新技術的云計算集群組海量數據備份和還原方法
【專利說明】新技術的云計算集群組海量數據備份和還原方法
[0001]本發明新技術的云計算集群組海量數據備份和還原方法屬于電子通訊領域。
[0002]云計算具有以下幾個主要特征:
(I)資源配置動態化。根據消費者的需求動態劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當增加一個需求時，可通過增加可用的資源進行匹配，實現資源的快速彈性提供；如果用戶不再使用這部分資源時，可釋放這些資源。云計算為客戶提供的這種能力是無限的，實現了 IT資源利用的可擴展性。
[0003](2)需求服務自助化。云計算為客戶提供自助化的資源服務，用戶無需同提供商交互就可自動得到自助的計算資源能力。同時云系統為客戶提供一定的應用服務目錄，客戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務項目和內容。
[0004](3)網絡訪問便捷化，客戶可借助不同的終端設備，通過標準的應用實現對網絡訪問的可用能力，使對網絡的訪問無處不在。
[0005](4)服務可計量化。在提供云服務過程中，針對客戶不同的服務類型，通過計量的方法來自動控制和優化資源配置。即資源的使用可被監測和控制，是新技術的即付即用的服務模式。
[0006](5)資源的虛擬化。借助于虛擬化技術.將分布在不同地區的計算資源進行整合.實現基礎設施資源的共享。[3]
概念Wiki定義:云計算是新技術的通過Internet以服務的方式提供動態可伸縮的虛擬化的資源的計算模式。
[0007]原文:Cloud computing is a style of computing in which dynamicallyscalable and often virtualized resources are provided as a service over theInternet.美國國家標準與技術研究院(NIST)定義:云計算是新技術的按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池(資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務)，這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。“云計算”概念被大量運用到生產環境中，國內的“阿里云”與云谷公司的XenSystem，以及在國外已經非常成熟的Intel和IBM，各種“云計算”的應服務范圍正日漸擴大，影響力也無可估量。
[0008]原文:Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient,on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources(e.g.，networks, servers, storage, applicat1ns, and services) that can berapidly provis1ned and released with minimal management effort or serviceprovider interact1n[4].云計算常與網格計算、效用計算、自主計算相混淆。
[0009]網格計算:分布式計算的新技術的，由一群松散耦合的計算機組成的一個超級虛擬計算機，常用來執行一些大型任務；
效用計算=IT資源的新技術的打包和計費方式，比如按照計算、存儲分別計量費用，像傳統的電力等公共設施一樣；
自主計算:具有自我管理功能的計算機系統。
[0010]事實上，許多云計算部署依賴于計算機集群(但與網格的組成、體系結構、目的、工作方式大相徑庭)，也吸收了自主計算和效用計算的特點。[5]
簡史1983年,太陽電腦(Sun Microsystems)提出“網絡式電腦” (“The Network isthe Computer”), 2006 年 3 月，亞馬遜(Amazon)推出彈性計算云(Elastic Compute Cloud ；EC2)服務。
[0011]2006年8月9日，Google首席執行官埃里克.施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大會(SES San Jose 2006)首次提出“云計算” (Cloud Computing)的概念。Google “云端計算”源于Google工程師克里斯托弗.比希利亞所做的“Google 101”項目。
[0012]2007年10月，Google與IBM開始在美國大學校園，包括卡內基梅隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學柏克萊分校及馬里蘭大學等，推廣云計算的計劃，這項計劃希望能降低分布式計算技術在學術研究方面的成本，并為這些大學提供相關的軟硬件設備及技術支持(包括數百臺個人電腦及BladeCenter與System x服務器,這些計算平臺將提供1600個處理器，支持包括LinUX、Xen、Had00p等開放源代碼平臺)。而學生則可以通過網絡開發各項以大規模計算為基礎的研究計劃。
[0013]2008年I月30日，Google宣布在臺灣啟動“云計算學術計劃”，將與臺灣臺大、交大等學校合作，將這種先進的大規模、快速將云計算技術推廣到校園。
[0014]2008年2月I日，IBM (NYSE:1BM)宣布將在中國無錫太湖新城科教產業園為中國的軟件公司建立全球第一個云計算中心(Cloud Computing Center)。
[0015]2008年7月29日，雅虎、惠普和英特爾宣布一項涵蓋美國、德國和新加坡的聯合研究計劃，推出云計算研究測試床，推進云計算。該計劃要與合作伙伴創建6個數據中心作為研究試驗平臺，每個數據中心配置1400個至4000個處理器。這些合作伙伴包括新加坡資訊通信發展管理局、德國卡爾斯魯厄大學Steinbuch計算中心、美國伊利諾伊大學香賓分校、英特爾研究院、惠普實驗室和雅虎。
[0016]2008年8月3日，美國專利商標局網站信息顯示，戴爾正在申請“云計算”(CloudComputing)商標,此舉旨在加強對這一未來可能重塑技術架構的術語的控制權。
[0017]2010年3月5日，Novell與云安全聯盟(CSA)共同宣布一項供應商中立計劃，名為“可信任云計算計劃(Trusted Cloud Initiative)”。
[0018]2010年7月，美國國家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴爾等支持廠商共同宣布“OpenStack”開放源代碼計劃，微軟在2010年10月表示支持OpenStack與Windows Server 2008 R2 的集成；而 Ubuntu 已把 OpenStack 加至 11.04 版本中。
[0019]2011年2月，思科系統正式加入OpenStack,重點研制OpenStack的網絡服務。[6] 演化云計算主要經歷了四個階段才發展到現在這樣比較成熟的水平，這四個階段依次是電廠模式、效用計算、網云計算的演進格計算和云計算。
電廠模式階段:電廠模式就好比是利用電廠的規模效應，來降低電力的價格，并讓用戶使用起來更方便，且無需維護和購買任何發電設備。
[0020]效用計算階段:在1960年左右，當時計算設備的價格是非常高昂的，遠非普通企業、學校和機構所能承受，所以很多人產生了共享計算資源的想法。1961年，人工智能之父麥肯錫在一次會議上提出了 “效用計算”這個概念，其核心借鑒了電廠模式，具體目標是整合分散在各地的服務器、存儲系統以及應用程序來共享給多個用戶，讓用戶能夠像把燈泡插入燈座一樣來使用計算機資源，并且根據其所使用的量來付費。但由于當時整個IT產業還處于發展初期，很多強大的技術還未誕生，比如互聯網等，所以雖然這個想法一直為人稱道，但是總體而言“叫好不叫座”。
[0021]網格計算階段:網格計算研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多低性能的計算機來處理，最后把這些計算結果綜合起來攻克大問題。可惜的是，由于網格計算在商業模式、技術和安全性方面的不足，使得其并沒有在工程界和商業界取得預期的成功。
[0022]云計算階段:云計算的核心與效用計算和網格計算非常類似，也是希望IT技術能像使用電力那樣方便，并且成本低廉。但與效用計算和網格計算不同的是，在需求方面已經有了一定的規模，同時在技術方面也已經基本成熟了 [7]。
[0023]服務形式Iaas還是PaaS
云計算可以認為包括以下幾個層次的服務:基礎設施即服務(IaaS)，平臺即服務(PaaS)和軟件即服務(SaaS)。
[0024]IaaS
IaaS (Infrastructure-as-a- Service):基礎設施即服務。消費者通過 Internet 可以從完善的計算機基礎設施獲得服務。IaaS錢途
Iaas通過網絡向用戶提供計算機(物理機和虛擬機)、存儲空間、網絡連接、負載均衡和防火墻等基本計算資源；用戶在此基礎上部署和運行各種軟件，包括操作系統和應用程序。
[0025]PaaS
PaaS(Platform-as-a- Service):平臺即服務。PaaS實際上是指將軟件研發的平臺作為新技術的服務，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的新技術的應用。但是，PaaS的出現可以加快SaaS的發展，尤其是加快SaaS應用的開發速度。
[0026]平臺通常包括操作系統、編程語言的運行環境、數據庫和Web服務器，用戶在此平臺上部署和運行自己的應用。用戶不能管理和控制底層的基礎設施，只能控制自己部署的應用。
[0027]SaaS
SaaS (Software-as-a- Service):軟件即服務。它是新技術的通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業經營活動。
[0028]云提供商在云端安裝和運行應用軟件，云用戶通過云客戶端(通常是Web瀏覽器)使用軟件。云用戶不能管理應用軟件運行的基礎設施和平臺，只能做有限的應用程序設置。
[0029]ACaaS
ACaaS (Access control as a Service):門禁即服務,是基于云技術的門禁控制，當今市場有兩種典型的門禁即服務:真正的云服務與機架服務器托管。真正的云服務是具備多租戶、可擴展及冗余特點的服務，需要構建專用的數據中心，而提供多租戶解決方案也是一項復雜工程，因此會導致高昂的成本，所以大部分的門禁即服務仍屬于機架服務器托管，而非真正的云服務。想要在門禁即服務市場中尋找新機會的廠商首先需要確定提供哪新技術的主機解決方案、銷售許可的方式以及收費模式[8]。
[0030]應用云物聯
“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。
[0031]物聯網的兩種業務模式:
1.MAI (M2M Applicat1n Integrat1n),內部 MaaS ;
2.MaaS (M2M As A Service), MMO, Mult1-Tenants (多租戶模型)。
[0032]隨著物聯網業務量的增加，對數據存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求:
1.云計算:從計算中心到數據中心在物聯網的初級階段，PoP即可滿足需求；
2.在物聯網高級階段，可能出現MVN0/MM0營運商(國外已存在多年)，需要虛擬化云計算技術，SOA等技術的結合實現互聯網的泛在服務:TaaS (everyTHING As A Service)。
云安全
云安全(Cloud Security)是一個從“云計算”演變而來的新名詞。云安全的策略構想是:使用者越多，每個使用者就越安全，因為如此龐大的用戶群，足以覆蓋互聯網的每個角落，只要某個網站被掛馬或某個新木馬病毒出現，就會立刻被截獲。
[0033]“云安全”通過網狀的大量客戶端對網絡中軟件行為的異常監測，獲取互聯網中木馬、惡意程序的最新信息，推送到Server端進行自動分析和處理，再把病毒和木馬的解決方案分發到每一個客戶端。
云存儲
云存儲是在云計算(cloud computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念,是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。
[0034]私有云
私有云(Private