随着科学技术的发展，动态、高带宽、实时的并行与分布式协作业务增加了对分散、异构资源的访问需求与调配难度，从而对网络承载体系提出了挑战或更高的要求。光子网格可使大容量光网络得到更好的发展。以数据密集型为主新业务需要充分的网络资源与动态的网络服务模式，光网络具有广泛的带宽资源，如何合理的分配资源并充分利用网络带宽，推动网络与业务的一致性，已成为光网络发展的主要方向之一。光子网格是借助光交换与传输智能化体系，实现分布式存储，分布式传输，分布式处理的等服务的基础设施。光子网格的目标是实现资源的协同工作和共享，把光网络中的资源整合成功能强大的虚拟光网络，向用户提供高质量的服务。对光子网格中智能节点等关键技术的研究，旨在探索如何在光网络和异构资源环境下构建基于网格广泛资源体系的支撑环境及动态、新型资源的调用方式。论文研究的主要内容围绕如何构建光子网格，为满足多样化业务需求，针对光子网格节点结构、控制机制、体系结构、资源分配和调度算法等有关技术进行深入研究，突破的关键技术内容。论文以构建光子网格的关键技术为核心，从一个广泛的角度对以面向光子网格节点的若干关键技术进行深入研究与分析，本文的研究工作成果和创新性体现在下述几个方面：(1)提出基于ASON的光子网格体系结构ASONGrid和基于OBS的光子网格体系结构GOBS两种机制。以网格网络服务方式兼容ASON管理平面功能，提出基于ASON的光子网格中间件功能和控制平面。结合OBS的多粒度带宽特性，提出GOBS体系结构，构造光子网格节点结构，边缘节点能支持网格业务，并为中间件提供业务接入、资源管理、分配和调度等；提出网络资源并行调度机制以实现QoS感知的网格网络服务。通过GridFTP大文件并行传输示例，验证网格节点结构、光子网格业务模型和应用模式。(2)为解决光子网格中面向应用驱动的光网络资源调度，实现带宽资源的动态分配并提高光资源利用效率，提出基于时间窗口的光资源按需并行调度方法。光路供给与波长调度建立时间窗口式时分复用，由应用发出请求指示时延与速率的需求。本方法引入分时制窗口调用，避免多条并行光路的长时间占用所引起的阻塞。通过数学模型分析和局部仿真，验证所题方法的特性，结果表明基于时间窗口的光资源按需调度有助于在密集数据模式下提高光子网格资源利用效率。分时复用的并行光路能增加光子网格中带宽资源的利用率，避免多条光路同时分配给一个任务引起的呼叫阻塞率增加。(3)提出基于光树与可分负载相结合的调度算法。所提算法主要考虑如何为并行与分布式任务提供光资源并能进行任务的优化处理，从而提高任务执行的效率，降低系统时间，使得光树的构建方法与可分负载理论(BET)相结合满足并行与分布式业务对于资源调度的需要。在本算法涉及的内容包括光子网格并行与分布式处理业务模型，多端口网络模型中组播光树的计算和可分负载调度算法。通过理论与仿真分析，结果显示DLT模型适合网格中负载的分布策略，结合光树能灵活调度光网络资源，提供并行的光通道以处理高数据量应用。(4)提出建立在光交换网结构基础上，以网格应用为目标的光子网格节点物理结构和功能框架。结合物理和逻辑功能，建立网络节点的资源的控制和协调机制，以满足网格应用对于资源的需求。针对光子网格节点设计，结合光子网格仿真平台及传输服务给出验证和实验分析，取得该方面的研究成果为：ⅰ)．提出ASONGrid光子网格节点功能体系；ⅱ)．结合国家“863”项目，设计光子网格网络(PGN)模拟平台节点结构、光子网格中间件整体框架和PGN系统组成；ⅲ)．在平台体系上验证按需光路供给机制并应用试验，通过基于GridFTP的大文件传输服务验证光子网格具有如下特性：应用驱动特性；网格与光网络资源控制的可结合性；光资源调度的并发性；资源管理的广泛分布性与共享性；光子网格带宽服务的多粒度性。