本发明专利技术提供一种多层次网络系统及基于该网络系统的任务执行方法，该系统用于管理、调度底层的物理设备，从下向上依次包含：虚拟连接层，将若干物理设备连接成一个资源网络；虚拟独立服务单元层，用于从虚拟连接层聚合物理资源，形成虚拟独立服务单元，为任务提供单一基础服务的最小单位；服务协作层，将多个类型的虚拟独立服务单元按照需求连接成服务协作虚拟网络，由服务协作虚拟网络中的虚拟独立服务单元共同协作完成指定的任务；和服务控制层，用于开放给第三方开发者的若干接口，所述接口屏蔽网络系统的具体实现，以服务的方式提供网络系统的资源；其中，所述网络系统的每个层次的功能通过硬件、软件或软件模块的方式部署在所述物理设备上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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-1aaS、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 (—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AbiCl0ud、EucalyptuS、M0ng0DB、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I)现在的云计算解决方案的基础设施都是在数据中心实现的，往往规模很大，需要的带宽很高，导致投资成本很高，普通的中小企业无力负担。而很多业务的特点是，初期用户少，并不需要很强的处理能力，随着业务的发展，所需要的处理能力爆炸式增长。对于这些业务，企业可以有两种选择，一种是将业务部署于已有的云计算平台，按照实际处理能力向这些云计算平台提供商付费，但是当业务越来越大的时候，企业所需付出的成本越来越高，如果此时企业想改变部署方式，向其他云计算平台迁移或搭建自己的平台，所需要的迁移成本更是无法估量；另外一种方式是一开始就搭建自己的业务平台，此时初期的部署成本很高，并且设计之初就必须考虑到业务发展以后可能的处理能力需求。因此，一种能够按需部署设备，且部署地点自由，部署方式灵活的网络系统有很高的存在价值；2)现有的云计算解决方案都是集中式的，离用户的距离往往很远，数据传输通常需要经过很复杂的链路环境，对于需要保证服务质量、网络流量巨大的业务(流媒体业务就是一个典型代表)的支持能力并不是很好。因此，以在网络边缘部署设备的方式建设的分布式网络更适合这些业务；3)现有的云计算解决方案提供资源的方式主要有两种，第一种提供一般形式的虚拟主机，跟普通的物理主机没有任何差别，可以部署任何形式的业务；另外一种方式是提供有限的接口，只能用来执行特定的任务。注意到，在实际的业务中，许多高于物理资源粒度， 又非常通用的基础功能常常被使用到，例如在流媒体业务中，存储、转码、流化功能是许多业务都使用到的。更复杂的功能往往是这些基础的功能的逻辑组合，而这些基础功能对物理资源的需求往往差别很大，例如存储功能对CPU、内存等资源的需求很少，而转码功能就需要很多的CPU资源。因此，如果针对这些通用的基础功能定制大粒度基础服务，将极大地简化大量业务的开发、部署。针对当前云计算解决方案部署这些业务时存在的不足，即现有的业务首先需求变化快，要求能够方便的动态扩展服务能力；然后，业务服务质量要求高，要求能够满足苛刻的传输时延等服务质量要求；最后，为简化业务流程，要求提供大粒度基础服务。为此我们提出了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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有技术的网络系统在部署业务过程中存在的上述问题，从而提供。本专利技术提供的一种多层次网络系统为基于服务虚拟化、具有云服务特征、开放接口的网络系统，将众多的物理设备连接起来，以大粒度服务的形式对外提供资源，从而达到多种业务共享硬件资源，满足用户对业务苛刻的服务质量要求的目的。为了实现上述目的，本专利技术提供一种多层次网络系统，该系统采用开放接口接收第三方任务并将任务分配给底层的物理设备资源进行协作处理，所述网络系统从下向上依次包含虚拟连接层，将若干物理设备连接成一个资源网络，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多层次网络系统，该系统采用开放接口接收第三方任务并将任务分配给底层的物理设备资源进行协作处理，所述网络系统从下向上依次包含：虚拟连接层，将若干物理设备连接成一个资源网络，用于为网络系统提供物理设备资源；虚拟独立服务单元层，用于从虚拟连接层聚合物理资源，形成虚拟独立服务单元，为任务提供单一基础服务的最小单位；服务协作层，将多个类型的虚拟独立服务单元按照需求连接成服务协作虚拟网络，由服务协作虚拟网络中的虚拟独立服务单元共同协作完成指定的任务；和服务控制层，实现开放给第三方开发者的若干接口，屏蔽网络系统的具体实现，以服务的方式提供网络系统的资源；其中，所述接口接收任务请求，并负责最终返回网络系统的任务执行结果；所述网络系统的每个层次的功能通过硬件、软件或软件模块的方式部署在所述物理设备上。
【技术特征摘要】
1.一种多层次网络系统，该系统采用开放接口接收第三方任务并将任务分配给底层的物理设备资源进行协作处理，所述网络系统从下向上依次包含 虚拟连接层，将若干物理设备连接成一个资源网络，用于为网络系统提供物理设备资源； 虚拟独立服务单元层，用于从虚拟连接层聚合物理资源，形成虚拟独立服务单元，为任务提供单一基础服务的最小单位； 服务协作层，将多个类型的虚拟独立服务单元按照需求连接成服务协作虚拟网络，由服务协作虚拟网络中的虚拟独立服务单元共同协作完成指定的任务；和 服务控制层，实现开放给第三方开发者的若干接口，屏蔽网络系统的具体实现，以服务的方式提供网络系统的资源； 其中，所述接口接收任务请求，并负责最终返回网络系统的任务执行结果；所述网络系统的每个层次的功能通过硬件、软件或软件模块的方式部署在所述物理设备上。2.根据权利要求1所述的多层次网络系统，其特征在于，所述系统还可以包含 全局认知管理层，用于收集所述各个层次的运行信息，并结合所述网络系统的历史运行信息，预测网络的运行状况。3.根据权利要求2所述的多层次网络系统，其特征在于，所述网络运行状况采用人工神经网络或遗传算法进行预测。4.根据权利要求1或2所述的多层次网络系统，其特征在于，所述服务协作层分析要完成任务所需的虚拟独立服务单元的种类和数量，由虚拟服务单元层提供所需的虚拟独立服务单元，并将他们组织成一个服务协作虚拟网络，由所述服务协作虚拟网络中的虚拟独立服务单兀协作共同完成某一输入任务。5.根据权利要求1或2所述的多层次网络系统，其特征在于，所述虚拟连接层连接物理设备的方式包含集中式或P2P方式，且所述虚拟连接层采用集中式或者分布式算法管理物理设备资源，并负责物理设备资源的申请、回...
【专利技术属性】
技术研发人员：王劲林，郑鹏飞，尤佳莉，苏杭，李晓林，宋军，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：
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