相關系統及應用

這裡介紹目前桌機格網的系統及一些應用實例，首先將先介紹目前兩大桌機 格網系統:BOINC 與 Xtremweb，分別在 2.2.3.1 與 2.2.3.2 兩章節中做介紹，在 2.2.3.1 章節中將介紹 BOINC，2.2.3.2 章節則介紹 XtremWeb，並在 2.2.3.3 章節 說明 BOIN 與 XtremWeb 這兩套桌機格網系統不適用於電腦對局應用問題的原因，

而後在 2.3.4 章節中介紹由交大吳毅成教授研發團隊所開發的桌機格網其架構與 特殊性，而此桌機格網系統在本篇論文中稱該系統為 Computer Game Desktop Grid (CGDG)。

2.2.3.1 BOINC 介紹

BOINC[2][6] (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing)是一個有 名的桌機格網運算的中介軟體，科學家依此計劃可以很容易地建立公開資源運算 的專 案 ，用以處 理 各種 科學上 的 運算， 最有 名 的計劃 包括 SETI@Home、

Background Pi 計畫（利用多餘計算能量來計算）等。這些計畫其實包括其他生 物科技、地球科學、數學、物理及天文等應用問題。

SETI@Home 是一個著名利用 BOINC 這套分散式計算系統的專案之一，透 過網路連結在一起的電腦資源，研究人員嘗詴著透過分析『無線電波 SETI』

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(Radio SETI)尋找是否有外星文明的存在。

2.2.3.2 XtremWeb 介紹

XtremWeb [6][9][21]是一個用 Java 撰寫的中介軟體，用於大規模的分散運 算，和 BOINC 類似，工作端的機器會用 pull mode 方式向伺服器取得工作運 算，而伺服器分配到工作端的排程方式屬於 FIFO (First In First Out) 的方式。此 系統主要應用於物理計算這種大量平行計算的應用。此系統包含使用者、工作端、

伺服器三個部分，工作端會定期回報仍在運作的狀態給伺服器，若伺服器在某個 期間內都沒有得到該工作端回報目前運作的情形，則伺服器則會視該工作端已不 存在，並會將該工作端未做完的工作重新分配到其他台工作端。

2.2.3.3 BOINC 與 XtremWeb 不適用於電腦對局應用 的原因

圖表 7 為一般 BOINC 與 XtremWeb 的概略架構圖。

圖表 7 目前桌機格網系統（如 BOINC, XtremeWeb）之架構

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圖表 8 高度動態工作優先權(Job Priority)問題說明圖

2.2.3.4 CGDG 介紹

面對上述 BOINC 與 XtremWeb 不適用於電腦對局應用問題的原因，我們提 出了一套桌機格網系統的做法，該系統全名為 Computer Game Desktop Grid，簡 稱 CGDG，之後將針對系統的架構以及系統的特殊性做說明[17]。

在系統的架構方面，CGDG 為一個三階層式架構的系統，如圖表 9，有用戶 端(Client)、協商者(Broker)與工作端(Worker)三個部分，用戶端產生工作並接受 結果，協商者負責協調一切工作，管理協商所有的客戶、工作與工作端並負責轉 送資訊。工作端則幫忙做工作的運算。整個系統運作流程主要為一開始協商者必 頇先運作起來，之後會一直聆聽客戶端與工作端的連線，而對於每一個客戶端，

協商者只會保留一份工作在協商者的工作序列中，當一有工作端開始處於閒置狀 態的時候，協商者會將佇列中的工作分派給工作端去幫忙作運算，當工作端將工 作執行完畢以後，會馬上將結果傳送給協商者並要求一份新的工作去幫忙作運算，

而協商者在接收到工作執行的結果以後，會馬上將結果轉送給客戶端，並向客戶 端要求一個新的工作來做，在系統運作的期間，工作端會定期的向協商者回報工 作端目前的運作情形以及工作端的系統資訊，客戶端可透過管理介面觀察系統目 前運作的狀態。

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圖表 9 CGDG 系統架構圖

在系統特殊性方面，該系統主要是針對電腦對局應用上的特殊需求，在傳統 的桌機格網無法滿足的情況下提出一套解法，在傳統的桌機格網上，因其主要為 物理、生醫等不需要即時回傳結果的應用，其連線方式多為圖表 10 左的方式，

即工作端將工作帶回家做時，與協商者即斷線，但對於電腦對局應用上，我們會 希望結果能即時的回傳，如此才可減少多餘的時間浪費，為了達到此目的，首先，

我們採用的策略是 TCP 的通訊協定，而非 HTTP 連線來達到此需求。

圖表 10 傳統桌機格網作法(左圖)及 CGDG(右圖)之連線方式

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而在傳統的桌機格網作法上，如下圖左因工作端下載完工作後即斷線，用戶 端則無法將正在執行中的工作中止，但在電腦對局的應用上，如果我們已經找到 一個必勝走法，則其餘的計算則可不用再作運算，但因已經斷線的原故，所以無 法將目前執行中的工作中止，針對這樣的問題，在 CGDG 系統中，我們提供中 止工作的功能，藉由連線採用 TCP 的方式，我們能夠得知目前工作端的運作資 訊，工作在工作端的計算過程中，能夠直接對工作端下達中止工作命令，如此可 避免不必要的運算。

圖表 11 傳統桌機格網作法(左圖)及 CGDG(右圖)之中止工作

除此之外，為了適用於電腦對局應用這類高度動態優先權的應用，我們採取 的作法並非如傳統桌機格網上，一開始即將工作的優先權設定好一個固定的值，

全部丟到協商者上去控管，而是將選擇要丟哪一個工作的決定權寫在客戶端，客 戶端會經由該應用的演算法結果選擇一個當前需優先處理的工作，給予最高的工 作優先權，而後藉由協商者將該工作丟到遠方的工作端執行，如圖表 12。

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圖表 12 傳統桌機格網作法(左圖)及 CGDG(右圖)之工作優先權設定

而對於像物理科學那種彼此工作事完全獨立的應用，即使所有的結果一次回 傳，也不會影響結果，但是像電腦對局這類的應用，前面運算出來的結果會影響 到後面的運算是否頇要繼續做，因此像傳統桌機格網將等所有的結果運算完畢才 一次將結果回傳，是不適用的，於是在我們的 CGDG 系統中，採取的是串流 (Streaming)的方式，在執行的過程中就將結果回傳，如此可加速遊戲樹的結果證 明，並節省建構開局庫的時間，如圖表 13。

圖表 13 傳統桌機格網作法(左圖)及 CGDG(右圖)之結果回傳方式

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