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网格体系结构是关于如何构建网格的技术，它包括两个层次的内涵。
一是要标识出网格系统由哪些部分组成，清晰地描述出各个部分的功能、目的和特点。
二是要描述网格各个组成部分之间的关系，如何将各个部分有机地结合在一起，形成完整的网格系统，从而保证网格有效地运转，也就是将各个部分进行集成的方式或方法。
研究网格体系结构的目的是为了更好地实现网格，因此在网格体系结构的研究过程中，首先需要确定的就是网格系统到底由哪些基本的功能模块组成的，它们之间如何有机地组合，成为一个完整的网格系统。
网格系统的基本功能模块示意图如下：
网格用户通过用户界面实现与网格之间的信息交互，实现诸如用户作业提交、结果返回等输入输出功能。
网格在提供服务之前要知道哪个资源当前可以向用户提供服务，这就需要网格中信息管理模块提供相应的信息。
选定合适的资源后，网格需要把该资源分配给用户使用，并对使用的过程中的资源进行管理，这些是资源管理的功能。
网格在提供服务的过程中需要网格数据管理功能模块将远程数据传输到所需节点。
作业运行过程中由作业管理模块提供作业的运行情况汇报。
使用网格的用户及其使用时间和费用等的管理则由用户和记账管理模块实现。
用户使用网格的整个过程中都需要QoS（Quality of Service，服务质量）保证、通信和安全保障，以提供安全可靠、高性能的服务。
五层沙漏体系结构
在五层沙漏体系结构中，最基本的思想就是：以协议为中心，强调服务与API和SDK的重要性。
五层沙漏结构的设计原则就是要保持参与的开销最小，即作为基础的核心协议较少，类似于OS内核，以方便移植。
五层沙漏结构根据该结构中各组成部分与共享资源的距离，将对共享资源进行操作、管理和使用的功能分散在五个不同的层次，由下至上分别为构造层（Fabric）、连接层（Connectivity）、资源层（Resource）、汇聚层（Collective）和应用层（Application）。如下图所示。
（1）构造层
构造层的基本功能就是控制局部的资源，包括查询机制（发现资源的结构和状态等信息）、控制服务质量的资源管理能力等，并向上提供访问这些资源的接口。构造层资源是非常广泛的，可以是计算资源、存储系统、目录、网络资源以及传感器等等。
（2）连接层
连接层的基本功能就是实现相互的通信。它定义了核心的通信和认证协议，用于网格的网络事务处理。通信协议允许在构造层资源之间交换数据，要求包括传输、路由、命名等功能。
（3）资源层
资源层的主要功能就是实现对单个资源的共享。资源层定义的协议包括安全初始化、监视、控制单个资源的共享操作、审计以及付费等。它忽略了全局状态和跨越分布资源 集合的原子操作。
（4）汇聚层
汇聚层的主要功能是协调多种资源的共享。汇聚层协议与服务描述的是资源的共性，包括目录服务、协同分配和调度以及代理服务、监控和诊断服务、数据复制服务、网格支持下的编程系统、负载管理系统与协同分配工作框架、软件发现服务、协作服务等。它们说明了不同资源集合之间是如何相互作用的，但不涉及到资源的具体特征。
（5）应用层
应用层是在虚拟组织环境中存在的。应用可以根据任一层次上定义的服务来构造。每一层都定义了协议，以提供对相关服务的访问，这些服务包括资源管理、数据存取、资源发现等。
开放网格服务体系结构（Open Grid Services Architecture, OGSA）
OGSA包括两大关键技术，即网格技术和Web Service技术，它是在五层沙漏结构的基础上，结合Web Service技术提出来的，解决了两个重要问题——标准服务接口的定义和协议的识别。
以服务为中心是OGSA的基本思想，在OGSA中一切都是服务。包括各种计算资源、存储资源、网络、程序、数据库等等，简而言之，一切都是服务。这种观念，有利于通过统一的标准接口来管理和使用网格。
网格服务示意图如下：
Web服务资源框架（Web Service Resource Framework，WSRF）
WSRF采用了与网格服务完全不同的定义：资源是有状态的，服务是无状态的。为了充分兼容现有的Web服务，WSRF使用WSDL 1.1定义OGSI中的各项能力，避免对扩展工具的要求，原有的网格服务已经演变成了Web服务和资源文档两部分。WSRF推出的目的在于，定义出一个通用且开放的架构，利用Web服务对具有状态属性的资源进行存取，并包含描述状态属性的机制，另外也包含如何将机制延伸至Web服务中的方式。