开放科学云技术与实践

本书回顾了全球主要开放科学平台的建设进展，搭建了开放科学云联邦系统框架，针对开放科学全过程链条中的计算、存储、网络、数据、软件等关键资源，以及资源汇聚与开放交流、云联邦、智能运管等关键技术与服务诸方面进行了总结归纳。遴选出天文科学、高能物理、生命科学等四个典型案例进行了剖析。提出面向全球合作的开放科学云设想，为进一步推动全球开放科学云基础设施建设提供了丰富的技术参考和实践案例。

前言
第一篇 概念篇
第1章 开放科学与开放科学平台 3
1.1 开放科学概述 3
1.2 开放科学平台 5
1.2.1 开放获取平台 5
1.2.2 开放数据平台 7
1.2.3 开放科学集成平台 9
1.3 开放科学的未来趋势 13
参考文献 15
第2章 开放科学云联邦系统框架 18
2.1 开放科学云应用场景及需求 18
2.2 云联邦系统架构 21
2.3 云联邦资源管理 23
2.4 云联邦服务请求处理 25
2.5 云联邦服务体系 26
2.6 云联邦应用设计 27
2.7 本章小结 28
参考文献 29
第二篇 技术篇
第3章 计算技术云化实践 35
3.1 计算资源聚合与云化服务 36
3.1.1 计算资源聚合技术 36
3.1.2 计算资源云服务技术 39
3.2 智能化计算 42
3.2.1 面向异构计算资源的虚拟化运行环境 43
3.2.2 基于容器和虚拟化的应用可移植部署 44
3.2.3 人工智能计算资源与HPC资源融合 45
3.3 融合计算探索 47
3.3.1 融合计算实践 48
3.3.2 融合计算展望 50
3.4 本章小结 52
参考文献 53
第4章 海量科研数据存储管理与云服务 54
4.1 海量数据存储技术与云服务系统 54
4.1.1 海量数据存储技术与云服务系统现状 54
4.1.2 海量科研数据存储需求 54
4.1.3 海量科研数据存储系统架构 56
4.2 科研数据管理技术 67
4.2.1 科研数据管理需求与特征 67
4.2.2 相关科研数据管理技术与系统 70
4.2.3 科研大数据管理关键技术 72
4.2.4 云环境下的科研大数据管理实践 75
4.3 本章小结 90
参考文献 90
第5章 弹性互联及高速传输 92
5.1 需求及现状分析 92
5.1.1 科研信息基础设施的发展趋势 92
5.1.2 国内外科研信息基础设施发展现状 92
5.1.3 中国科技云网络基础设施面临的需求和挑战 93
5.2 云网融合系统架构 94
5.2.1 云网融合的国内外发展态势 94
5.2.2 中国科技云云网融合系统总体架构 95
5.2.3 云网融合带来的机遇与挑战 96
5.3 面向科研大数据的高速传输技术 97
5.3.1 差异化队列管理机制 97
5.3.2 面向科研大数据的传输控制算法 97
5.3.3 服务下沉和多级缓存机制 97
5.4 基于通用处理器平台高效软转发技术 98
5.4.1 高效稳定可扩展的多字段数据包查找算法 98
5.4.2 支持并发的异步规则更新机制 101
5.5 虚拟交换机的智能网卡卸载加速 102
5.5.1 支持部分卸载的层次化包查找框架 102
5.5.2 事件驱动的动态卸载与智能调度机制 104
5.6 本章小结 104
参考文献 105
第6章 开放科研数据 107
6.1 开放科研数据进展 107
6.1.1 政策体系框架 107
6.1.2 标准规范研制 108
6.1.3 多元开放模式 110
6.1.4 技术实践态势 112
6.2 数据标识 115
6.2.1 数据标识概述 116
6.2.2 数据标识发展现状 116
6.2.3 数据标识应用 119
6.2.4 小结 120
6.3 发布与发现 120
6.3.1 基础模型与系统框架 120
6.3.2 数据管理 123
6.3.3 数据发布 132
6.3.4 数据发现 134
6.3.5 应用案例 141
6.3.6 小结 146
参考文献 147
第7章 开放科学软件资源 149
7.1 科学软件助力开放科学 149
7.2 开源开放科学软件生态的模式和机制 150
7.2.1 开源开放科学软件社区的核心机制 150
7.2.2 开源开放软件项目的生命周期 152
7.2.3 开源开放科学软件生态的人才培养模式 153
7.3 社区生态的运营和服务体系 154
7.3.1 社区运营模式 154
7.3.2 社区服务模式 155
7.4 安全可控的开源开放社区支撑平台 156
7.4.1 安全可控的开源开放社区支撑平台的系统架构 156
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