[发明专利]一种多层次网络系统及基于该网络系统的任务执行方法

说明书

技术领域

本发明涉及由众多物理设备组成的基础网络架构，尤其涉及一种基于服务虚拟化、具有云服务特征、开放接口的网络系统及实现方法，即一种多层次网络系统及基于该网络系统的任务执行方法。

背景技术

根据中国互联网络信息中心(CNNIC)2011年最新发布的《第27次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截止2010年12月，中国网民规模达到4.57亿，较2009年底增加7330万人，其中，国内网络视频用户规模为2.84亿，在网民中的渗透率约为62.1％，年增长4354万人，年增长率达18.1％。另一方面，Cisco公司2010年发布的互联网流量统计，视频流量大约占据了互联网流量的90％。

在这样的背景下，各种互联网业务对硬件设备的需求也迅速增长。传统的解决方法是通过大量的设备部署来满足应用需求。然而，如果为每个应用都部署大量设备，一方面给服务提供商带来了很大的成本压力，另一方面，设备无法得到充分利用，带来了资源的巨大浪费。如何将这些设备的资源充分利用起来部署不同的服务成为一个重要的问题。针对这个问题，虚拟化技术得到了越来越多的关注。

在计算机科学中，虚拟化(Virtualization)是一个表现逻辑群组或电脑资源的子集的进程，用户可以用比原本的组态更好的方式来存取这些进程。这些资源的虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制的。IBM从模式的观点定义虚拟化为“是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束”。基于这个观点虚拟化可分为以下几类，包括单一资源的多个逻辑表示、多个资源的单一逻辑表示、在多个资源之间提供单一逻辑表示、单个资源的单一逻辑表示以及复合或分层虚拟化。

单机的虚拟化主要是为了屏蔽物理硬件的细节，在同一台机器上安装不同的操作系统而实现的。为了满足弹性资源、稳定可靠的资源共享等需求，基于网络的资源虚拟化逐渐成为了虚拟化的主流。云计算正是以虚拟化技术为基础，以互联网为载体、以提供基础架构、平台、软件等服务为形式，整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的超级计算模式。云计算通过将各种互联的计算、存储、数据、应用等资源进行有效整合并实现多层次的虚拟化与抽象，有效地将大规模的计算资源以可靠服务的形式提供给用户，从而将用户从复杂的底层硬件逻辑、网络协议、软件架构中解放出来。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。

目前，包括谷歌、IBM、微软、亚马逊、EMC、vMware、Salesforce、Alisoft等知名IT企业纷纷推出云计算解决方案，主要集中在以基础设施或平台形式为用户提计算环境、廉价的海量数据存储、以及在计算与存储能力之上构建的各种服务，即当前云的三种主要服务模式——IaaS、PaaS、SaaS。IBM的“蓝云”(Blue Cloud)计算平台采用了Xen、PowerVM虚拟技术和Hadoop技术，帮助客户构建云计算环境。Google使用了可扩展的分布式文件系统Google File System(GFS)，实现对PB级海量数据进行高效的集群式存储，以应用托管、企业搜索以及其他形式为企业提供云式服务。Amazon的Amazon Web Services(AWS)包括四种主要的服务：Simple Storage Service(S3，简单存储服务)、Elastic Compute Cloud(EC2，弹性可扩展云计算服务器)Simple Queuing Service(一种简单的消息队列)；以及仍处在测试阶段的SimpleDB(简单的数据库管理)。Sun提出的“云计算可描述在从硬件到应用程序的任何传统层级提供的服务”的观点。微软的Azure云平台以微软全球基础服务系统为基础，向上搭建应用服务平台、开发者接口及最终的在线服务。很多开源云计算平台项目也都提出了较完整的体系结构设计，比较成熟的包括AbiCloud、Eucalyptus、MongoDB、ECP、Nimbus等项目。同时，国内外学术界也纷纷就云计算进行深层次的研究。现有研究大多集中于云体系结构、云存储、云数据管理、虚拟化、云安全、编程模型等方面。

但是对需求变化快、服务质量要求高、网络流量大的业务，特别是对于占当今互联网流量绝大部分的流媒体业务，上述云计算解决方案仍然存在一些不足：