互聯互通：云應用的主要因素

互聯互通的需求孕育了萬維網。那么未來，互聯互通需求也將會催生互聯云。

◎ 云策略合作伙伴有限責任公司常務董事 David Bernstein/文

云計算逐漸成為科研、互聯網和通信行業的載體。然而與其它載體不同的是，云和云之間目前尚不能實現連接和互聯互通。本文回顧了全球通信系統和互聯網是如何在眾多服務提供商間實現互聯互通的。目前，互聯云項目（Intercloud Project）正在研究一系列能夠將互聯互通這一特質植入云計算協議的方案和方法。將來新一代服務，例如全球多方視頻通話，需要能夠實現互聯互通的全球應用程序編程接口（global API），從而保證最佳質量。本文的第一部分描述了美國電氣電子工程師學會（IEEE）在測試床試驗和標準化過程中“最新工作動態”，第二部分將重點講述互聯云架構的技術亮點。

通信網絡、互聯網和云

云計算是一種新型的設計模式，主要針對大型分布式數據中心。云計算為最終消費者提供了一種“按需付費”的模式，這對于整個計算行業來說是一種顛覆，因為其實現了向實用模式的轉變，就像我們常用的電話或更現代的互聯網一樣。

然而，和其它載體不同的是，云計算目前還無法實現連接和互聯互通。在通信網絡中，任何一部電話都能夠通過“直接撥號”的方式呼叫另一部電話，且沒有強行規定兩部電話的用戶都必須屬于同一家通信公司。通信網絡目前也實現了向移動化的演進，用戶可攜帶手機走遍全球，漫游通話。這一切充分展示了電信服務提供商之間令人驚嘆的合作水平。

在互聯網中，任何瀏覽器都可以訪問任意一個網頁。然而，為瀏覽器提供網絡連接的互聯網服務提供商（ISP）不一定是托管該網站的互聯網服務提供商。事實上，即使在不同的國家，瀏覽器也可以輕而易舉地更換互聯網服務提供商。網站只要名稱不變，就可在任何地點實現托管。這一切都不影響系統的正常運行。

正是這種互聯互通的能力，才成就了電話網絡和互聯網當前不可或缺的載體地位。然而到目前為止，全球的云計算并不具備類似的互聯互通能力。

研究表明，早期的網絡也不是一出現就具備互聯互通能力的。例如，早期不同區域的電話系統之間根本無法互聯互通。要實現互聯互通，就必須通過人為干預——手動接通鄰國的電話系統。事實上，國際“直撥”也是一直到20世紀70年代才最終實現。

“在線服務商”也經歷了類似的演進歷程。最初的在線服務商，例如AOL、Prodigy和Compuserve彼此之間都無法互聯互通，不同服務商的用戶之間也無法共享發布的內容，無法相互轉發郵件。

概括來講，互聯云這一理念就是在不同云服務提供商或企業云計算服務之間實現互聯互通。

多云方案

為解決云互聯互通這一問題，研究團隊首先想到的辦法是多云方案。因為這一方案不會對底層云架構做任何變動，各個云之間通過上層用戶API實現連接。換句話說，用戶在云本身不知情的情況下，在每一個云前設置了一個機制——即部署一個盒子（box）或者軟件API。通過這個盒子或者軟件API，用戶可以同時瀏覽和使用多個云。

讓我們看一下通信網絡的例子。多云方案支持直撥嗎？如何在兩家或者更多的通信公司之間實現“透明”傳輸？通常的做法是建立一個盒子或服務，而這個盒子或服務必須同時屬于所有目標通信網絡。當你想撥打某個號碼時，你實際上是直接撥打這個盒子，告訴它你想撥通的號碼。這個盒子就會判斷該電話號碼歸屬哪個公司，并偽裝成該電話網絡的“用戶”以便建立連接。

所以，盡管看起來你能接入好幾家通信公司，其實你并沒有能實現直撥或“漫游”。我們如今使用的電話卡就是一個很形象的例子。事實上，你正在使用通信系統（電話號碼）的“用戶API”來建立上層端到端的連接。

我們認為多云方案不夠充分，因為它無法提供透明的互聯互通特質，所以最終被放棄。通信公司和互聯網云服務提供商決定通力合作，主動將他們的網絡聯合起來，所以他們比多云方案在互聯互通方面做得更好。

聯合方案

通過對通信系統和互聯網如何解決互聯互通問題進行研究后，便產生了聯合方案這一新的主題。

通信系統和互聯網系統這兩種系統都是通過開發獨特的網絡協議來解決互聯互通問題的。例如在公共交換電話網絡（PSTN）中，開發了一系列被稱作智能網（IN）的協議來支撐一種新型的帶外信令系統（其最新的版本為SS7）。這一新系統實現了透明的互聯互通和連接，同時也為一些新特性奠定了基礎，例如免費呼叫、電話會議、呼叫等待和語音信箱。

而對于互聯網而言，也制定了一系列的約定和協議，從而為構建全球互聯網奠定了基礎。這些約定和協議包括自治系統編號（AS numbering）、域名服務（DNS）、邊界網關協議（BGP）、簡單郵件傳輸協議（SMTP）、超文本傳輸協議（HTTP）等。正是基于此，全球互聯網的許多其它能力才得以實現。

全球視頻通話等場景催生互聯云

可能你對為何需要互聯云百思不得其解，我們不妨先看看如下幾個使用案例：

圖1 互聯云支持的視頻通話——經過了多家運營商轉碼器部署優化

如圖1所示，一位美國用戶通過手持平板電腦發起一個視頻會議，呼叫身處美國和歐洲的其他同事，而這些同事使用不同的設備：一些人使用的是電視機，另一些人使用的則是手機。每一種設備的屏幕尺寸都不一樣，因此就需要不同的轉碼器來顯示視頻圖像。轉碼器在運行時需要在物理上盡可能地靠近顯示設備，以便減少時延，并使自適應編碼器輸出盡可能高質量的圖像。

發起視頻會議的這個美國用戶，其實正使用美國一家網絡請求另外一些網絡（其中一些網絡還屬于別的國家）來處理自己的呼叫流程。在這個過程中，就需要所有參與運營商的云計算能力來配合完成。通過云互聯協議，發起呼叫的運營商需要一個在地理上能夠實現聯合的資源，即部署的轉碼器。倘若沒有類似互聯云這樣一個機制，多家運營商間的云聯合就屬于天方夜譚，無法實現。

創建互聯云

現在應該很清楚了，一系列的“互聯云計算”約定和協議對未來的應用至關重要。各種云之間必須參與聯合，才能實現透明的互聯互通。

隨著IEEE P2302項目的開展，我們已經開始采用簡稱的方式在小組內交流觀點。例如，在討論網絡的互聯互通問題的時候，我們將“互聯網絡”（Inter-Networking）這一術語簡稱為“互聯網”（Internet）。同樣，在解決云計算互聯互通問題的時候，我們將“互聯云計算”（Inter-Cloud Computing）簡稱為“互聯云”（Intercloud）。在2008~2009年，我們已經為互聯云制定了宏大的藍圖。

2009年5月，在中國上海舉行的IEEE關于云計算的學術報告會（暨有關集群計算及網格計算國際研討會）上，我們展示了團隊的研究成果論文，題目為“云計算互聯互通協議和格式——定義互聯云”。5月下旬，在意大利威尼斯舉行的關于互聯網和網絡應用服務的第4屆國際IARIA/IEEE會議上，我們作了更完整的論述，論文題目為：“互聯云的藍圖——云計算互聯互通協議和格式”。這篇論文獲得了此次會議的“最佳研究”獎，并被維基百科收錄為有關互聯云這一理念的第一條文獻記載。互聯云這一理念現在已經在世界范圍快速傳播，并很快傳遞到對云計算感興趣的研究者群體中。

新興的“互聯云社區”盡管成立時間尚短，卻已經發表了幾十篇學術論文。論文中定義了廣泛的可能成功運用的互聯云協議、架構和安全解決方案。關于互聯云這一主題，我們已經與眾多研究團隊進行了幾十次對話，包括墨爾本大學、阿姆斯特丹大學、ATT、Orange和日本電信電話株式會社實驗室（NTT laboratories）。同時，他們也在IEEE和其它會議上展示了許多研究成果，這些會議包括由美國國家標準技術研究院（NIST）贊助的研討會。

NIST已采納了“互聯云社區”提出的互聯云架構，并收錄于美國政府云計算技術路線圖特殊出版物第三卷[500-293]（Special Publication 500-293 U.S. Government Cloud Computing Technology Roadmap, Volume III），為云中間商提供參考。

建立標準和測試床

2010年秋天，我們的研究小組通過PAR（項目授權申請）提出，將新的標準工作組納入IEEE章程。2011年年初，IEEE將P2302項目任命為互聯云標準工作組。第一次P2302工作組會議于2011年7月召開。從2013年初伊始，該團隊就一直專注于提供第三代標準草案。

互聯網的構建理念是“宏觀共識和工作代碼”。繼互聯網這一先例后，IEEE互聯云測試床項目得以創建。此項目組與IEEE P2302工作組并行運行、相輔相成。

從IEEE P2302設計階段開始，IEEE互聯云測試床小組將所有參與的各種云都融入到互聯云架構的工作實施中去。小組成員發現問題、解決問題，將完成的代碼編入開源項目中，并且以文件的形式將系統記錄下來。如有需要，IEEE互聯云測試床小組也會偏離IEEE P2302規格，或對之進行改進、擴展或更改，并將所有更改反饋給標準工作組。

為什么大型云運營商“不感冒”

我們走遍世界每一個角落，參與每一個我們所了解到的云計算活動，旨在宣傳我們的標準工作組和測試床。我們發現，學術研究人員和電信運營商都不約而同地對此深感興趣，然而云計算“大亨們”，例如亞馬遜、谷歌、微軟等，卻對此興趣不大。

我們對這些大亨們的不感冒是這樣理解的：作為在線服務的“早期主導玩家們”，他們所采用的典型玩法就是試圖自己獨霸天下。

這有點類似于過去的在線服務，如今主流的云運營商都力爭成為“圍墻花園”，而不僅僅是“互聯互通的節點?！?/p>

互聯云大勢所趨，原因何在？

互聯互通是大勢所趨。正如在線服務通過萬維網（WWW）最終實現互聯互通一樣，我們有信心互聯云也會最終出現。早在在線服務的那個時代，用戶呼喚互聯互通的到來是因為如下原因：

?他們想通過一個在線服務商網絡向另一個或多個屬于不同在線服務商網絡的用戶發送郵件。因而，實現電子郵件的互聯互通成為一個巨大的推動力量。

?內容所有者們不希望將內容以私有格式呈現給每一個在線服務商。他們希望建立一個“網站”，這樣人人都可以訪問。不得不說，“網站”的這一想法具有革命性。

?用戶不希望每一種服務都需要使用不同的客戶端。“萬能瀏覽器”因此孕育而生，這是另一個偉大的想法。

?用戶發現無法在Compuserve或Prodigy上面搜索到AOL關鍵詞，反之亦然。用戶希望能夠搜索到一切。用戶呼喚一種單一的互聯互通網絡，因而催生了互聯網搜索。

所以，正是互聯互通的需求孕育了萬維網。那么未來，互聯互通需求也將會催生互聯云。催生互聯云的驅動力將會有很多，其中之一就是全球視頻通話這一應用場景。

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