稳定的网络是网格技术实现可靠服务的关键支撑之一。传统网格计算的网络服务是基于Internet架构的，但是随着网络的发展，这种架构逐渐暴露出IP固有的一些问题。尤其对于大规模计算和数据密集型业务，能否提供一套快速、动态、可靠的数据传输更加重要。近来光通信技术的飞速发展，为这一问题的解决提供了契机。对于这种大规模计算和数据密集型业务，能够提供廉价带宽和可靠传输性能的光网络设施成为构建网格网络的最优选择。如果将光网络以一种协作方式作为网络资源在网格系统中共享，就需要研究如何定义光网络资源，如何将这些资源封装成服务，以及如何管理这些服务。全球许多的研究机构已经开始这方面的研究工作，这些工作的结果普遍被称为光子网格。光子网格的实现涉及到很多关键理论与技术问题，如体系结构、资源管理、作业管理、光网络控制、接口、安全技术等。本论文在对光子网格基本概念、特性及体系结构研究的基础上，对光子网格的资源管理技术、综合考虑应用资源和光网络资源的资源联合调度技术、基于负载均衡和可分负载理论的任务量分配技术、基于GridFTP协议的多通道传输技术等进行了各有侧重又互相联系的研究，参与设计并实现了光子网格系统实验平台，完成了相关新机制、新方法的实验和验证工作。本论文总体分为3个部分，共6章：(1)第1-2章，从网格的研究谈起，引出光子网格研究的意义，接着进行了光子网格基本概念和特性、光子网格体系结构及功能要求等方面的基础性研究；(2)第3-5章，光子网格关键理论与技术的研究，涉及资源管理技术、资源调度算法、基于可分负载理论和负载均衡的任务量分配技术、基于GridFTP的多通道传输技术等；(3)第6章，进行了工作总结和进一步工作的展望。本论文的主要创新点为：(1)针对光子网格系统的特点，深入研究了光子网格资源调度的技术，提出了综合考虑网格应用资源和光网络资源的两种资源联合调度算法：最优路径算法，该算法从优化光网络链路连接资源使用的角度，对网格系统中的应用资源进行调度，使源节点到目的节点之间的路径代价最小；最小代价算法，该算法从作业执行代价的角度对应用资源和光网络资源进行选择，是最优资源算法和最优路径算法的一种折衷。以上两种算法可适合于不同性能要求的光子网格系统。(2)将负载均衡和可分负载理论的概念引入到光子网格的任务量分配中，提出了多轮负载均衡方法，并在此基础上，提出了考虑调整因子的线性自适应调整算法，应用于光子网格中的任务量分配。仿真结果证明，该算法能够较好地均衡各个网格处理节点的任务量分配，与传统算法相比较，明显降低了总的时间开销，从而获得较好的性能。(3)提出了基于GridFTP协议的多通道传输机制。这种机制能够非常有效地降低网格任务的执行时间，具有良好的任务并行处理特性，是一种切实可行的并行传输技术。(4)基于实验平台对光子网格多通道传输模式的主要功能与方法进行了功能验证和实验研究。实验分析了论文所提出的多通道传输模式在光子网格系统中的可行性和优缺点，获得了与理论研究一致的实验结论。