中国移动-互联网云计算与p2p技术研究报告-20090916

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1、 中国通信标准化协会中国通信标准化协会 课题编号：课题编号： 互联网云计算与互联网云计算与 P2PP2P 技术研究报告技术研究报告 （征求意见稿）（征求意见稿）( (题目建议用云计算题目建议用云计算) ) 完成单位：完成单位： 中国移动中国移动 工业和信息化部电信研究院工业和信息化部电信研究院 中国电信中国电信 20092009 年年 9 9 月月 研究报告要点研究报告要点 本报告讨论了云计算中的主要技术，云计算对互联网的影响，云计算存在 的主要问题，比较了云计算技术与 P2P 技术、网格技术的异同点，分析了 DSN（distributed service network）与云计算的关系，最后

2、提出 DSN 与云计 算结合应用的思路和方案。 互联网云计算与 P2P 技术研究报告 中国移动通信有限公司研究院 - 1 - 1.1. 概念与背景概念与背景 1.11.1 云计算基本概念云计算基本概念 云计算(Cloud Computing)是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这 些计算机科学概念的商业实现。它是一种动态的、易扩展的、且通常是通过互 联网实现的虚拟化的计算方式。用户不必具有云内部的专业知识，不需要了解 云内部的细节，也不直接控制基础设施。 （定义应说

3、清楚） 云计算的基本原理是：计算资源分布在网络侧大量的计算机上，而非本地 计算机或单台集中式远程服务器中，用户通过接入互联网、利用云提供的编程 接口、云计算终端软件或者浏览器访问云提供的不同服务，把“云”做为数据 存储以及应用服务的中心。 1.21.2 云计算的行业背景与分析云计算的行业背景与分析 1.2.11.2.1 云计算的商业应用与商业计划云计算的商业应用与商业计划 1.2.1.11.2.1.1 AmazonAmazon 的的“云云” 图 1-1 Amazon 的云计算 Amazon 从 2002 年 7 月开始推出 Amazon Web Services，为互联网应用提供 开放式的通用

4、平台。截至 2007 年 7 月，注册开发者已经达到 330000。目前， 该平台包含了 Elastic Compute Cloud（EC2） 、Elastic Block Store（EBS） 、互联网云计算与 P2P 技术研究报告 中国移动通信有限公司研究院 - 2 - SimpleDB、Simple Storage Service（S3） 、CloudFront、Simple Queue Service（SQS）等功能平台，计费、安全、网管等运营支撑平台，以及其它一 些商业应用平台。 其中，S3 是 Amazon 推出的最早的云计算服务，提供无限量的文档、照片、 音视频和其他数据的存储。

5、该服务被许多软件公司采用为客户提供下载和网络 存储服务。截止到 2009 年 3 月，其存储量达到了 520 亿个对象。迄今为止，S3 的详细设计没有公开，其目标是实现高可扩展性、高业务可用性、低时延以及 廉价的存储。S3 单个对象不得超过 5GB，配以最大 2KB 的 metadata。每个 AWS 账户可拥有数个 bucket，其中包含分别具有唯一用户指定 key 的数个对象。支 持 REST 类型的 HTTP 接口或者 SOAP 接口进行对象的生成、列表和检索，并支持 通过 HTTP GET 接口或者 BT 协议下载对象。 用户可以租用基于 Xen 的 EC2 云计算平台，利用虚拟化技术

6、建立服务器实 例，运行其自身的应用。用户可以随意关停虚拟服务器，并仅对激活的服务器 进行付费。用户可以在不同区域建立服务器实例并互为备份，以最小化宕机的 风险。在 2008 年 8 月，Amazon 又推出了 EBS（Elastic Block Store，弹性块 存储）以完善 EC2 的云存储功能。 1.2.1.21.2.1.2 SunSun 的的“云云” 图 1-2 Sun 的云计算 Sun 公司也基于云计算理论提出，未来的数据中心不会再被局限在拥挤而 闷热的机房里，而是一个个可移动的集装箱，企业可以把它移动到包括“郊外” 在内的各种地方，降低机房的开支。2008 年 5 月，Sun 在

7、2008JavaOne 开发者 大会上宣布推出“Hydrazine”计划（参见图 1-2） ，基于“Hydrazine”计划， Sun 希望利用其核心技术打造一个包含网络环境、数据中心和其他基础设施组 件在内的完整解决方案，如 Sun JavaFX 的丰富互联网应用程序技术、Sun 的 Glassfish 应用服务器、Sun 企业服务总线、Sun 目录服务器、MySQL、 “廉价存互联网云计算与 P2P 技术研究报告 中国移动通信有限公司研究院 - 3 - 储”和 Sun 的硬件，从而使得开发人员利用 Sun 平台创建托管应用与服务，并 且不用到任何其它地方就可以利用这些应用程序和服务赚钱。此

8、外，作为 “Hydrazine 计划”的一部分，Sun 还推出了“Insight 计划” 。这个分析功能 可以让开发人员知道谁在使用他们的产品，并利用这个功能注入广告赚钱。 1.2.1.31.2.1.3 GoogleGoogle 的的“云云” 图 1-3 Google 的云计算 Google 则以开源的姿态推广它的云计算平台，这使得用户可以得到这个平 台的代码并修改它。2006 年，Google 使用 MapReduce 技术，通过 40 台服务器 集群构建了第一个云。Google 的数据中心在节能、速度、成本方面很有优势，因而 Google 能够以极低的成本增添运算能力。如图 1-3 所示，

9、其云计算架构主 要包括集群管理和控制系统(Cluster)、分布式并行计算(MapReduce)、分布式 数据管理(BigTable)、分布式文件存储(GFS)、分布式数据并发访问控制 (Chubby)和工作队列(GWQ)等。此外，在 2007 年 10 月，Google 还和 IBM 达成 协议，同美国卡耐基-梅隆大学、麻省理工大学、斯坦福大学、加州大学伯克莱 分校、马里兰州大学和华盛顿大学等六所大学展开合作，为其计算机专业学生 和研究人员提供硬件、软件和服务支持。Google-IBM 云将会提供由数百台计算 机组成的数个集群，这些计算机包括 Google 的定制机器、IBM 的 Blade

10、Center 和 System X 服务器。 互联网云计算与 P2P 技术研究报告 中国移动通信有限公司研究院 - 4 - 1.2.1.41.2.1.4 IBMIBM 的的“云云” 图 1-4 IBM 的云计算 除了与 Google 合作，为美国高校提供相应云服务，推动云计算的研究， IBM 在 2007 年也推出其云计算计划，即蓝云计划（Blue Cloud） ，参见图 1-4。 它基于由 IBM 软件、系统技术和服务支持的开放标准和开源软件，包括一系列 的云计算产品。而且，IBM 还计划将大多数服务器产品都升级为支持蓝云的产 品，将蓝云渗透到 IBM 的软件、硬件以及服务之中。 在云计算领

11、域，IBM 有着许多得天独厚的优势，如在其产品线中，应用服 务器、存储和管理软件样样具备。此外，IBM 还可以绕开数据从本地转移到互 联网过程中的安全问题这一障碍，通过向客户出售云计算方案与终端，为企业 建立属于自己的云计算数据中心来发展这一计划。 IBM 已拥有了最为完整的包括硬件、软件与服务的云计算解决方案，来帮 助企业客户利用云实现成本与效率的优势。IBM 最新软件产品可管理并确保云 计算环境安全；IBM 全球服务部(Global Services)不仅为企业提供可安全测试 应用的全新 IBM 云环境，还将通过云为企业提供数据保护方面的软件服务；IBM 与 Juniper Network

12、s 联手合作混合云能力，演示“溢流云(overflow cloud)” 。互联网云计算与 P2P 技术研究报告 中国移动通信有限公司研究院 - 5 - 1.2.1.51.2.1.5 微软的微软的“云云” 图 1-5 微软的云计算 在 PDC2008 的主题演讲中，微软首席软件架构师 Ray Ozzie 宣布了微软的 云计算战略以及云计算平台Windows Azure。如图 1-5 所示，Windows Azure 提供了一个基于 Windows 的虚拟计算环境和存储，可以把 Windows Azure 理解为云端的操作系统。它的底层是数据中心中数量庞大的 Windows 64 位服务 器。Wi

13、ndows Azure 通过底层的结构控制器（Fabric Controller）有效地将这 些服务器组织起来，给前端的应用提供计算和存储能力，并保证其可靠性。 在 Windows Azure 之上，Azure services Platform 提供了很多针对不同 用途的服务，如图 1-6 所示。 Live 服务：微软将 Windows Live 的很多功能和资源，通过 Live 服务器封 装以后提供给软件厂商和开发人员使用。通过 Live Services，可以存储和管 理 Windows Live 用户的信息和联系人，将 Live Mesh 中的文件和应用同步到 用户的不同设备上去。 .

14、NET 服务：最初被命名为 BizTalk 服务，它提供了一个基础架构，来构建 基于 Internet 的分布式应用，初步实现了 Internet 服务总线的一些功能。不 仅可以提供给云计算平台使用，同时企业自由的服务器程序也可以使用。.NET Services 由访问控制、服务总线和工作流三个模块组成。 SQL 服务：是一个云计算平台之上的数据库服务。现在，提供了类似于 SQL Server 的数据存储、查询能力。不久的将来，会提供报表、数据分析、数据同 步等功能。SQL 服务构建在企业级的 SQL Server 数据库和 Windows 服务器之上。互联网云计算与 P2P 技术研究报告 中

15、国移动通信有限公司研究院 - 6 - 图图 1-61-6 AzureAzure ServicesServices PlatformPlatform 1.2.2 云计算应用评述云计算应用评述 总体而言，微软、Oracle、IBM、Sun、英特尔等 IT 巨头都面临着云计算的 挑战，而 Google 则依靠其搜索引擎后来居上，在此领域一枝独秀。Google 能 有与微软等软件巨头竞风流的实力，有如下几个重要的客观理由： 1）数据是实现云计算的根本。 有了“数据”的云，才有计算的云。搜索引擎就是从海量数据中寻找信息的技术。随着信息量的增多，用户的增加，搜索引擎技术只有将更多的硬件和 软件组成集群，才

16、能支撑如此规模的计算。这就是云计算的雏形。 全球数以亿计的用户和 Google 的搜索平台形成了这样的关系：用户只需要 通过 IE 这种简单的客户端就能享受 Google 提供的搜索服务。这正是“云计算” 的软件服务模型，也形成了 Google 现在的商业服务模式。相对而言，微软、 Oracle、Sun 等专注于功能软件的研发，这些功能软件必须依靠单台 PC 或者服 务器，给用户带来了一种复杂和冗余的体验。 2）应用是云计算得以普及和发展的催化剂。 Google 的搜索引擎现在成了每个人都需要的工具，并成为全球最大的搜索 引擎平台，拥有全球的用户。谷歌通过运营搜索引擎，能分析出网民最关心什 么，最感兴趣的是什么以及这些人的生活范围，这样也更容易推出受关注和喜 欢的应用。反观微软、Oracle、Sun 等长期专注于某