập lịch sau này.
Vấn ñề quan trọng nhất vẫn là khả năng tiếp nhận công việc và thực hiện công
việc của một phần mềm ñược cài ñặt trên một máy nào ñó khi ñược gán nhiệm vụ.
Quá trình ñược mô tả như sau: tại một trạm nào ñó trên lưới, người sử dụng ñệ trình
một công việc và yêu cầu thực hiện trên lưới. Phần mềm quản lý phải chọn ra máy
thực hiện, liên lạc với máy ñó ñể gửi công việc cần thực hiện. Phần mềm ñệ trình
phải nhận ñược tệp chạy hoặc chọn bản sao trên máy ñã sẵn sàng, tiếp ñó tệp chạy
ñược thực hiện trên máy ñệ trình và kết quả ñược trả về cho người yêu cầu.
c) Phần mềm ñệ trình
Về nguyên tắc, người ta có thể dùng bất cứ máy thành phần nào trong lưới ñể
ñệ trình một công việc. Tuy vậy, trong một số hệ thống, việc ñệ trình các công việc
ñược thực hiện bởi một số thành phần cài ñặt trên máy, gọi là nút ñệ trình hay máy
khách ñệ trình. Khi lưới tính toán ñược xây dựng dựa trên các tài nguyên chuyên
dụng, các thành phần ñệ trình thường ñược cài ñặt trên máy của người dùng hay các
trạm làm việc.
d) Quản lý phân tán
Các lưới tính toán ñược cài ñặt trên phạm vi rộng lớn thường có cấu trúc hình
cây hay các cấu trúc ñặc thù khác phù hợp với dạng kết nối. Các máy tính ñược kết
nối thông qua mạng LAN tạo thành các cụm máy tính. Các lưới có thể ñược tạo nên
bằng cách ghép cụm của các cụm máy tính này. Vì thế ñòi hỏi phải có các thủ tục
quản lý các lưới phân tán sao cho ñạt hiệu quả tính toán cao nhất. Các thao tác trên



17
lưới cũng như các thủ tục chia sẻ dữ liệu và lập lịch phải phù hợp với cấu hình của
lưới tính toán. Ví dụ, bộ lập lịch trung tâm sẽ không gán trực tiếp công việc cho một
máy cụ thể, mà gán cho một cụm máy tính ở dưới nó, sau ñó bộ lập lịch của cụm

máy tính này mới thực hiện gán công việc cho một máy cụ thể trong cụm máy tính
ñó. Tương tự như thế, khi một máy ñệ trình một công việc nào ñó, công việc này sẽ
ñược chuyển tới bộ phận quản lý của cụm máy tính chứa máy thành phần, sau ñó
ñược tiếp tục chuyển lên bộ quản lý cao hơn ñể từ ñó thực hiện lập lịch cho công
việc này.
e) Bộ lập lịch
Phần lớn các lưới tính toán ñều có các phần mềm lập lịch. Các phần mềm này
có nhiệm vụ chọn ra các máy thành phần ñể thực thi các công việc, ñược ñệ trình tại
một máy nào ñó. Cơ chế lập lịch ñơn giản nhất là cơ chế round-robin, tức là hệ
thống sẽ chọn máy tiếp theo có các tài nguyên ñáp ứng nhu cầu của công việc ñể
thực thi. Tuy vậy, trong các hệ thống lớn, các cơ chế lập lịch phức tạp và hiệu quả
hơn sẽ ñược áp dụng.
Một số bộ lập lịch thực hiện gán ưu tiên cho từng công việc. Điều này ñược
thực hiện bằng cách duy trì các hàng ñợi công việc, mỗi hàng ñợi chứa một tập các
công việc với cùng mức ưu tiên. Khi một máy ñã thực hiện xong công việc của
mình, nó sẽ chọn tiếp một công việc ở hàng ñợi có mức ñộ ưu tiên cao nhất. Cơ chế
này sẽ ñược kết hợp với một số quy ñịnh khác dựa trên cơ sở là các tài nguyên
người sử dụng Ví dụ, tài nguyên trong tổ chức có thể bị hạn chế sử dụng trong
khoảng thời gian nào ñó trong ngày.
Bộ lập lịch phải dựa vào các thông tin như tải của lưới, thông tin tỉ lệ tài
nguyên ñược sử dụng ñể quyết ñịnh xem máy thành phần có bận không, trước khi
ñệ trình một công việc. Giống như tổ chức của mạng, bộ lập lịch cũng ñược tổ chức
theo cấu trúc cây.



18
Các bộ lập lịch tiên tiến hơn còn có các chức năng theo dõi quá trình thực hiện
của các công việc trong lưới, từ ñó có thể quản lý ñược luồng công việc của toàn bộ
hệ thống. Nếu một công việc bị ngừng do thiếu tài nguyên, bộ lập lịch phải có

nhiệm vụ ñệ trình lại công việc tại một nơi khác trong hệ thống. Tương tự như vậy,
khi tiến trình rơi vào trạng thái lặp, ñã quá giới hạn thời gian thì công việc ñó sẽ
không ñược thực hiện lại nữa. Thông thường, mỗi công việc sẽ có một mã trả về khi
kết thúc ñể hệ thống nhận biết công việc có ñược thực hiện thành công hay không.
f) Các thành phần truyền thông
Hệ thống lưới có các phần mềm giúp các tiến trình có thể liên lạc với nhau.
Một công việc ñược chia thành nhiều công việc nhỏ khác nhau. Các công việc này
ñược thực hiện riêng lẻ trên lưới. Có thể công việc này phải sử dụng kết quả của các
công việc khác. Điều này dẫn ñến việc các công việc phải có khả năng liên kết với
nhau. Các phần mềm truyền thông sẽ giúp một tiến trình có khả năng liên lạc với
các tiến trình khác, gửi và nhận các dữ liệu cần thiết. Trong hệ thống có thể sử dụng
chuẩn giao diện MPI và một số chuẩn khác ñể thực hiện các liên kết này.
g) Các thành phần theo dõi và ño lường
Như ñã ñề cập ở trên, các hoạt ñộng lập lịch ñòi hỏi phải có các thông tin về hệ
thống hiện tại như các máy nào sẵn dùng, tỉ lệ tài nguyên ñược sử dụng, tải của các
nút lưới Thông thường, các phần mềm quản lý donor sử dụng một số công cụ của
hệ ñiều hành hoặc trực tiếp ño các thông số này. Các phần mềm này ñôi khi còn
ñược gọi là “sensor tải”. Các thông tin này không những có giá trị với việc lập lịch,
mà nó còn ño ñược khả năng sử dụng lưới. Các thông số này có thể dự báo cho
người quản trị thấy ñược xu hướng của lưới và các thiết bị cần thiết phải thêm vào
hệ thống.
Khi xem xét ñến một lưới cụ thể thì người ta thường quan tâm hơn ñến các
thành phần ñược trình bày ở hình 1.3, ñó là:
• Cổng giao diện với người dùng - Portal



19
• Thành phần an ninh - Security
• Thành phần môi giới - Broker

• Thành phần lập lịch - Scheduler
• Thành phần quản trị dữ liệu - Data management
• Thành phần quản trị công việc và tài nguyên - Job and resource
management

Hình 1. 3. Các thành phần của một lưới tính toán
Hình 1.3 mô tả quá trình người dùng tương tác với lưới thông qua các thành
phần này. Trước tiên, người dùng ñưa các yêu cầu của mình thông qua cổng giao
diện người dùng. Việc kiểm tra xác nhận, ủy quyền cho người dùng sẽ ñược thành
phần an ninh ñảm trách. Yêu cầu của người dùng sau khi vượt qua thành phần an
ninh, sẽ ñược thành phần môi giới ñưa ñến bộ lập lịch, cùng với các thông tin do
dịch vụ siêu thư mục MDS cung cấp. Bộ lập lịch ñưa ra quyết ñịnh về việc các
nhiệm vụ tương ứng trong yêu cầu ñược thực hiện trên các tài nguyên cụ thể nào, sẽ
chuyển những thông tin này cho các thành phần quản trị công việc và dữ liệu ñể
chúng ñảm trách việc thực thi công việc cũng như nhận kết quả trả về. Mọi thông
tin trả về sẽ ñược hiển thị trên cổng giao diện người dùng.



20
Như chúng ta ñã biết, dù ở góc ñộ quan sát nào thì một thành phần không thể
thiếu trong lưới tính toán chính là thành phần lập lịch. Nhiệm vụ của bộ lập lịch là
tìm ra tài nguyên phù hợp nhất ñể thực hiện yêu cầu của người dùng. Ở mức tổng
thể, ta có bộ siêu lập lịch và nhiệm vụ của nó là tìm ra cụm máy tính phù hợp cho
yêu cầu người dùng. Còn trong một nút của lưới tính toán cụ thể, nhiệm vụ của bộ
lập lịch là tìm ra chính xác tài nguyên nào sẽ ñược sử dụng. Với yêu cầu cụ thể của
từng lưới tính toán, những dịch vụ mà nó cung cấp và hướng tiếp cận môi trường
tính toán lưới của người sở hữu tài nguyên, bộ lập lịch sẽ ñược thiết kế sao cho phù
hợp với các tiêu chí ñó.
1.1.4 So sánh mô hình tính toán lưới với một số mô hình tính toán khác

a) World Wide Web (Web computing)
WWW hiện nay ñang phát triển mạnh mẽ và ñược sử dụng rộng khắp. Sử dụng
các chuẩn mở và các giao thức mở (TCP, HTTP, XML, SOAP), WWW có thể ñược
sử dụng ñể xây dựng các tổ chức ảo. WWW và tính toán lưới ñều có ñiểm chung là
chia sẻ tệp ngang hàng, xây dựng các tổ chức ảo và ñơn giản hóa việc nhiều người
dùng cùng khai thác sử dụng một nền hoạt ñộng chung thống nhất [21]. Tuy nhiên,
WWW thiếu một số ñặc tính quan trọng như các cơ chế chứng thực, ủy nhiệm, các
cơ chế phối hợp thực hiện, sự hỗ trợ liên lạc trong hệ thống [3,7].
b) Các hệ thống tính toán phân tán
Các công nghệ tính toán phân tán hiện tại bao gồm CORBA, J2EE và DCOM
rất thích hợp cho các ứng dụng phân tán. Tuy nhiên, chúng không cung cấp một nền
tảng phù hợp cho việc chia sẻ tài nguyên giữa các thành viên của tổ chức ảo. Có thể
thấy một số khó khăn khi khai phá tài nguyên, ñảm bảo an ninh và xây dựng các tổ
chức ảo ñộng. Ngoài ra, việc tương tác giữa các công nghệ này cũng gặp phải khó
khăn. Đã có một số nghiên cứu mở rộng các công nghệ này cho môi trường lưới
[61], ví dụ Java JINI.



21
c) Các nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng và dịch vụ lưu trữ
Các nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng và dịch vụ lưu trữ thường cung cấp cho
người dùng một số ứng dụng cụ thể nào ñó cũng như không gian lưu trữ. Thông
thường, người dùng tương tác với nhà cung cấp dịch vụ thông qua mạng riêng ảo
(VPN) hoặc các ñường truyền dành riêng. Vì vậy, có thể loại bỏ ñược nhiều nguy
cơ về an toàn bảo mật. Khi nói về các loại dịch vụ này, ngữ cảnh của chúng cũng
hẹp hơn hệ thống tính toán lưới rất nhiều .
d) Các hệ thống tính toán ngang hàng P2P
Hệ thống tính toán ngang hàng cũng là một trường hợp riêng của hệ thống tính
toán phân tán. Các hệ thống tính toán ngang hàng phổ biến hiện nay là SETI@home

[72]. Các mạng ngang hàng chia sẻ tập tin như Napster, Kazaa, Morpheus và
Gnutella. Điểm khác biệt chính giữa hệ thống tính toán ngang hàng và hệ thống tính
toán lưới là:
- Cộng ñồng người sử dụng: hệ thống tính toán lưới có cộng ñồng người sử
dụng nhỏ hơn. Nhưng tập trung vào các ứng dụng và có yêu cầu cao hơn về an ninh
cũng như tính toàn vẹn của ứng dụng. Trong khi ñó các hệ thống mạng ngang hàng
số người sử dụng có thể rất lớn, bao gồm người dùng ñơn lẻ và các tổ chức, không
ñòi hỏi cao về an ninh và mô hình chia sẻ tài nguyên ñơn giản hơn.
- Môi trường hệ thống tính toán lưới liên kết các nguồn tài nguyên ña dạng hơn
và chặt chẽ hơn.
- Tính toán lưới và P2P cùng cho phép người sử dụng chia sẻ tệp, nhưng tính
toán lưới cho phép chia sẻ không chỉ là các tệp mà còn có thể là nhiều tài nguyên
khác.



22
e) Công nghệ tính toán hiệu năng cao
Như ñã nói ở trên, ñể giải quyết những bài toán lớn người ta có thể ñầu tư ñể
xây dựng cơ sở hạ tầng tính toán hiệu năng cao [57]. Các hướng phát triển trong
tính toán hiệu năng cao bao gồm:
- Nghiên cứu chế tạo những siêu máy tính tuần tự ñơn bộ vi xử lý nhưng với
tốc ñộ rất cao. Cách làm này gặp phải các giới hạn về vật lý như ñộ truyền dẫn của
bán dẫn, tốc ñộ ñiện từ, nhiễu ñiện từ,
- Để khắc phục khó khăn trên người ta nghiên cứu chế tạo các siêu máy tính
song song bao gồm rất nhiều bộ xử lý hoạt ñộng song song trên một bảng mạch chủ.
Cách làm này ñòi hỏi phải có những phần mềm thích hợp ñể tận dụng năng lực tính
toán của hệ thống, ví dụ: hệ ñiều hành song song phân tán, trình biên dịch song
song, ngôn ngữ lập trình song song,
- Tuy nhiên, việc nghiên cứu chế tạo ra các siêu máy tính nói chung mới chỉ

ñược thực hiện ở các nước phát triển và giá thành của một hệ thống siêu máy tính
như vậy (bao gồm cả phần cứng lẫn phần mềm hệ thống, công cụ phát triển) có thể
lên ñến hàng triệu ñôla. Do vậy, ñối với các nước ñang phát triển có thể dùng cách
thứ ba, ñó là xây dựng các siêu máy tính bằng cách kết nối nhiều máy tính thông
thường với nhau thành một cụm máy tính. Cách làm này cho phép tạo ra các siêu
máy tính giá rẻ. Bằng cách này viện CDAC của Ấn Độ ñã tạo ra ñược siêu máy tính
xếp thứ 173 trong số top 500 siêu máy tính của thế giới [19].
Như vậy khi nói ñến các cụm máy tính ta thấy ngữ cảnh của chúng hẹp hơn hệ
thống tính toán lưới rất nhiều, thể hiện ở các ñiểm sau:
- Trước hết các cụm máy tính thuộc về một tổ chức, các tài nguyên của cụm
máy tính là các máy tính, thường ñồng nhất về mặt kiến trúc, hệ ñiều hành, khả
năng xử lý phân bố trên một giới hạn ñịa lý rất hẹp (ví dụ trong một phòng máy)
và ñược liên kết với nhau bởi các mạng LAN tốc ñộ cao (cỡ vài trăm Mbits - Gbits).
Do vậy, hệ thống có ñộ tin cậy rất cao. Trái lại, lưới bao gồm tập hợp nhiều tài



23
nguyên ña dạng, không ñồng nhất thuộc nhiều tổ chức phân tán về mặt ñịa lý, ñược
liên kết với nhau bởi các mạng diện rộng có tốc ñộ thấp hơn và mức ñộ tin cậy kém
hơn.
- Trong cụm máy tính các vấn ñề về an ninh không ñược coi trọng. Vấn ñề chủ
yếu là làm sao ñể có ñược hiệu năng cao và không cần thiết phải hy sinh một phần
hiệu năng vì các thủ tục an ninh (vì cụm máy tính chỉ thuộc về một tổ chức và chỉ
nằm trong một phòng máy). Trong khi ñó vấn ñề an ninh là một trong những vấn ñề
quan trọng nhất mà hệ thống tính toán lưới phải giải quyết.
- Trong cụm máy tính người ta quan tâm nhiều ñến hiệu năng, ví dụ: tối ưu hóa
phần cứng phần mềm, sửa ñổi nhân hệ ñiều hành hoặc viết hẳn những hệ ñiều hành
chuyên biệt, thay ñổi giao thức Hệ thống tính toán lưới không ñặt vấn ñề hiệu
năng lên hàng ñầu, mà chủ yếu tập trung vào việc làm sao phân bổ hiệu quả các

nguồn tài nguyên. Trong một số trường hợp, khi ñã ñạt ñược mục tiêu ñó, hệ thống
tính toán lưới cũng mang lại hiệu năng cao, thậm chí hơn nhiều lần so với các siêu
máy tính hiện có. Điều ñó chủ yếu là do quy mô cực kỳ rộng lớn của nó.
Cuối cùng, cũng cần phải nói thêm rằng hệ thống tính toán lưới không phải là
chìa khóa vạn năng dùng ñể giải quyết mọi vấn ñề. Nó ñược dùng ñể bổ trợ chứ
không phải thay thế hoàn toàn các công nghệ tính toán hiện tại. Các công nghệ tính
toán ñã tồn tại cũng ñã giải quyết từng phần các yêu cầu của hệ thống tính toán lưới
ñặt ra (các yêu cầu về chia sẻ tài nguyên phân tán). Tuy nhiên, hệ thống tính toán
lưới giải quyết các vấn ñề ñó một cách tập trung và bài bản hơn, với một ngữ cảnh
rộng hơn rất nhiều.
1.1.5 Những ứng dụng cơ bản của hệ thống tính toán lưới
Trong mục này, chúng ta sẽ ñiểm qua một cách kỹ lưỡng hơn các ứng dụng cơ
bản của hệ thống tính toán lưới ñể thấy ñược lợi ích của công nghệ mới ñầy hứa hẹn
ñối với người sử dụng [18,22,23,27,42,53]:



24
a) Khai thác nguồn tài nguyên chưa ñược sử dụng ñúng mức
Ứng dụng cơ bản nhất của hệ thống tính toán lưới chính là chạy một ứng dụng
hiện hữu trên một máy khác. Công việc ñược yêu cầu có thể chạy trên một máy rỗi
trong mạng. Cần ít nhất hai ñiều kiện tiên quyết ñể thực hiện yêu cầu này. Thứ nhất,
ứng dụng phải có khả năng thực hiện từ xa; Thứ hai, máy từ xa phải ñáp ứng ñược
những yêu cầu về phần cứng, phần mềm và/hoặc những yêu cầu về tài nguyên khác
cho ứng dụng.
Theo thống kê, trong ña số các tổ chức, phần lớn các tài nguyên tính toán
không ñược tận dụng ñúng mức. Đa số các máy tính ñể bàn chỉ bận trong khoảng
5% thời gian và thậm chí, trong một vài tổ chức, máy chủ cũng thường rất nhàn rỗi.
Hệ thống tính toán lưới cung cấp khả năng khai thác triệt ñể những tài nguyên chưa
ñược tận dụng ñúng mức và như vậy, làm tăng ñáng kể hiệu quả khai thác các tài

nguyên này [47].
Trong thực tế, các máy có thể ñể trống một dung lượng ñĩa khá lớn. Hệ thống
tính toán lưới có khả năng tập hợp các không gian nhớ trống này thành một một bộ
nhớ ảo lớn hơn, cải thiện hiệu năng và ñộ tin cậy. Thực vậy, giả sử một ứng dụng
cần ñọc rất nhiều dữ liệu; dữ liệu này có thể ñược tự ñộng nhân bản tại nhiều ñiểm
chính trên lưới. Như vậy, nếu ứng dụng phải xử lý trên một máy từ xa trong lưới, dữ
liệu ñã ở ngay ñó hoặc gần ñó và do vậy, không cần phải di chuyển ñến ñiểm ở xa.
Điều này tạo ra những lợi ích về hiệu năng, ñồng thời việc sao chép dữ liệu như vậy
có thể ñược sử dụng như những bản sao khi bản gốc bị hư hại hoặc không sẵn sàng.
Một chức năng khác của lưới là cân bằng việc sử dụng tài nguyên. Khi có một
ứng dụng ñòi hỏi nhiều tài nguyên, một hệ thống ñơn lẻ không ñủ sức ñể ñáp ứng
thì giải pháp ở ñây là chúng có thể ñược chuyển ñến những hệ thống chưa ñược sử
dụng hết công suất. Nói cách khác, ứng dụng ñó có thể ñược phân ra thành nhiều
phần ñể hoàn thành các phần trên nhiều hệ thống khác nhau. Tóm lại, lưới có thể
ñảm bảo tính nhất quán ñể cân bằng tải trên một tập rộng lớn các tài nguyên [48].



25
b) Khả năng thực hiện tính toán song song
Khả năng tính toán song song là một trong những ñặc ñiểm lôi cuốn nhất của
hệ thống tính toán lưới [42]. Ngoài nhu cầu khoa học thuần túy, sức mạnh tính toán
song song tạo nên một bước tiến bộ mới trong các lĩnh vực khác nhau của ñời sống
như: dự báo thời tiết, khí hậu, ñiều khiển vật thể bay (tàu vũ trụ, tên lửa ñạn ñạo,…),
y sinh học, mô hình tài chính, thăm dò dầu mỏ, làm phim hoạt hình và nhiều lĩnh
vực khác.
Yêu cầu chung của việc thực hiện tính toán song song là các ứng dụng ñược
thiết kế sao cho nó có thể ñược chia nhỏ thành các phần chạy ñộc lập với nhau. Một
ứng dụng có yêu cầu tính toán lớn trên lưới có thể ñược xem như nhiều “công việc
con nhỏ hơn”, sao cho mỗi công việc con này có thể ñược thực hiện trên một máy

nào ñó trong lưới tính toán. Mức ñộ liên quan giữa các công việc con càng thấp thì
ứng dụng càng tối ưu. Một ứng dụng thực hiện song song sẽ kết thúc nhanh hơn gấp
10 lần nếu nó sử dụng số bộ vi xử lý gấp 10 lần, nếu không tính ñến thời gian trao
ñổi thông tin giữa các bộ xử lý.
Việc song song hoá các công việc ñặt ra rất nhiều vấn ñề. Trước tiên, cần có
giải thuật phù hợp ñể chia ứng dụng ra thành các phần cho nhiều CPU. Vấn ñề thứ
hai là nếu các thành phần ñược chia ra không ñộc lập hoàn toàn, có thể gây ra sự
tương tranh về tài nguyên. Ví dụ, nếu tất cả các công việc con cần phải ñọc ra và
viết vào một tệp chung hoặc cơ sở dữ liệu chung, giới hạn truy nhập tệp hay cơ sở
dữ liệu ñó sẽ trở thành nhân tố gây ra sự tương tranh. Sự tương tranh còn tiềm ẩn
trong việc truyền thông ñiệp giữa các công việc con, khả năng truyền thông mạng,
giao thức ñồng bộ hoá, băng thông vào ra cho các thiết bị lưu trữ.
Một ñặc ñiểm của lưới tính toán là tài nguyên không ñồng nhất. Vì vậy, không
nhất thiết phải chia ứng dụng ra thành những công việc ñiều nhau.
Một ñóng góp quan trọng khác của hệ thống tính toán lưới là cho phép ñơn
giản hoá tương tác giữa các hệ thống thuộc các lĩnh vực khác nhau. Trước ñây, tính



26
toán phân tán cũng ñáp ứng yêu cầu tương tự và ở một chừng mực nào ñó có những
thành công. Hệ thống tính toán lưới cung cấp những tiêu chuẩn quan trọng cho phép
các hệ thống không ñồng nhất có thể làm việc với nhau ñể hình thành một hệ thống
tính toán ảo lớn với những nguồn tài nguyên ảo khác nhau [25]. Người dùng của hệ
thống tính toán lưới có thể ñược tổ chức ñộng trong một tổ chức ảo. Mỗi tổ chức ảo
có thể có những yêu cầu chính sách khác nhau. Các tổ chức ảo này có thể chia sẻ tài
nguyên với nhau và tập hợp lại trong một lưới tính toán lớn.
Một ưu ñiểm nổi bật của sự hợp tác là việc chia sẻ về dữ liệu. Tệp hoặc cơ sở
dữ liệu có thể trao chuyển giữa các hệ thống trong tổ chức ảo, như vậy nó sẽ có khả
năng khai thác ñược nhiều hơn các hệ thống ñơn lẻ. Việc chia sẻ tài nguyên không

chỉ giới hạn về dữ liệu mà còn ñặt ra ñối với các nguồn tài nguyên khác như các
thiết bị, các dịch vụ, phần mềm có bản quyền,… Các tài nguyên này ñược ảo hoá,
ñể chúng có khả năng vận hành ñồng nhất giữa những người tham gia vào lưới tính
toán.
Người tham gia vào lưới tính toán có thể là thành viên của một hay một vài tổ
chức thực, ảo. Khi tham gia vào lưới tính toán, họ buộc phải tuân theo những chính
sách bảo mật, những chính sách về giải quyết quyền ưu tiên trong tổ chức ñó.
c) Chia sẻ những nguồn tài nguyên ñặc biệt
Ngoài việc chia sẻ CPU và những tài nguyên lưu trữ, lưới tính toán còn cung
cấp các dịch vụ, cho phép truy nhập tới các thiết bị ñặc biệt như phần mềm có bản
quyền và những dịch vụ khác.
Ví dụ, khi người dùng cần tăng thêm băng thông ñể thực hiện tìm kiếm, khai
phá dữ liệu, công việc có thể ñược chia ra cho các máy trong lưới tính toán kết nối
Internet. Khi ñó, toàn bộ khả năng tìm kiếm ñược nhân lên, do mỗi máy ñều có một
kết nối riêng biệt tới Internet. Tất nhiên, nếu những máy này cùng chia sẻ kết nối tới
mạng băng thông sẽ tăng không ñáng là bao.