网格体系结构是对网格基本组成部分和各部分功能的定义和描述，对网格各部分相互关系与集成方法的规定，以及对网格有效运行机制的定义。网格体系结构是网格最核心的技术，是网格的架构和灵魂，只有建立合理的网格体系结构，才能够设计和构建网格，才能够使网格的效能发挥得最好。目前最重要最有影响的网格体系结构有两个：5层沙漏体系结构、基于Web服务的开放网格服务体系结构(OGSA)。
开放网格服务体系结构(OGSA，Open Grid Service System Architecture)是以服务为中心的“服务结构”。这里的服务是指具有特定功能的网络化实体，它具有更广的含义，可将各种计算资源、存储资源、网络、程序、数据库等等都列为服务。与5层沙漏体系结构不同，OGSA对服务实现共享。从“资源共享”发展到“服务共享”，可将资源、数据、信息等加以统一，有利于动态的共享机制的实现，并使分布式系统管理具有标准的接口和行为。
在充分考虑网格的异构分布式特性的基础上，OGSA对Web服务进行了扩展，提出了动态服务(即网格服务，Grid Service)的概念，如图1所示。通过定义标准的服务接口把服务内容、资源所在地、物理资源特性等信息屏蔽，不仅解决了异构网格环境的互操作问题，而且真正实现了服务的虚拟化。与Web服务一致，OGSA服务采用Web服务定义语言(WSDL，Web Services Definition Language)来描述。
图1：OGSA网络服务示意图
OGSA对网格服务的标准定义是：提供一组定义好的接口，遵循明确约定的Web服务。接口功能包括：服务发现、动态服务创建、生命期管理、通知等功能；约定内容包括：命名和升级能力约定。
OGSA接口和约定提供对临时服务实例(Transient Service Instances)的支持，也就是说，它具有动态服务创建、管理和撤消功能。这些功能可支持视频会议、数据库查询一类的应用。对升级能力的约定主要表现为在实际运行的网格环境中，服务可以独立升级。这要求服务之间具有版本和兼容性检查机制，还要求服务的升级不影响客户的使用。OGSA提供一套机制来识别服务改变，更新客户对服务的了解。
目前，OGSA定义的接口主要支持以下几类操作：
1）服务发现。应用程序发现可用服务，了解服务的特性，进一步使用这些服务。
2）动态服务创建。Factory接口负责网格服务实例的动态创建。
3）生命期管理。动态服务需要有生命期的控制。OSGA通过撤消和设置终止时间两个操作来控制，
其中，终止时间被称作是网格服务实例的软状态生存期管理。软状态协议允许在远端创建状态，如果有保持存活(Keepalive)消息不断发送来，状态被不断保留；如果过了终止时间没有收到保持存活消息，服务实例被自动终止。
4）通知。被多个分布式服务用来互相异步通知感兴趣的状态。
OGSA只关心网格服务实例的语义，例如：如何创建，如何命名，如何决定生存期，如何通信等，不关心实现的编程模型、编程语言、实现工具或执行环境。宿主环境是服务实例实际应用中的执行环境。目前，科学的计算网格服务实例是以本地操作系统进程为宿主环境。Web服务提供的基于容器/组件(Container/Component)的宿主环境为将来的电子商务网格服务提供生存环境，后一种宿主环境提供更高级的编程能力、管理能力、灵活性和安全性。
