[发明专利]支持跨IDC域功能的数据中心镜像分发系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机科学中广域网范围的因特网数据中心的系统镜像或文件的分发技术，特别是适用于对虚拟机系统镜像或单个大型文件的大量分发。

背景技术

因特网数据中心（Internet Data Center，IDC）是整个因特网的数据和服务的最主要支持者，它们往往分布在相距较远的不同地域内，彼此之间的网络连接带宽有限且成本高昂。互联网企业或软件服务公司的服务或应用一般都会部署在多个不同的IDC中，通过购买网络连接带宽实现不同IDC域之间应用的数据通信，带宽小则影响数据通信性能，带宽大则成本负担太重。尤其是随着虚拟化技术和数据中心技术的结合，IDC已广泛采用虚拟机代替传统的物理机，在IDC域之间部署和传输虚拟机镜像文件的需求逐渐上升。传统方式的文件传输技术，比如ftp、http等，已根本无法有效解决上述需求问题。

除了传统的Client-Server方式的文件和数据传输技术外，对等网络（Peer to Peer，P2P）方式早已成为整个互联网使用最广泛的文件、媒体等传输技术。P2P技术是一种面向应用的组网方式，其中的Peer端即为通常意义的客户端，具有文件、网络带宽、磁盘存储等资源，同时也具有文件等数据资源的传输需求。此外，在一些类型的P2P技术实现中还会包括tracker端，它是一个保存信息并对这些信息的请求进行响应的中心节点，负责发布资源信息。P2P网络技术的主要目标是让所有的客户端（即Peer）都能提供资源，包括带宽、存储空间和计算能力，所以，当有更多的Peer加入且系统请求更多时，整个P2P网络系统的容量也就更大。这是Client-Server结构的固定服务器方式所不能够实现，因为在这种结构中，客户端的增加只会导致每个用户的数据传输都变慢。

传统的P2P客户端软件都具有复杂的界面操作，仅适用于独立用户进行电影等资源的下载；而IDC域中的镜像或文件分发系统与其目的不同，不能使用图形界面，只能使用后台进程运行的形式，并且接受远程管理和控制。在分发系统中，功能和效率才是核心，并且不能占用太多的系统资源。同时，由于IDC域之间的网络带宽成本高昂，必须采用一定的措施减少带宽资源的浪费，提高IDC域间网络带宽的有效利用率。

发明内容

本发明以实现跨IDC域的快速镜像分发为目标，设计了一套支持跨IDC域功能的镜像分发系统，该系统除采用了基本的P2P网络技术外，其设计重点包括了“桥头堡”模式的双层P2P网络结构，用以避免跨IDC域的重复数据流量，提高IDC域间的网络带宽效率，还包括了一个独立的集中管理和控制功能节点，用以实现对分发系统中所有的节点的有效管理和控制。

具体内容包括：

1.“桥头堡”模式的双层P2P网络结构

在系统中，待分发的系统镜像或文件被称为资源，本系统对特定资源的分发使用了“桥头堡”模式的双层P2P网络结构。在该模式的P2P网络中，每个IDC域内的Peer节点都处在同一个层次的P2P网络中，它们互相可见，可以进行资源分片的传输；在每个IDC域中设置了若干具有公网IP地址的Peer节点，这些Peer节点称为本IDC域的“桥头堡”节点，只有“桥头堡”节点可以进行IDC域间的资源分片传输。不同的资源具有不同的双层P2P网络结构，每个资源在单个IDC域中只有一个“桥头堡”节点。

2.集中管理和控制功能

除Peer节点和Tracker节点外，整个分发系统还设置有唯一的集中管理和控制功能节点，该节点与其它所有的Peer节点和Tracker节点通过http消息进行通信。集中管理和控制节点具有这样的功能：查看Tracker和所有Peer节点的状态信息；对Peer节点发出长传或下载资源的控制指令，并且对Peer和Tracker节点进行管理配置；实时监视整个P2P网络的运行状况。

虽然P2P网络技术已经很成熟，但是其在IDC领域中的应用还非常少，尤其是在云计算和虚拟化技术的背景下，本系统所具有的创新点在于：

（1）适用于IDC场景，支持虚拟机系统镜像或文件的高效传输；

（2）对特定分发目标资源，具有“桥头堡”模式的双层P2P网络结构的特征，能够消除IDC域间可能的重复数据流量；

（3）具有全局统一的集中管理和控制节点，负责对整个跨越多个IDC域的分发系统的方便控制和管理。

附图说明

图1镜像分发系统组成结构图

图2镜像分发系统部署图

图3“桥头堡”模式双层P2P网络示意图