中國移動-互聯(lián)網(wǎng)云計算與P2P技術(shù)研究報告

中國通信標準化協(xié)會 課題編號： 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 （ 征求意見稿 ） (題目建議用云計算 ) 完成單位： 中國移動 工業(yè)和信息化部電信研究院 中國電信 2009 年 9 月 研究報告要點 本報告討論了云計算中的主要技術(shù)，云計算對互聯(lián)網(wǎng)的影響，云計算存在的主要問題，比較了云計算技術(shù)與 P2P 技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)的異同點，分析了 DSN（ distributed service network） 與云計算的關(guān)系，最后提出 DSN 與云計算結(jié)合應(yīng)用的思路和方案。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 1 - 1. 概念與背景 1.1 云計算基本概念 云計算 (Cloud Computing)是分布式計算 (Distributed Computing)、并行計算 (Parallel Computing)和網(wǎng)格計算 (Grid Computing)的發(fā)展，或者說是這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)。它是一種動態(tài)的 、 易擴展的 、且通常是通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn) 的 虛擬化的計算方式。 用戶 不必具有云內(nèi)部的專業(yè)知識， 不需要了 解云內(nèi)部的細節(jié)， 也 不 直接控制基礎(chǔ)設(shè)施。 （定 義應(yīng)說清楚） 云計算的基本原理是 ： 計算 資源 分布在 網(wǎng)絡(luò)側(cè) 大量的計算機上，而非本地計算機或 單臺 集中式遠程服務(wù)器中 ， 用戶通過 接入互聯(lián)網(wǎng)、 利用云提供的編程接口 、云計算終端 軟件 或者 瀏覽器訪問 云提供的不同服務(wù) ，把 “ 云 ” 做為 數(shù)據(jù) 存儲以及應(yīng)用服務(wù)的中心 。 1.2 云計算的行業(yè)背景與分析 1.2.1 云計算的商業(yè)應(yīng)用與商業(yè)計劃 Amazon 的“云” 圖 1-1 Amazon 的 云計算 Amazon 從 2002 年 7 月開始推出 Amazon Web Services，為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供開放式的通用平臺。截 至 2007 年 7 月，注冊開發(fā)者已經(jīng)達到 330000。目前，該平臺包含了 Elastic Compute Cloud（ EC2） 、 Elastic Block Store（ EBS）、 SimpleDB、互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 2 - Simple Storage Service（ S3） 、 CloudFront、 Simple Queue Service（ SQS） 等功能平臺，計費、安全、網(wǎng)管 等 運營支撐 平臺 ，以及其它一些商業(yè)應(yīng)用平臺。 其中 ， S3 是 Amazon 推出的 最早的 云計算服務(wù) ，提供無限量的文檔、 照片 、音 視頻和其他數(shù) 據(jù)的存儲。該服務(wù)被許多軟件公司采用為客戶提供下載和 網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)。截止到 2009 年 3 月，其存儲量達到了 520 億個對象。 迄今為止， S3 的詳細設(shè)計沒有公開，其目標是實現(xiàn)高可擴展性、高業(yè)務(wù)可用性、低時延以及廉價的存儲。 S3 單個對象不得超過 5GB，配以最大 2KB 的 metadata。每個 AWS 賬戶可擁有數(shù)個 bucket，其中包含分別具有唯一用戶指定 key 的數(shù)個對象。支持 REST類型的 HTTP 接口或者 SOAP 接口進行對象的生成、列表和檢索，并支持通過 HTTP GET 接口或者 BT 協(xié)議下載對象。 用戶可以租用基于 Xen的 EC2云計算平臺，利用虛擬化技術(shù)建立服務(wù)器實例，運行其 自身的應(yīng)用。用戶可以隨意關(guān)停虛擬服務(wù)器，并僅對激活的服務(wù)器進行付費。用戶可以在不同區(qū)域建立服務(wù)器實例并互為備份，以最小化宕機的風(fēng)險。在2008 年 8 月， Amazon 又推出了 EBS（ Elastic Block Store，彈性塊存儲）以完善 EC2 的云存儲功能。 Sun 的“云” 圖 1-2 Sun 的 云計算 Sun 公司也基于云計算理論提出，未來的數(shù)據(jù)中心不會再被局限在擁擠而悶熱的機房里，而是一個個可移動的集裝箱，企業(yè)可以把它移動到包括“郊外”在內(nèi)的各種地方，降低機房的開支。 2008 年 5 月， Sun 在 2008JavaOne 開發(fā)者大會上宣布推出“ Hydrazine”計劃（參見圖 1-2） ， 基于“ Hydrazine”計劃， Sun 希望利用其核心技術(shù)打造一個包含網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)中心和其他基礎(chǔ)設(shè)施組件在內(nèi)的完整解決方案，如 Sun JavaFX 的 豐富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序技術(shù)、 Sun 的 Glassfish應(yīng)用服務(wù)器、 Sun 企業(yè)服務(wù)總線、 Sun 目錄服務(wù)器、 MySQL、“廉價存儲”和 Sun的硬件，從而使得開發(fā)人員利用 Sun 平臺創(chuàng)建托管應(yīng)用與服務(wù)，并且不用到任何互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 3 - 其它地方就可以利用這些應(yīng)用程序和服務(wù)賺錢。此外，作為“ Hydrazine 計劃”的一部分， Sun 還推出了“ Insight 計劃”。這個分析功能可以讓開發(fā)人員知道誰在使用他們的產(chǎn)品，并利用這個功能注入廣告賺錢。 Google 的“云” 圖 1-3 Google 的 云計算 Google 則以開源的姿態(tài)推廣它的云計算平臺，這使得用戶可以得到這個平臺的代碼并修改它。 2006 年， Google 使用 MapReduce 技術(shù)，通過 40 臺服務(wù)器集群構(gòu)建了第一個云。 Google 的數(shù)據(jù)中心在節(jié)能、速度、成本方面很有優(yōu)勢，因而 Google 能夠以極低的成本增添運算能力。如圖 1-3 所示，其云計算架構(gòu) 主要包括集群管理和控制系統(tǒng) (Cluster)、分布式并行計算 (MapReduce)、分布式數(shù)據(jù)管理 (BigTable)、分布式文件存儲 (GFS)、分布式數(shù)據(jù)并發(fā)訪問控制 (Chubby)和工作隊列 (GWQ)等。此外，在 2007 年 10 月， Google 還和 IBM 達成協(xié)議，同美國卡耐基 -梅隆大學(xué)、麻省理工大學(xué)、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克萊分校、馬里蘭州大學(xué)和華盛頓大學(xué)等六所大學(xué)展開合作，為其計算機專業(yè)學(xué)生和研究人員提供硬件、軟件和服務(wù)支持。 Google-IBM 云將會提供由數(shù)百臺計算機組成的數(shù)個集群，這些計算機包括 Google 的定制機器、 IBM 的 BladeCenter 和 System X 服務(wù)器。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 4 - IBM 的“云” 圖 1-4 IBM 的 云計算 除了與 Google 合作，為美國高校提供相應(yīng)云服務(wù)，推動云計算的研究， IBM在 2007 年也推出其云計算計劃，即藍云計劃（ Blue Cloud），參見圖 1-4。它基于由 IBM 軟件、系統(tǒng)技術(shù)和服務(wù)支持的開放標準和開源軟件，包括一系列的云計算產(chǎn)品。而且， IBM 還計劃將大多數(shù)服務(wù)器產(chǎn)品都升級為支持藍云的產(chǎn)品，將藍云滲透到 IBM 的軟件、硬件以及服務(wù)之中。 在云計算領(lǐng)域， IBM 有著許 多得天獨厚的優(yōu)勢，如在其產(chǎn)品線中，應(yīng)用服務(wù)器、存儲和管理軟件樣樣具備。此外， IBM 還可以繞開數(shù)據(jù)從本地轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)過程中的安全問題這一障礙，通過向客戶出售云計算方案與終端，為企業(yè)建立屬于自己的云計算數(shù)據(jù)中心來發(fā)展這一計劃。 IBM 已擁有了最為完整的包括硬件、軟件與服務(wù)的云計算解決方案，來幫助企業(yè)客戶利用云實現(xiàn)成本與效率的優(yōu)勢。 IBM 最新軟件產(chǎn)品可管理并確保云計算環(huán)境安全 ； IBM 全球服務(wù)部 (Global Services)不僅為企業(yè)提供可安全測試應(yīng)用的全新 IBM 云環(huán)境，還將通過云為企業(yè)提供數(shù)據(jù)保護方面的軟件服 務(wù) ； IBM 與 Juniper Networks 聯(lián)手合作混合云能力，演示 “ 溢流云 (overflow cloud)” 。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 5 - 微軟的“云” 圖 1-5 微軟的 云計算 在 PDC2008 的主題演講中，微軟首席軟件架構(gòu)師 Ray Ozzie 宣布了微軟的云計算戰(zhàn)略以及云計算平臺 Windows Azure。 如圖 1-5 所示， Windows Azure提供了一個基于 Windows 的虛擬計算環(huán)境和存儲，可以把 Windows Azure 理解為云端的操作系統(tǒng)。它的底層是數(shù)據(jù)中心中數(shù)量龐大的 Windows 64 位服務(wù) 器。Windows Azure 通過底層的結(jié)構(gòu)控制器（ Fabric Controller）有效地將這些服務(wù)器組織起來，給前端的應(yīng)用提供計算和存儲能力，并保證其可靠性。 在 Windows Azure 之上， Azure services Platform 提供了很多針對不同用途的服務(wù)，如圖 1-6 所示。 Live 服務(wù)：微軟將 Windows Live 的很多功能和資源，通過 Live 服務(wù)器封裝以后提供給軟件廠商和開發(fā)人員使用。通過 Live Services，可以存儲和管理Windows Live 用戶的信息和聯(lián)系人，將 Live Mesh 中的文件和應(yīng)用同步到用戶的不同設(shè)備上去。 .NET 服務(wù)：最初被命名為 BizTalk 服務(wù)，它提供了一個基礎(chǔ)架構(gòu)，來構(gòu)建基于 Internet 的分布式應(yīng)用，初步實現(xiàn)了 Internet 服務(wù)總線的一些功能。不僅可以提供給云計算平臺使用，同時企業(yè)自由的服務(wù)器程序也可以使用。 .NET Services 由訪問控制、服務(wù)總線和工作流三個模塊組成。 SQL 服務(wù)：是一個云計算平臺之上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)?，F(xiàn)在，提供了類似于 SQL Server 的數(shù)據(jù)存儲、查詢能力。不 久 的將來，會提供報表、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)同步等功能。 SQL 服 務(wù)構(gòu)建在企業(yè)級的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫和 Windows 服務(wù)器之上。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 6 - 圖 1-6 Azure Services Platform 1.2.2 云計算應(yīng)用評述 總體而言， 微軟、 Oracle、 IBM、 Sun、英特爾等 IT 巨頭都面臨著云計算的挑戰(zhàn)，而 Google 則 依靠其搜索引擎后來居上 ， 在此領(lǐng)域一枝獨秀 。 Google 能 有與 微軟等 軟件 巨頭競風(fēng)流的實力，有 如下幾個重 要的 客觀理由 ： 1）數(shù)據(jù)是實現(xiàn)云計算的根本 。 有 了 “ 數(shù)據(jù) ” 的云，才有計算的云。搜索引擎就是從海量數(shù)據(jù)中尋找信息的技術(shù)。隨著信息量的 增多 ，用戶的增 加 ，搜索引擎技術(shù) 只有將 更多的硬件和 軟件組成 集群 ， 才能支撐如此規(guī)模的計算。這 就是云計算的 雛形 。 全球數(shù)以億計的用戶和 Google 的搜索平臺形成了這樣的關(guān)系： 用戶 只需要通過 IE 這種簡單的客戶端就能 享受 Google 提供的搜索服務(wù) 。 這 正 是 “ 云計算 ”的 軟件 服務(wù)模型，也形成了 Google 現(xiàn)在的商業(yè)服務(wù)模式。 相對而言 ，微軟、Oracle、 Sun 等專注于功能 軟件 的研發(fā)，這些功能 軟件 必須依靠單臺 PC 或者服務(wù)器，給用戶 帶來了 一種復(fù)雜和冗余的體驗。 2）應(yīng)用是云計算得以普及和發(fā)展的催化劑。 Google 的搜索引擎 現(xiàn)在 成了每個人都需要的工具，并成為全球最大的搜索引擎平臺，擁有全球的用戶。谷歌 通過運營搜索引擎， 能分析出 網(wǎng)民 最關(guān)心什么 ，最感興趣的是什么以及這些人的 生活 范圍， 這樣也更容易推出受關(guān)注和喜歡的應(yīng)用 。 反觀 微軟、 Oracle、 Sun 等長期專注于某一功能 軟件 的研發(fā)，他們的產(chǎn)品不是在尋找信息、搜索信息，而是用于產(chǎn)生信息、輸出 電子 文檔，就人的需要程度而言遠遠比不上 Google 的搜索平臺。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 7 - 3） 微軟 、 Sun 等云計算 技術(shù)與 Google 的差別 微軟在 98 年之前就提出了 Windows DNA，即基于 Windows 平臺的網(wǎng)絡(luò)分布式應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，還在 COM（組件對象模型）上提出了 DCOM， COM，也就是分布式的組件對象模型 。 后來微軟又提出了 .NET， .NET 的思想是擴展服務(wù)器和客戶端模型為松耦合服務(wù)的 、 豐富的、分布式計算范例 ；今天的 Live 也是基于這樣的一種考慮 。由上可見，微軟 的 分布式是一種基于組件之間的分布式，重點在于 應(yīng)用程序之間 的 協(xié)同和調(diào)用。 與此 類似 ， Sun、 IBM 等所謂的 “ 云計算 ” 也 與此類似 。 微軟 、 Sun、 IBM 的云計算 之所以 局限于應(yīng)用程序的層次上 ，主要 是因為 它 們長期依靠這樣的商業(yè)模式：客戶通過購買 軟件 介質(zhì)安裝在 PC 上實現(xiàn) 用戶端 服務(wù)， 軟件 功能越 強大 價值就越高。這讓用戶體驗過程 變得 復(fù)雜、繁瑣，也不是 軟件 即服務(wù)的簡潔模式。 因此不論從概念上，還是技術(shù)上，他們的云計算 與Google 的云計算存在層次上的差別 。 2. 云計算 業(yè)務(wù) 類型 *本部分內(nèi)容待補充。 3. 云計算主要技術(shù) *本部分內(nèi)容待補充 3.1 分 布式計算技術(shù) 3.2 分布式存儲技術(shù) 3.3 虛擬化技術(shù) 3.4 web service 技術(shù) *本部分內(nèi)容待確定 4. 云計算對互聯(lián)網(wǎng)的影響 4.1 對技術(shù)發(fā)展的影響 1）互聯(lián)網(wǎng)的端到端理念面臨巨大挑戰(zhàn)。目前，用戶不斷通過升級硬件和軟件來享受更多的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。當(dāng)云計算時代到來以后，用戶端將變得越來越簡單，幾乎所有的計算和存儲資源都集中到了云端。云 端與用戶端在資源的配置上存在互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 8 - 著嚴重的不對等現(xiàn)象。 2）提出了 面向商用的計算模式。 Microsoft、 IBM、 Oracle 等傳統(tǒng)軟件廠商一般通過出售軟件介質(zhì)來盈利。這些軟件都安裝在用戶的 PC 上，軟件功能越 強大 價值就越高。在云計算時代，用戶無須關(guān)心軟件的維護和升級，這些工作都由云計算服務(wù)提供商來完成。用戶通過瀏覽器接入云端就可以享受各項服務(wù)。云計算服務(wù)提供商僅對服務(wù)進行收費。 3）提出了基于分布式存儲和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲的新存儲模式。目前，數(shù)據(jù)一般存儲在個人和企業(yè)私有的存儲介質(zhì)里。由于受計算機病毒等因素的影響，其安全性不高。如果用戶將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到云端，這些數(shù)據(jù)就可以得到專業(yè) 的 維護，數(shù)據(jù)的安全性大大提高。 4）提出了新的容錯管理模式和可靠性理念 。 認為采用多個低 端 服務(wù)器即可實現(xiàn)高容錯和高可靠的系統(tǒng)。在硬件不可靠的情況下，通過軟件技術(shù)，將多個低端 服務(wù)器組合成集群，就可以實現(xiàn)與大型服務(wù)器相同的功能 ，但商業(yè)成本卻大大降低。這也是 Google 云計算的一個顯著特點。 5）提出了結(jié)合虛擬技術(shù)的新業(yè)務(wù)實現(xiàn)方式。虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)在計算、存儲器和網(wǎng)絡(luò)硬件以及在其上運行的軟件之間提供了一個抽象層，簡化了 IT 計算體系結(jié)構(gòu)，可以控制成本，并提 高響應(yīng)速度。 4.2 對業(yè)務(wù)發(fā)展的影響 1）帶來互聯(lián)網(wǎng)虛擬化運營的大發(fā)展，促進互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的進一步繁榮。可進一步減低業(yè)務(wù)創(chuàng)新的門檻，進一步增強網(wǎng)絡(luò)能力，并使得用戶的使用方式更加靈活多樣。 2）為信息服務(wù)業(yè)提供了良好的發(fā)展契機，促進了電信運營商的進一步轉(zhuǎn)型。一方面， 電信網(wǎng)絡(luò)將與水、電一樣成為社會基礎(chǔ)設(shè)施的一部分， 為云計算服務(wù)提供高速網(wǎng)絡(luò)。另一方面在業(yè)務(wù)上 電信運行商 也 將與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商展開競爭。電信運行商將與 Google、 Amazon 這樣的互聯(lián)網(wǎng)巨頭同臺競技 ， 電信運行商的優(yōu)勢在于擁有對底層通信網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)，另 外，豐富的運營經(jīng)驗以及良好的客戶關(guān)系也將幫助電信運行商在云計算時代占有一席之地。 3）促進了產(chǎn)業(yè)鏈的細化與整合，推動了新型 ISP（如資源出租、虛擬 ISP）的出現(xiàn)。依靠出售 PC 硬件或單機軟件的傳統(tǒng) IT 廠商將受到云計算的強烈沖擊，因為用戶無須再像以前那樣無休止地升級 PC 的硬件或軟件。更多的服務(wù)提供商會基于成本考慮將各類業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到云計算平臺上來。建有大型云計算數(shù)據(jù)中心的廠商將有償提供計算及存儲資源出租。由于準入門檻大幅降低，各類新興的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將雨后春筍般涌現(xiàn)出來 。 4）產(chǎn)生了 XaaS(如 Securiy/Platfrom/Infrastructure/Hardware 等 )新概念，對服務(wù)理念產(chǎn)生了巨大影響。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 9 - 4.3 對行業(yè)監(jiān)管的影響 隨著云計算技術(shù)的出現(xiàn)， IT 產(chǎn)業(yè)鏈上跟云計算相關(guān)的環(huán)節(jié)如云計算服務(wù)提供商和虛擬運營商的管理與監(jiān)督就成為互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的新課題。 首先，云計算的出現(xiàn)徹底打破了地域的概念，資源的跨地域存儲與本地化監(jiān)管之間的矛盾將會被激化。這就需要在互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管上面要求全局觀念，在網(wǎng)絡(luò)資源存儲、資源共享和網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管等諸多方面做好不同地域之間的溝通和協(xié)調(diào)工作。 其次，隨著云計算市場的成長和成熟，也將伴隨著新一輪的行 業(yè)壟斷。在云計算的研究和推廣過程中， Google、 Microsoft、 IBM、 Amazon 等幾大 IT 巨頭已經(jīng)處于領(lǐng)先的位置，其投入的大量人力財力保證了他們在云計算技術(shù)方面到巨大優(yōu)勢。這種優(yōu)勢在云計算真正開始運營時，必將會促使這些 IT 巨頭們壟斷云計算市場。如何對云計算市場的壟斷行為進行抑制和疏導(dǎo)是云計算后互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的一個新課題。 第三，由于業(yè)務(wù)提供模式和維護方式等方面的不同，云計算后互聯(lián)網(wǎng)上的業(yè)務(wù)運營模型必然要發(fā)生改變。如何重新分配互聯(lián)網(wǎng)原有商業(yè)模式中的各種利益關(guān)系，協(xié)調(diào)云計算產(chǎn)業(yè)價值鏈上下游各個企業(yè)的關(guān)系， 盡快出臺云計算后互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的運營管理辦法，從而促進云計算后互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的有效運轉(zhuǎn)，都將是云計算后互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管亟待應(yīng)對和解決的關(guān)鍵問題。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 10 - 5. 云計算存在的主要問題 5.1 安全問題 云計算的安全性包括兩個方面： 一是 用戶 的 數(shù)據(jù) 不被泄露，二是 用戶 在需要時 能及時、準確 地獲取這些 數(shù)據(jù) 。雖然云計算產(chǎn)業(yè)鏈上的廠商和一些第三方的調(diào)查咨詢機構(gòu)都一再 宣 稱公眾對于云計算安全性的疑慮有點夸大，試圖以此來打消用戶 的顧慮，但 從 近 年 來發(fā)生的種種事故 可以明顯看出云計算的安全問題并沒有得到根本解決。 互聯(lián)網(wǎng)巨頭 Google 近年來多次發(fā)生數(shù)據(jù) 泄露事故： 2005 年 1 月，研究者發(fā)現(xiàn)了 Gmail 里的幾個安全漏洞，令用戶名和密碼很容易被盜竊，外來者可以窺探用戶的電郵。 2005年 12月，研究者發(fā)現(xiàn) Google桌面以及 IE瀏覽器的一個漏洞，令 Google用戶的個人數(shù)據(jù)很容易暴露給惡意網(wǎng)站。 2007 年 1 月，安全專家發(fā)現(xiàn)在 Google 桌面存有一個安全漏洞，有惡意的人不僅可以遠程持續(xù)地侵入 Google 桌面用戶的敏感信息，甚至可以控制用戶的整個電腦系統(tǒng)。 而除了信息泄露造成的損失之外，關(guān)鍵時刻無法訪問云計算服務(wù)器也是 用 戶所不愿看到的情況 。 微軟 的 云計算平臺 Windows Azure 就曾出現(xiàn)過 運作中斷的 現(xiàn)象 。 Windows Azure 是微軟目 前 處在測試階段的云計算平臺，其計劃 是使 企業(yè) 可以 直接在網(wǎng)絡(luò)上使用商業(yè)軟件，并儲存數(shù)據(jù)。 即使這兩個問題都能得到解決，人們接著當(dāng)心的是云計算服務(wù)提供商是否會破產(chǎn)。因為云計算服務(wù)提供商一旦破產(chǎn)，存儲在云端的數(shù)據(jù)的安全性就無法得到保證。 5.2 網(wǎng)絡(luò)瓶頸 如果采用云計算的模式，那么目前 的帶寬 是遠遠不夠的。比如一部高清電影，在我們的電腦上運行的時候 ,數(shù)據(jù) 是直接從硬盤上提取 ,其傳輸 時延 幾乎為零。但是一旦使用云計算服務(wù)，電影存儲在一個距離遙 遠的數(shù)據(jù)中心，即使網(wǎng)絡(luò)帶寬達到 1MB/S（目前，大多數(shù)用戶的帶寬低于這個水平）， 產(chǎn)生的 延時 及 抖動 也會令用戶無法接受。不只是個人用戶，企業(yè)用戶在使用云計算服務(wù)時同樣會遭遇帶寬瓶頸。 一家地區(qū)性銀行在成功試用 Salesforce 公司的服務(wù)后，決定大面積推廣使用，但是由于它沒有規(guī)劃好帶寬需求，所以付出了慘重代價：員工的網(wǎng)絡(luò)連接速度突然間變得奇慢無比。由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量激增， 網(wǎng)絡(luò)鏈路被阻塞，再好的云計算服務(wù)也會變得可望而不可及 。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 11 - 網(wǎng)絡(luò)帶寬不是唯一的潛在問題，數(shù)據(jù)的長途傳輸也會引起人們對延遲的擔(dān)憂。由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜 性、網(wǎng)絡(luò)流量的動態(tài)變化和網(wǎng)絡(luò)路由的動態(tài)選擇，網(wǎng)絡(luò)時延 不可能被消除 。 試想，在向客戶展示新產(chǎn)品時，銷售人員 由于網(wǎng)絡(luò)原因 打不開存儲在云端的 PPT 膠片，那將是一個多么令人難堪的場面。 因而，目前的網(wǎng)絡(luò)狀況將是開展云計算業(yè)務(wù)的一大障礙。 5.3 可靠性問題 云計算的應(yīng)用中應(yīng)考慮并提供容災(zāi)管理。事實上， Gmail 在近來 出 現(xiàn)的服務(wù)失效問題已經(jīng)使這一問題凸現(xiàn)。 5.4 標準化問題 如何推動云計算相關(guān)技術(shù)的標準化進程，以順利解決多個云之間的互聯(lián)互通。 目前包括 Google、 Yahoo、 Amazon 都有各自的云計算技術(shù)，企業(yè)可 透過不同業(yè)者提供的技術(shù)架構(gòu)，來開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用。如此一來，在某個系統(tǒng)中開發(fā)的應(yīng)用程序便無法拿到另一個系統(tǒng)使用 。 因此 ， 建立一個可讓數(shù)據(jù)彼此互通的標準 已成了當(dāng)務(wù)之急 。 5.5 網(wǎng)絡(luò)運營問題 較少考慮底層網(wǎng)絡(luò)狀況，對運營商網(wǎng)絡(luò)可能造成很大沖擊。目前 P2P 已經(jīng)有專門的工作考慮此方面內(nèi)容，如 IETF ALTO， P4P， Oracle 等，國內(nèi)研究機構(gòu)也對此問題有專門研究。但在云計算中，目前尚無此方面考慮。 6. 云計算與 P2P的 比較 *本章 有待細化 下面依據(jù)功能的相似性， 以 Google 的云計算產(chǎn)品為例， 從多個方面對 云計算與 P2P 做簡單比較。 6.1 GFS Vs. File sharing P2P GFS 的本質(zhì)特征是構(gòu)建了一個等級性（ Hierarchical）名索引系統(tǒng)，形成從文件名到存儲位置的映射關(guān)系，對文件的讀取和存儲的第一步是通過等級性（ Hierarchical）名索引系統(tǒng)找到文件的位置 /需要存儲的位置，然后完成文件互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 12 - 的讀取和存儲等操作。而文件共享型 P2P 網(wǎng)絡(luò)（如 Napster）存在著類似的名索引系統(tǒng)。文件的位置信息都存放在一個中心目錄服務(wù)器上，客戶端首先向服務(wù)器查詢文件的位置，然后直接從目的節(jié)點上取回文件，如圖 6-1 所示。但是 GFS 和P2P 的名結(jié)構(gòu)不同，前者是等級性的，后者則是 flat 結(jié)構(gòu)。另外， GFS 可以對文件實行冗余備份，而 P2P 網(wǎng)絡(luò)中的中心目錄服務(wù)器尚不具備這種功能。 21R e q u e s tF i l e T r a n s f e rN a p s t e r C l i e n tN a p s t e r C l i e n tN a p s t e r C l i e n tN a p s t e r C l i e n tN a p s t e r C l i e n tN a p s t e r C e n t r a lI n d e x S e r v e r圖 6-1 Napster 的結(jié)構(gòu) 6.2 MapReduce Vs. SETIHOME MapReduce 的執(zhí)行過程如圖 6-2 所示，其中心思想是實現(xiàn)計算任務(wù)的分解、合并，計算任務(wù)可以通過提供的編程接口，實現(xiàn)任務(wù)的分布化計算和計算結(jié)果的整合。 P2P 的早期應(yīng)用 SETIHOME 則是探索 地 外文明 的巨大計算任務(wù)，它將計算任務(wù)分解成小的元任務(wù)，分散到有空閑資源的各個 P2P 節(jié)點上計算并將計算結(jié)果進行交付整合。二者的主要區(qū)別在于： MapReduce 建立了統(tǒng)一的計算任務(wù)的分解合并平臺，而 SETIHOME 則只是一個特定的應(yīng)用。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 13 - 圖 6-2 Mapreduce Execution Overview 6.3 BigTable Vs. P-Ring *本節(jié)需補充 P-Ring 采用 Hierarchical Ring 的數(shù)據(jù)索引架構(gòu)，如圖 6-3 所示，這一思路與 Bigtable 的分級數(shù)據(jù)索引方式相同。 圖 6-3 P-Ring 架構(gòu)： Hierarchical Ring BigTable 的路徑結(jié)構(gòu)如圖 6-4 所示，類似于 B+ 樹，共分為三層。 第一層是Chubby 中的一個文件，它存儲根子表的地址 ， 根子表存儲元數(shù)據(jù)表里所有子表互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 14 - 的地址 。第二層是元數(shù)據(jù)表， 每個元數(shù)據(jù)子表里存儲一組用戶子表的地址 ， 元數(shù)據(jù)表里面，每個 用戶 子表的地址都對應(yīng)一個行關(guān)鍵字，這個關(guān)鍵字是由 用戶 子表所在的表的標識符，和 用戶 子表的最后一行編碼而成的 。 第三層為用戶子表 ， 用戶子表地址的建立和更新都是通過遞歸三層路徑樹完成的。 圖 6-4 Bigtable Location Hierarchical 7. 云計算與網(wǎng)格的比較 7.1 相同點 二者的核心思想都是要將 所有的資源構(gòu)筑成一個龐大的資源池， 提供給用戶。云計算可看做是網(wǎng)格技術(shù)的進一步發(fā)展，尤其是商用方面的發(fā)展。 7.2 不同點 從任務(wù)角度， 網(wǎng)格的構(gòu)建大多為完成某一個特定的任務(wù)需要，而云計算一般來說都是為了通用應(yīng)用而設(shè)計的，沒有專門的以 某種應(yīng)用命名的 技術(shù) 。 從部署角度， 云計算采用機群來存儲和管理數(shù)據(jù)資源，運行的任務(wù)以數(shù)據(jù)為中心。即調(diào)度計算任務(wù)到數(shù)據(jù)存儲節(jié)點運行。而網(wǎng)格計算，則以計算為中心。計算資源和存儲資源分布在因特網(wǎng)的各個角落，不強調(diào)任務(wù)所需的計算和存儲資源同處一地。由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，網(wǎng)格計算中的數(shù)據(jù)傳輸時間占總運行時間的很大一部分。 從執(zhí)行角度， 網(wǎng)格計算 以 執(zhí)行作業(yè) 的 形式使用，在一個階段內(nèi)完成 作業(yè) 并 產(chǎn)生數(shù)據(jù)。而云計算支持持久服務(wù)，用戶可以利用云計算作為其部分 IT 基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的托管和外包。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 15 - 從應(yīng)用角度， 網(wǎng)格計算更多地面向科研應(yīng)用，商業(yè)模型不清晰。而云計算從誕生開始就是針對企業(yè)商業(yè)應(yīng)用，商業(yè)模型比較清晰。 從標準角度， 網(wǎng)格缺乏公認的標準，并且編程復(fù)雜性較高，這些因素阻礙了網(wǎng)格計算的發(fā)展。而云計算的技術(shù)發(fā)展尚待觀察。 8. 云計算與 P2P的結(jié)合 8.1 技術(shù)思路 目前， Google、 Yahoo、 Amazon 及 IBM 等公司都公布了各自的云計算計劃。Google 連續(xù)幾年在計算機領(lǐng)域的高級別會議上發(fā)表論文，介紹其主要的云計算技術(shù)，如 GFS、 BigTable 及 MapReduce 等?；?Google 云計算技術(shù)的開源 分布式并 行編程框架 Hadoop 也獲得長足的發(fā)展。 Yahoo、 Amazon 及 IBM 等公司相繼將 Hadoop 作為各自云計算計劃的基礎(chǔ)軟件。因而，深入分析 Google 的云計算技術(shù)對于全面把握云計算的發(fā)展方向具有重要的意義。 Google 的云計算技術(shù)實際上是針對 Google 特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而定制的。針對待處理數(shù)據(jù)的規(guī)模超大的特點， Google 提出了一整套關(guān)于分布式集群運算及存儲的基礎(chǔ)架構(gòu)，利用軟件的能力來處理集群中經(jīng)常發(fā)生的節(jié)點失效問題。 下面逐個分析 Google 的云計算技術(shù)。 Google 的 MapReduce 編程模型具 有很多優(yōu)點，它能自動分解輸入的數(shù)據(jù)、自動給各個計算機分配計算任務(wù)、可以處理機器之間的通信、允許機器故障等。MapReduce 比較適合某些特定的計算任務(wù)，比如給海量網(wǎng)頁建立索引。這類任務(wù)具有這樣的特點：輸入的數(shù)據(jù)量非常大，往往在 T 字節(jié)以上；集群中各計算機的計算任務(wù)相同，只是待處理的數(shù)據(jù)不同。其實，這正是 MapReduce 的設(shè)計出發(fā)點，即在實時性要求極高的情況下處理海量數(shù)據(jù)。 MapReduce 采用分解輸入數(shù)據(jù)的方式來實現(xiàn)計算的并行化，因而 MapReduce 只適用于部分計算任務(wù)。因為還有很多計算任務(wù)需采用數(shù)據(jù) 流分解或功能分解等其它方式來實現(xiàn)并行化。另外，輸入數(shù)據(jù)量較小的計算任務(wù)是否適合于在 MapReduce 上運行還不得而知。由于受其設(shè)計思想的限制， MapReduce 未必適用于建立通用計算平臺。 在 P2P 分布式計算領(lǐng)域，也只出現(xiàn)了針對某一特定任務(wù)的計算，比如SETIHOME，還沒有建立起通用的計算平臺。 GFS 是 Google 針對大規(guī)模分布式 文件 處理而開發(fā)的系統(tǒng)。一個 GFS 集群包括一個 master 和多個 chunkserver。文件被分成固定大小的 chunk 存放在chunkserver 上。 Master 是 GFS 的核 心，它負責(zé)維護文件系統(tǒng)的所有元數(shù)據(jù)，處理每個客戶端的讀寫請求，周期性地向 chunkserver 詢問 Chunk 的位置信息 ，chunk 復(fù)制， chunk 租約管理，垃圾管理等 。一旦 Master 死機，整個 GFS 系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 16 - 癱瘓。當(dāng)然 Master 有備份措施， GFS 系統(tǒng)可以很快恢復(fù)。但系統(tǒng)的恢復(fù)時間有時是不能忍受的。由于采用 3 級索引機制， GFS 系統(tǒng)的可靠性及可擴展性都受到極大限制。目前， Google 最大的 GFS 集群包含 1 千多臺計算機，其存儲容量為幾百 TB。隨著集群中計算機數(shù)目的增大， master 的負荷越來越重，系統(tǒng)的性能就會下 降。另外，客戶端的增多也會加重 master 的負擔(dān)。 與 GFS 一樣， BigTable 也采用集中式的、分層的路徑存放方式，其可擴展性及可靠性不好。依據(jù) google 提供的數(shù)據(jù)，在針對 14 個 bigtable 集群的測試中， BigTable 中數(shù)據(jù)的不可訪問時間比例 約 為 0.0047%。可能這正是 Gmail 出現(xiàn)服務(wù)中斷的原因。 與 Google 的云存儲技術(shù)相比，基于 P2P 的分布式存儲技術(shù)的可擴展性及可靠性較好。在 P2P 存儲系統(tǒng)中，每臺計算機既是客戶機，也是服務(wù)器，他們之間可以直接交換信息，共同分擔(dān)文件的存儲和服務(wù)，而不需要 中央服務(wù)器。這種對等的體系結(jié)構(gòu)使得 P2P 存儲系統(tǒng)的可擴展性非常好。 P2P 存儲系統(tǒng)具有自組織性，可以較好地適應(yīng)節(jié)點的動態(tài)加入和退出。 P2P存儲系統(tǒng)普遍采用了文件容錯技術(shù)，如文件復(fù)制、分片冗余或編碼容錯等，使得即使一部分保存文件副本的節(jié)點出現(xiàn)故障或者退出系統(tǒng)，仍可以保證文件擁有很高的可得性。另外，由于 P2P 存儲系統(tǒng)的節(jié)點在地理上廣泛分布，數(shù)據(jù)的容災(zāi)性較好。 P2P 存儲系統(tǒng)也存在諸多不足，如文件查找效率低，資源管理復(fù)雜。目前，P2P 文件的查找主要使用泛洪和分布散列表（ DHT， Deistributed Hashing Table）兩種方式。使用泛洪查找會帶來相當(dāng)大的通信開銷 ， 而 DHT 查找不支持模糊對象匹配。這些因素導(dǎo)致 P2P 的文件查找效率低下。在大規(guī)模的 P2P 系統(tǒng)中， peer的動態(tài)性非常明顯。造成 peer 動態(tài)性的原因除 Internet 底層基礎(chǔ)設(shè)施所提供的不可靠的服務(wù)外，另一個更主要的因素在于節(jié)點的主觀行為，如用戶隨意開、關(guān)計算機或終止服務(wù)等。 P2P 網(wǎng)絡(luò)的這種動態(tài)性導(dǎo)致資源的管理非常復(fù)雜。 隨著社會的發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)將與水、電一樣成為基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。如何將P2P和云計算這兩個當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上的熱門技術(shù)引入未來電信網(wǎng)絡(luò)的建 設(shè)還是一個需要深入研究的問題。 8.2 技術(shù)方案 通過分析 Google 的云計算方案，我們不難發(fā)現(xiàn)：云計算的很多關(guān)鍵技術(shù)與P2P 技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系。 Google 的分布式文件系統(tǒng) GFS 與非結(jié)構(gòu)化的 P2P系統(tǒng)比如 Napster 非常類似。 GFS 中的 master 就類似于 Napster 中的“中心索引服務(wù)器”，掌控每個文件與其存儲位置的對應(yīng)關(guān)系。與 P2P 中的文件注冊系統(tǒng)類似， GFS 也將大文件分割為若干的小塊來存儲，只不過 GFS 中的文件塊（為 MB級別）要比 P2P 中文件的分片（為 KB 級別）大一些而已。 GFS 中的 chunksever類似于 Napster 的各個對等點，其功能是存儲文件的 chunk，并向 master 匯報互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 17 - 自己擁有的資源的情況。因此，我們不妨將結(jié)構(gòu)化 P2P 系統(tǒng)中的資源分配及路由查詢等的思想引進到云端里去，以減少云端的網(wǎng)絡(luò)維護開銷，提高云端的資源查找效率。 結(jié)構(gòu)化拓撲網(wǎng)絡(luò)是一種邏輯網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點之間保留特定的網(wǎng)絡(luò)連接。具體的來說，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點保持一個路由表，指向其他的節(jié)點。 依據(jù) 這個路由表和特定的路由算法， P2P 系統(tǒng)可以迅速的定位和找到所需要的資源。 Chord, CAN, Pastry和 BATON 都是這種結(jié)構(gòu)化拓撲網(wǎng)絡(luò)。如果 我們把云計算中的節(jié)點使用 這種結(jié)構(gòu)化的 網(wǎng)絡(luò)組織起來，那么我們 就 不再需要中央服務(wù)器來跟蹤和維護每一個節(jié)點 ，這可以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性及可擴展性 。 原來， P2P 系統(tǒng)是針對 Social Network 的系統(tǒng)，其中的 Peer 可以任意 地 加入或者離開網(wǎng)絡(luò)。鑒于它 的 動態(tài)性， P2P 拓撲結(jié)構(gòu)需要處理各種各樣的網(wǎng)絡(luò)錯誤。然而在云計算中，節(jié)點是由服務(wù)提供商監(jiān)控的，一旦加入系統(tǒng)，就要持續(xù)地提供計算資源，直到系統(tǒng)硬件 出現(xiàn) 故障。 在這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中， P2P 系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)將長時間地保持穩(wěn)定，從而可以大大減少網(wǎng)絡(luò)維護的開銷。在這里， 拓撲網(wǎng)絡(luò)的引入僅僅 是為了組織節(jié)點和提供索引服務(wù)。我們可以定制各種索引給云計算系統(tǒng)。比如，基于 Hash 算法的支持點查詢的索引，基于樹結(jié)構(gòu)的支持范圍查詢的索引，以及其他更加復(fù)雜的索引結(jié)構(gòu)。 將 P2P 技術(shù)應(yīng)用到云端，可以對資源實現(xiàn)更加快捷、靈活的組織及調(diào)度。當(dāng)然，與 P2P 系統(tǒng)相比，云計算也有其獨特之處，如云計算對延時非常敏感。因而，如何將二者更好地結(jié)合起來以向廣大電信用戶提供更加便捷的服務(wù)還是一個值得深入研究的課題。 8.3 使用場景 8.3.1 在線游戲場景 近年來，網(wǎng)絡(luò)游戲越來越受到年輕人的喜愛，各種不同主題和風(fēng)格的網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)?出不窮，網(wǎng)絡(luò)游戲公司也使出渾身解數(shù)來吸引玩家。但很多玩家都會發(fā)現(xiàn)一個很重要的問題，那就是由于帶寬和單臺服務(wù)器的性能限制，要滿足成千上萬個玩家上線，網(wǎng)絡(luò)游戲公司就需要在全國不同地區(qū)建設(shè)很多個游戲服務(wù)器，而這些游戲服務(wù)器上的玩家相互之間是完全隔離的，不同服務(wù)器上的玩家根本不可能在游戲中見面，更不用說一起完成游戲任務(wù)。云計算時代，我們可以通過云計算和云存儲系統(tǒng)來構(gòu)建一個龐大的、超智能的游戲服務(wù)器群，這個服務(wù)器群系統(tǒng)對于游戲玩家來講，就如同是一臺服務(wù)器，所有玩家在一起進行競爭。云計算和云存儲的應(yīng)用，可以代替現(xiàn)有的多 服務(wù)器架構(gòu)，使所有玩家都能集中在一個游戲服務(wù)器組的管理之下。所有玩家聚集在一起， 這將會使游戲變得更加精彩，競爭變得更加激烈。同時，云計算和云存儲系統(tǒng)的使用可在最大限度上提升游戲服務(wù)器的性能，實現(xiàn)更多的功能。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 18 - 8.3.2 手機 業(yè)務(wù)場景 手機擁有便攜性、通信能力等眾多天生優(yōu)勢，但計算能力差、存儲容量小。受限于體積和便攜性的要求，短時間內(nèi)解決這兩大問題不太可能。在云計算時代，“云計算”能解決手機處理能力不足的問題， “云存儲”則可以解決手機存儲能力不足的問題。手機通過瀏覽器就可以接入云端享受各種服務(wù)?？梢栽诰€編 輯文檔，體驗在線游戲以及觀看各類視頻等。充分利用云端的存儲及計算能力，即使手機本身性能不高，但只要手機與云端的傳輸速率滿足數(shù)據(jù)交換的要求，便能夠得到理想的結(jié)果。在 3G 推出以后，考慮到手機本身的輸入輸出量有限，如果合理設(shè)計輸入輸出界面的話就完全可以滿足手機云計算的要求。 9. 結(jié)合云計算的 DSN 9.1 DSN 簡介 DSN（全稱 Distributed Service Network）即分布式業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，是中國移動積極應(yīng)對電信網(wǎng)和 Internet 在業(yè)務(wù)和運營上所面臨的各種挑戰(zhàn)，提出的新一代可運營、可管理的核心網(wǎng)體系和 功能架構(gòu)。 隨著業(yè)務(wù)全面地向端到端 IP 轉(zhuǎn)移，基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)將逐漸替代以電路交換為基礎(chǔ)的電信核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)平臺。此外，互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)層出不窮，為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能、提高網(wǎng)絡(luò)能力帶來更多的選擇。在上述背景 下 ，中國移動嘗試從互聯(lián)網(wǎng)角度出發(fā)，以移動互聯(lián)網(wǎng)為發(fā)展目標，研究未來網(wǎng)絡(luò)的演進。其中 DSN 就是中國移動在推動核心網(wǎng)領(lǐng)域演進的重大研究課題。 DSN 力圖通過 P2P 及其它分布式計算技術(shù)，引入一組均質(zhì)化的節(jié)點來實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)管理和會話控制，并結(jié)合電信網(wǎng)絡(luò)可運營、可管理的框架，實現(xiàn)業(yè)務(wù)核心網(wǎng)的功能。其中 P2P 等技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高核心網(wǎng)的自組織能力、容災(zāi)能力、負載均衡能力等。 DSN 在關(guān)鍵技術(shù)研究中，積極嘗試引入互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新技術(shù)的優(yōu)良特性。從技術(shù)角度而言， DSN 與目前許多熱點技術(shù)有不少共通之處。特別在業(yè)務(wù)提供等多方面， DSN 與云計算技術(shù)具有不少相似性和互補點。因此，本文重點針對云計算這一熱點技術(shù)，將 DSN 和云計算從多個角度進行比較，以分析各自特點，推進相關(guān)的研究工作。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 19 - 9.2 云計算與 DSN 的比較 9.2.1 業(yè)務(wù)角度 云計算提供 的 服務(wù)形式 根據(jù)目前主流云計算服務(wù)商提供的服務(wù)，云計算依據(jù)應(yīng)用類型可分為： 軟件 即服務(wù)（ SaaS）：此類云計算主要是采用 multi-tenant 架構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器將單個的應(yīng)用軟件推廣到數(shù)千用戶。這類服務(wù)在人力資源管理軟件方面運用比較普遍。 云計算的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與 SaaS 密切相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商提供API 來幫助開發(fā)商通過網(wǎng)絡(luò)拓展功能，而不只是提供成熟的應(yīng)用軟件。 平臺即服務(wù)（ PaaS）：它是 SaaS 的一種特殊形式，此類云計算將開發(fā)環(huán)境作為服務(wù)來提供。用戶可以創(chuàng)建自己的應(yīng)用軟件，并在供應(yīng)商的基礎(chǔ)架構(gòu)上運行，然后通過網(wǎng)絡(luò)從供應(yīng)商的服務(wù)器上傳遞給其它用戶。 管理服務(wù)：管理 服務(wù)是云計算最古老的形式之一。它是面向 IT 廠商而并非最終用戶的一種應(yīng)用軟件，可提供用于電子郵件的病毒掃描服務(wù)或者應(yīng)用軟件監(jiān)控服務(wù)等服務(wù)。 通過對目前云計算業(yè)務(wù)的分析，我們認為未來的云計算服務(wù)提供商將重點提供三個層次的服務(wù)：云端的軟件服務(wù)、云端的開發(fā)平臺和云端的信息基礎(chǔ)設(shè)施。 DSN 提供的服務(wù) 作為位于應(yīng)用和承載網(wǎng)之間的核心網(wǎng)絡(luò)， DSN 重點面向移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，并具備電信級可控可管能力。在 DSN 應(yīng)用系統(tǒng)中，目前考慮重點支撐的業(yè)務(wù)場景包括： 多媒體電話 MMTel（ MultiMedia Telephony）：在 DSN 的網(wǎng)絡(luò)能力支撐下，運營商可以建立低成本、大規(guī)?？蛇\營及分布式的 MMTel 業(yè)務(wù)系統(tǒng)。該類系統(tǒng)可具備以下特點：快速部署、可擴展、容災(zāi)、負載均衡、智能路由和 NAT 穿越等。 內(nèi)容存儲與分發(fā)（ Content Storage & Delivery）： DSN 可以支持海量數(shù)據(jù)的存儲及內(nèi)容分發(fā)。在 DSN 中，網(wǎng)絡(luò)資源分布在系統(tǒng)中各個對等節(jié)點上。用戶在獲取資源或者數(shù)據(jù)的同時，也可提供資源或數(shù)據(jù)。這種分布、自組織的特性使內(nèi)容的大規(guī)模海量存儲變得更加容易。對內(nèi)容供應(yīng)商來說，這種特性使得業(yè)務(wù)實現(xiàn)充分利用邊 緣網(wǎng)絡(luò)資源，減輕服務(wù)器的負擔(dān)；對用戶而言，這種新技術(shù)則能提供更加豐富的資源以及更快速的資源共享渠道。 流媒體（ Streaming）：基于 DSN 網(wǎng)絡(luò)能力，可以提供一個以低成本支撐大量用戶的 P2P Streaming 系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中，隨著節(jié)點的不斷加入，系統(tǒng)能力也將逐漸提高，從而有效解決系統(tǒng)擴展性問題。從用戶角度來看，則可觀察到資源獲取速度得到加快，媒體播放也更加流暢。 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 20 - 其它業(yè)務(wù)：因為 DSN 提供的網(wǎng)絡(luò)能力可以軟件組件的形式加以實現(xiàn)，所以 DSN能夠靈活地支持各種移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景，如 IM、 Web2.0以 及 Online Game等。 對比與分析 首先，從提供的服務(wù)層次來看，云計算傾向于提供基于網(wǎng)絡(luò)的計算資源和基礎(chǔ)能力，而 DSN 則是重點提供面向最終用戶的、面向互聯(lián)網(wǎng)的融合通信及多媒體等應(yīng)用。因此，兩者側(cè)重于不同的服務(wù)提供層次。 其次，由于廣義的云計算也包括基于網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用，而 DSN 所提供的各種業(yè)務(wù)本身就是以網(wǎng)絡(luò)為核心的，因此從這個角度來講， DSN 所提供的業(yè)務(wù)同樣可歸為“云計算”模式的業(yè)務(wù)范疇。 隨著 IT 技術(shù)的發(fā)展和 IP 的一統(tǒng)天下，各種電信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用逐漸地從硬件形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖螒B(tài)，從而各種 DSN 應(yīng)用將來以云服務(wù)的形式出現(xiàn)是一條可行之路，在這樣的思路下，云計算的各種優(yōu)秀特性將能夠滲透到電信網(wǎng)絡(luò)中，也能夠自然地將電信應(yīng)用與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用整合起來。 9.2.2 架構(gòu)角度 云計算的架構(gòu) 如圖 9-1 所示， 云計算 架構(gòu)主要 包括四個最基本的 部分 ：業(yè)務(wù)層 、 平臺層 、分布式存儲層以及基礎(chǔ)設(shè)施層。 其中： 業(yè)務(wù)層： 主要包括 基于云計算平臺所搭建的應(yīng)用或者服務(wù)； 平臺層： 主要 是 為應(yīng)用層提供簡單易用的資源或者服務(wù)的運行環(huán)境和接口； 分布式存儲層： 重點 提供大容量分布式存儲能力； 基礎(chǔ)設(shè)施層：通常包括虛擬化的軟硬件基礎(chǔ)資 源環(huán)境 。 圖 9-1 云計算架構(gòu) 互聯(lián)網(wǎng)云計算與 P2P 技術(shù)研究報告 中國移動通信有限公司研究院 - 21 - 其 架構(gòu) 主要包括如下特點 ： 超大規(guī)模 ：云一般情況下 具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模， 例如 Google 云計算 平臺 已經(jīng)擁有 100 多萬臺服務(wù)器。 這樣， 云 就可以 賦予用戶前所未有的計算能力。 虛擬化 ： 云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請求的資源來自云，而不是固定的有形的實體。應(yīng)用在云中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運行的具體位置。 高可靠性 ： 云 的應(yīng)用采 用了數(shù)據(jù)多 副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換等 多種 措施來保障服務(wù)的高可靠性， 因此 使用云計算 技術(shù) 比使用本地計算機 更為 可靠。 通用性 ： 云計算不針對特定的應(yīng)用，在云的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用 。此外， 同一個云可以同時支撐不同的應(yīng)用 運行 。 高可擴展