云计算产品及技术方案报告

云计算产品及技术方案分析报告趋北京邮电大逐学被网络与交换题技术国家重希点实验室此2010年结11月19浩日目录贫1兰引言揭找4烂2野云计算产品祝分类段胡4务3久国外的主流旺产品遣唤4屑3.1陪Amazo散n惕云计算方案项必4筐怕惑介绍患效4辨简边Amaz音onWe唇bSer投vices擦（贞AWS诉）讲忠4板烘悲弹性计算云其EC2功矿5害种扎简单存储服田务筑S3表素5追皇催数据库服务磨Simpl腰eDB纤痛6吩3.2妙Googl甩e埋云计算方案基避7湖泛乳介绍扁耗7陆专锦按Googl掉eApp乐Engi朴ne扯数7脊救枝计算服务猎MapRe鸭duce竖光7骨李竿存储服务浴GFS壤（采Googl积eFil饿eSys敌tem其）辜奉8朽听送数据库服务膏Data井Store援净8句3.3挺Miros音oft凑云计算方案洁疗9禾怨固介绍阶榆9斑呜Win积dows铁Azure绩遍9厌尊闲防计算服务通为9津老洪存储服务般Blob/庙Table批存储池政10弯毁但数据库恶SQL讨服务（衬SDS寿）品平11素3.4哈IBM云蓝云学喜11音棚蛾概述显浩11某屡丹骗云计算架构蛾秀11袍否盛芦云计算相关茅产品快盲12安3.5娃Platf岸orm门云计算方案赠两12始件会须介绍谅食12懂呢Pla参tform声ISF悦（碍Infra勺struc寒ture度Shari盖ngFa活cilit照y烧）计算服务锄碌12渗3.6洒VMwar答e(EMC涨)锻云计算方案宋啄14磁宋除介绍胆厦14倦勒VMw唯arev惨Spher肆e床掘14问缸蛛云存储服务学EMCA悼toms站邀16殖4表国内云存储季产品涨净16遗4.1抗美地森农敲16态4.2狮友友系统莫欣17惩4吴.2.1拥Data贞Cell习介绍动慈17洽增Dat边aCell休FS给羡17地跨Dat踪aCell坡DB乳锋19军房白其他相关产有品逢会20蚁5轻几种开源云脖平台固绸20他5.1铃Hadoo射p蒜（盒Apach奔e妇基金会）朵显20扩5.2钉Ecu牧alypt秃us侮项目（加利溉福尼亚大学肾）谅勇21犬5.3琴AbiCl铲oud矿（南Abiqu侵o遍公司）痰锐21岩5,.4斥Mong矮oDB(1绒0gen)蔬蚊21送5.5只Enoma安lism情弹性计算平翠台掀号21腊5.6伤Nimbu套s社（网格中间疗件修Globu匪s椅）软睁21第6薯国内外主要座云计算标准捐化组织和论酷坛更胖22洞6.1悟分布式管理王任务组（普DMTF靠）脑塘22倘6.2奉开放网格论答坛（谋OGF臂）挽陶22屡6.3舅结构化信息偿标准促进组香织（守OASIS忘）仁示22雁6.4名全国信息技烘术标准化技风术委员会芒SOA挠标准化工作奏室背驼22腿6.5劫其他铜垫22萝7推相关对比分梳析扩绒221引言镰战当前，喘云计算技术叙成为IT领核域的研究热模点。目前的很云计算产品脖和技术方案四层出不穷，闪国内外研究纯机构、IT戏软硬件厂家卷、标准化组木织、开源软哈件组织都在洪十分积极的莫推出云计算京产品和技术选解决方案。收本报告在学夕习和了解相普关云计算技岗术资料、产光品白皮书以贪及软件手册席的基础上，尽希望对现有指产品和技术纤解决方案给絮予归纳、整葬理和分析，室实现对各类沈产品的清晰颗认识，以便廉于选择和使吹用。吐2云计算蝇产品分类营丑云计算产品炕大体分软件扩和硬件产品辅两大类。其剖中硬件产品卷是主要依赖闷于大型服务闷器设备的提劣供商实现的隔面向云特征萝的具有分布剖式并行计算口能力的设备喊，代表有I榆BM、SU捏M、曙光机遣等。软件产铃品是云计算瞧产品的主流盗，包括泰虚拟机管理文平台、数据失存储平台、溉分布式计算椒平台等，主刺要有的平台蜂有Goog风le应用软疗件引擎（G寨oogle胃App绩Engin娘e）、微软村的Azur叹e平台、亚疫马逊网络服零务（Ama趁zonA延WS）、I汇BM蓝云、张Platf逢ormC呢omput罩ing的I庙SF以及V树Mware张的云产品。炉同时，国内恒的友友系统荡和美地森公罢司在云存储蜻方面也逐走在了云技悟术发展的前箩沿。湖3国外的壁主流产品掀铲从Goo号gle提出聋云计算技术胃，到现在，搭国际上几乎瓣所有一线的喊IT企业都胳积极参与进世入这块新兴瓦领域，并依劫据自己传统沉的技术领域浪和市场策略诉提出自己的愈云计算架构眉。他们通过纠深挖技术基班础，把大量扒以前的产品纯和技术的云辉计算特征挖绒掘出来，如预软件的虚拟稻化、分布式叛存储系统，钥在此基础上各建立自己的诸云计算产品挣线。找3.1仰先宿Amazo鉴n云计算方蹲案免佩废介绍堤专业IT企婆业提供的云蛮计算多多少程少会限制在们自己提供的灿系统之上，袋亚马逊公司攻不是IT系渴统制定者而为是应用者，压所以Ama膝zon平台今是开放的。绸技术特征：蕉弹性虚拟平皆台刘核心技术：碰虚拟化技术筝Xen必企业服务：粥EC2顾S3S伶imple氏DBS假QS异开源情况：环开源女这Am漠azon难WebS服ervic僵es（AW筐S）换平台类型：熔PaaS功IaaS次SaaS敬虚拟化技术篇：Xen论支持语言：仓多种语言歉运行环境：简位于云端的肠Amazo铃n平台欧应用程序间轰的隔离：不鱼同的应用运赌行在不同的炊虚拟机实现报隔离趣开发限制：汪较佳少棚（支持所有壳操作系统、海开源代码或均商业软件）虚可扩展性：者手动或通过群编程自动增丰加所需要虚疫拟机数量涉计费方式：摊按实际使用陷量付费（E刻C2塞计算服务连0.1~0馋.8美元/锦小时没，S3存储惨服务每GB轻大约0.1魄5美元/月匠）付朵稻收费机制较抵复杂拿有免费体理验若（EC2化今年11月捉1日可以申亿请一年免费辉体验）涝服务类型：梯任意选择服京务组合，服最务耦合度低挡实现功能：胳较多障输尘弹性计算云隆EC2踪服务类型：夺IaaS耗虚拟机的使裳用：用户根孕据需要设置显虚拟机的硬临件配置有模型：1个图AMI+若凝干实例（每街个用户最多政20个实例让）练容错机制：握弹性IP地拉址（与用户公账号绑定）州痰踏当正在使用寒的实例出现吵故障，用户黑只需将弹性宽IP地址重惜新映射到一煎个新的实例苍瞧易用性：稍洒差（Ama凉zon提供歪模块供用户特组建自己的名程序）辣运行环境：乞用户自行提失供运行程序桑所需的AM笔I（Ama雀zon土机器映像）池构建自己的淘服务器平台益灵活性：很蓬好躲丸搬允许幸用户对运行烦的实例数量佣和类型自行始配置苹吨允许扣用户选择实围例运行的地烂理位置脂安全性：很累好贷昏基于鹿密钥对机制坊的SSH方亭式访问往挥可配刘置的防火墙辨机制筝左允许拥用户对其应蒙用程序进行朋监控短适用的应用费程序：任意服蔑彩简单存储服粗务S3汪概述：架构民在Dyna荐mo之上谋，提供一个嫂字节到数G浑B字节的支逢持，大概有首520亿对讽象。良结构：桶摇——侮对象两级酬模式虎扩展性：增标加桶中的对外象数量进行右扩充掩静手动毒或编程自动倒扩容椒容错性：冗寸余存储硬数据监听盟回传M欠erkle奸哈希树姿存储限制：舍对象（<5玻GB）桶（凝<100个异/用户）赢珍拖不限制桶中宗对象的个数添数据交互：宫用户从获得阴授权的对象栗中取得数据饶数据缓存：华对Mast功er中元数烂据进行缓存友数据一致性与：最终一致傻性模型沈考柄后一次甩操作直接覆敏盖前一次操蠢作惜安全性：身蛋份认证(基界于HMAC警-SHA1啄的数字签名口)针劈访问谦控制列表负载均衡数据恢复垮雕哪数据库服务登Simpl压eDB讯概述：非传席统的关系模融型霜系统结构：洋域见—秩条目爬—械属性占—先值四级模碑式棍查询语言：嘴支持有限的椅SQL辞数据类型：蚁结构化数据材可扩展性：但超级可扩展糖性道查询功能：狱查询结果只挡包含条目名秧称不包括相泡应的属性值精系援相应时间不桶能超过5秒革，否则报错户安全策略：泰每一个容器碧数据在微软友数据中心有奉多个备份铃数据更新时帖间：有延迟瓜爱顾新介数据复制到际其他服务器芳上存在延迟蜜其他功能：踩很少淡把碌没有事务（男Trans揉actio污n）的概念输熟不支持Jo援in操作嗽彼晨实际存储的贝数据类型过虑于单一（所访有的数据都忠以字符串形巨式存储）食备注：用户盘相对大的数绣据存储在S半3中流督SDB中肃只保存指向歌某个特定文扮件位置的指北针疤3.2棒病Googl址e云计算方绢案孔载贱介绍设建立在其搜凡索引擎技术企的基础上，桶是一个没有活“仰端黑”垫的系统：用掘户通过一个泉简单的搜索核框完成对海蛮量计算的搜咳索美技术特性：剧存储及运算读水平扩充能党力斑核心技术：飘平行分散技梁术MapR梅educe贯，BigT李able，学GFS议企业服务：凡Googl安eApp原Engi誉ne愉开源情况：员不开源晌析除坟Googl赞eApp太Engi距ne研平台类型：幕PaaS（岗用户在其上抗开发软件，掀在Goog摔le基础设雀施上运行，亩无需服务器糠维护）帜应用服务器匠：P别y穴thon应私用服务器群熟退低端且服务器歇虚拟化技术鹿：没有应用我支持语言：乐只支持Py虑thon、舒Java歪运行环境：勤Googl灿e提供在云为端的应用程掌序环境刊棒减功能完整的踢本地开发环孟境，开发人蝇员可以在本柜地模拟Go奴ogle欣AppE赤ngine避环境威应用程序间出的隔离：通臣过沙盒实现爪（同时也给狱程序员带来馆很多限制）覆开发限制：尘较多积腿标开发语言支痒持少下蚀绢沙盒的使用炭带来的限制幕可扩展性：缠自动扩充所无需资源并进廉行复杂均衡珍计费方式：辅每一个Go围ogle账跨户有一定额暂度的免费流帖量和空间支盲持初堵茎存在收费项胳目劣服务类型：屑所有服务捆真绑在一起，炒耦合度高光用户通过特膛定API来院使用相应服纲务摧实现功能：范较少唤白上计算服务M扫apRed灾uce贯服务类型：酱PaaS洁虚拟机的使磁用：没有应艇用愁模型：1个杀Maste停r+若干W乖orker读（分别执行嗽map和r脾educe腐）牙容错机制：卸Maste延r周期设置六检查点，任悟务失败，从狠最近的检查扎点恢复并重泥新执行换嗓魄Maste巷r失效，整级个MapR派educe筐重新运行士锈剖Worke棍r失效，其棉任务调度到否其他Wor它ker重新撞执行怜通用性：很锐好巾运行环境：害Googl耽e自身提供岩，用户无法屿自行调配申灵活性：稍贫差（现只是逗搜索企业的揉选择）浆适用的应用放程序：可以鸡并行处理的麻程序点借滥存储服务G申FS（Go埋ogle哨File粥Syste可m）再概述：面向绑不可信服务嘴器节点的分男布式文件系为统，文件分哭块存储誉结构：1个里Maste晨r（储存元天数据）+众哭多Chun吴kServ乳er（储存歉文件块）铺服务器：大侍量分散的普墙通廉价服务喊器诵扩展性：动谷态插入节点曲（Chun隔kServ击er）（普笋通电脑），婶自动扩容脚容错性：古C妄hunkS滴erver舟冗余备份（削3份）苹驱Ma神ster瘫慧痪，有Sh许adow作市为替补挪访问效率：掏高效弟臣愧通过GFS亏上层的Bi酒gTabl旅e实现兔存储限制：梅无特别限制逮数据交互：炕一般情况下干，Appl至icati饮on和C她hunkS萄erver月在同一台服全务器上嚷Appli躺catio失n与Chu陕nkSer凝ver进行叠数据交互狠裳跳可以被多个旬用户同时访戏问耽数据缓存：卸对Mast明er中元数灵据进行缓存数据一致性负载均衡数据恢复圣备注：不完畅全适应海量培小文件存储懒已乞数据库服务示Data僻Store零概述：分布拜式存储数据遥库，随着应霸用程序访问叶量的增加而摸增加些系统结构：闸Model暂—宣实体组安—黎实体三级带模式鸣查询语言：但GQL遗数据类型：浴结构化和半堵结构化数据针可扩展性：袜无限扩展加查询功能：绒查询结果以鹅Model白类的实例形羊式来返回实岭体或午艺返回的结果酷不能超过1饼000条捐事务功能：耀通过乐观锁腿定实现事务婆的并发控制芹丘顽一个事务操蛋作一个实体者组，同一组稻内的实体存孤储在一起（陈应用程序可圈以在实体创礼建时将实体德分配到组山）倘绳卖数据库在一皂个事务中执纲行多种操作奏，有一个操耀作失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量实时励数据以及企据业在长期的毁业务发展过扰程中积累下旁来的海量数袜据的存储和鸦处理系列问袄题，尤其面株对PB数量汤级的数据容制量和上亿个铲存储文件的踏处理需求时辆，在降低整里体成本提高辞系统整体可寒用性上可以牛发挥突出作变用。笛虚拟技术：抵采用狼扩容性：在身新加入的硬类件上安装D博ataCe膀ll，即可裙加入虚拟存扎储机例可移植性：东DataC帽ell软件女具有高度的苍可移植性，红没有实际系示统软硬件的鼻限制慈数据传输：墨结合数流平版台（Bit席sflow伪），高效沟宏Dat产aCell湖FS烈非结构化存弯储系统俯——玉针对非结构林化数据阁架构：1个职控制节点（步存储元数据征等）+若顷干的存储节顽点（细分为床各存储块）投可扩展性：柿热部署（T掉B因—笨PB止—红更高级别的习平滑扩展）答，性能线性兵增长熔灵活性：基骡于业务策略舞自动切分数应据进行存储叙（存储块的节大小是不固罢定的）矛部厚用户可以通经过定义策略站来实现让适眉当的数据在谣适当的时间矮自动保存在孤适当的位置疲虚拟技术：罩将用户所使准用的各类存棕储硬件无缝林虚拟化具多租户：同循一存储结构辟服务于多个缓应用程序，胀数据分区隔绝离楼容错性：冗祸余备份铅互热备纠控制节点费数据恢复：柏自动检测故发障节点自童动恢复贤访问效率：奉支持并发访个问谣畅醉用户可为云泥服务构建自射定义查询娇负载均衡：所所有系统节笑点间透明地薄移动数据今帖舍自动动态调榜整数据备份绘数获安全性：访恭问控制权限塔应用程序访给问机制：闭支持NFS翅、HTT头P、Web侄DAV、F浪TP及FU掉SE等多种币接口井让仔万押应用程序可筑以不做修改翠即可迁移数税据平台驰培临DataC义ellD驶B寻结构化数据跑存储系统城——完针对结构化跟和半结构化穿数据串解决了目前慢通用关系型贤数据库在面碌对mult宝i-TB或活PB量级结员构化数据的绝存储和处理谅需求时出现盗的性能和容撑量瓶颈问题咐不完全支持毯关系数据库战，但支持常既用的关系操允作（幅selec尤t、ins互ert、d唇elete忽、upda芳te瓦）新架构：完全记无中心节点互的分布式系鲜统划滋逻辑环请容错性：相田邻节点互为葡热备份车秘简单穗快捷的数据暂导出工具耗所自定尘义冗余策略翅可扩展性：棕热部署羊存储机制：申支持用户自窑定义的各种块数据格式狮笔启同时支持内旱存和磁盘数糖据库依访问效率：死在内存存储悉模式下，多听进程并发随彼机读写支持钥超过20万嫂次/秒象恭疲尤其适用于划海量小文件烂存储与访问着的应用场景格支持语言：摊C++、哲Java其他功能：遥支持包括哈绕希表、树、惹数组在内的坚多种内部结吴构园支持包含内镇存、硬盘、迎网络存储等否多种不同存烦储机制抗基于策略的晓的数据存取雷方式，支持凤包括冗余数深和存储位置床等在内的自计定义策略觉支持数据表闷操作类似的轿查询机制和鲜简单的条件脂查询炊支持用户定海义的记录类贵型和数据字住典弦支持事务处骗理凡支持复杂的曲索引规则监异步存储拷块贝，支持s齐napsh竿ot俯提供bin忆aryl亮og，支持于服务器热备族和冗余快完全支持多汉进程、多线听程的高并发奸访问叮支持分布式品事务覆远程图形化犯管理界面昂升龟其他相关产虹品改①你数流平台畜（Bits鸟flow）障高容错、高尿性能的数据衡传输中间层虚工具聪②机筛DataC跌ellE钞cho玩有效实现跨屿区域、异构斗分布式数据路库的实时数惭据同步。派它可以同时府处理同一系涉统内的多个写异构数据库朱系统之间的使数据交换和沸同步。通过怒对各个数据夜库系统内数植据的动态划吹分和管理，齐Echo还奋可在一个或猛多个数据库川中支持多个后Maste田r和Sla碌ve并存天5贝社几种开源云稼平台默5.1春闹Hadoo百p（Apa吸che基金折会）树完全模仿G岁oogle悼体系架构做进的一个开源捞项目，主要贸包括Map军/Redu乌ce和HD静FS文件系欢统碧。Java取语言开发，暗主从式的H女DFS文件感系统位于下屡层，主从式床的Map/填Reduc瓜e处理位于雨上层，基本贤思想是识“夫计算向存储家迁移陕”——东计算时各节肯点读取存储塞在自己节点导的数据进行茧处理。Ma执p处理过程榨中一般没有摔数据的传输仙，只是在R农educe踏过程中需要炊向主节点传伪送计算结果裕，有效的解仅决了并行计级算中网络数猛据传输的瓶刺颈问题。喊HDFS以纽64MB为装单位对文件株分块，对于旨小文件及频反繁存取的数倍据没有太大妖的优势。禁5.2质父Ecual霉yptus斯项目（加利蹄福尼亚大学引）愧创建了一个铲使企业能够早使用它们内突部IT资源磁（包括服务千器、存储系桐统、网络设坝备）的开源名界面，来建仪立能够和A怠mazon签EC2兼糟容的云蔬。睛选择Xen撇和KVM作扮为虚拟化的盆管理程序。基本架构：械5.3理月AbiCl偏oud（A乏biquo游公司）论用于公司的拥开源的云平耽台，使公司绝能够以快速抬、简单和可陷扩展的方式榆创建和管理员大型、复杂而的IT基础果设施（包括堡虚拟服务器投、网络、应除用、存储设习备等）见5,.4牛仙Mongo弟DB(10孔gen)号高性能、开概源、无模式屠的文档型数昼据库，在许墨多场景下可晓用于替代传排统的关系型仆数据库或键针/存储方式驳5.5溜至Enoma若lism弹远性计算平台醋提供了一个析功能类似于浩EC2的云孤计算框架。丸Enoma推lism基踩于L昼i筐nux，同悠时支持Xe意n和KVM貌。与其他的系纯IaaS乳解决方案不竖同的是，E继nomal剥ism提供愚了一个基于芳Turbo废Gear题sWeb恢应用框架和恰Pytho军n的软件栈浮5.6舟肝Nimbu紧s（网格中希间件Glo伶bus）茂Nimbu姿s面向科学浩计算需求，西通过一组开含源工具来实宵现IaaS兴的云计算解码决方案坏6岩档国内外仿主要云计算短标准化组织萄和论坛虫6.1献倦分布式管理掉任务组（D贡MTF）芒工作目标：云2