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1、第8章医学信息处理新技术参考文献l雷万云.云计算技术、平台及应用.清华大学出版社l埃里克.托普.颠覆医疗大数据时代的个人健康革命.电子工业出版社l唐雄燕等.基于物联网的智慧医疗技术及其应用.电子工业出版社l冯建.物联网技术概论.机械出版社本章主要内容本章主要内容ll云计算概念及技术基础云计算概念及技术基础ll云计算应用案例云计算应用案例ll物联网概念及技术基础物联网概念及技术基础ll物联网与智慧医疗物联网与智慧医疗云云计算概念及技术基础计算概念及技术基础ll什么是云计算？什么是云计算？ll你所知道的云计算有哪些应用？你所知道的云计算有哪些应用？云计算定义云计算定义l2006年8月，Google
2、首席执行官埃里克施密特首次提出“云计算”（CloudComputing）的概念lWiki对云计算的定义是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。云计算定义云计算定义ll美国国家标准和技术研究院美国国家标准和技术研究院(NIST)(NIST)的定义的定义云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），只需投入很少的管理工作就能够快速提供这些资源，与服务供应商进行很少的交互。云云计算四大特征计算四大特征l云计算的核心思想，是将大量用网络连接的
3、计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池，向用户按需服务。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。l四大特征：l按需自助获取服务：服务可计量l网络接入方式:无所不在的网络访问l响应和释放对应的服务：快速弹性l获取资源池中的计算资源:划分用户独立的资源池云计算的技术基础云计算的技术基础l分布式计算（DistributedComputing）l并行计算（ParallelComputing）l效用计算（UtilityComputing）l网络存储（NetworkStorageTechnologies）l虚拟化（Vir
4、tualization）l负载均衡（LoadBalance）l热备份冗余（HighAvailable）分布式分布式计算计算广义分布式计算定义广义分布式计算定义：研究如何把一个需要非常研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。中科院定义：在中科院定义：在两个或多个软件互相共享信息，两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在同一台计算机上运行，也可以在这些软件既可
5、以在同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上通过网络连接起来的多台计算机上运行。运行。工作原理：工作原理：开发计算用服务端和客户端。服务端负责将计算问题分成许多小的计算部分，然后把它分配给许多联网参与计算的计算机进行并行处理，最后将这些计算结果综合起来得到最终的结果。并行计算并行计算用用多个处理器来协同求解同一问题，即将被求解多个处理器来协同求解同一问题，即将被求解的问题分解成若干个部分，各部分均由一个独立的的问题分解成若干个部分，各部分均由一个独立的处理机来并行计算。处理机来并行计算。并行计算系统既可以是专门设计的、含有多个处并行计算系统既可以是专门设计的、含有多个处理器的
6、超级计算机，也可以是以某种方式互连的若理器的超级计算机，也可以是以某种方式互连的若干台的独立计算机构成的集群。通过并行计算集群干台的独立计算机构成的集群。通过并行计算集群完成数据的处理，再将处理的结果返回给用户。完成数据的处理，再将处理的结果返回给用户。并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。时间上的并行：是指流水线时间上的并行：是指流水线技术技术空间上的并行：是指多个处理机并发的执行计算空间上的并行：是指多个处理机并发的执行计算并行计算流程并行计算流程效用计算效用计算一种基于计算资源使用量付费的商业模式。服务提供商产生客户需要的计算资源和基础设施管
7、理，客户从计算资源供应商获取和使用计算资源并基于实际使用的资源付费。效用计算的具体目标是结合分散各地的服务器、存储系统以及应用程序来立即提供需求数据的技术，使得用户能够象把灯泡插入灯头一样来使用计算机资源。网络网络存储存储NAS（NetworkAttachedStorage-网络附加存储），即将存储设备通过标准的网络拓扑结构（例如以太网）连接到一群计算机上。NAS是部件级的存储方法，它的重点在于帮助解决迅速增加存储容量的需求。SAN存储区域网(StorageAreaNetwork）是独立于服务器网络系统之外的高速光纤存储网络这种网络采用高速光纤通道作为传输体以SCSI-3协议作为存储访问协议.
8、将存储系统网络化，实现真正的高速共享存储。SANSAN网络存储组成结构网络存储组成结构虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。作效率。虚拟化虚拟化不同层次的虚拟化技术桌面虚拟化、应用虚拟化、整合应用与数据服务器虚拟化
9、、存储虚拟化、网络虚拟化、整合服务器、存储和网络资源应用应用虚拟机虚拟机网络存储服务器桌面虚拟化：通过虚拟化技术将桌面与底层硬件分离，使桌面操作系统、应用程序和数据能够以独立的方式进行管理服务器虚拟化：在一台物理主机上虚拟出多个虚拟机（VM），各个虚拟机之间相互隔离，并能同时运行相互独立的操作系统，客户操作系统通过虚拟机管理器（VMM）访问实际的物理资源。负载均衡（LoadBalance），其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行。它是建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。内建InboundL
10、oadBalance（链路负载均衡）ServerLoadBalancing（服务器负载均衡）VPNTrunk负载均衡负载负载均衡均衡云计算与桌面计算云计算与桌面计算ll传统桌面计算：以传统桌面计算：以PCPC为中心，实现程序的本地安装为中心，实现程序的本地安装和使用，以及文件的本地存储和管理。和使用，以及文件的本地存储和管理。ll云计算，以文件为中心，实现程序的远程使用、远云计算，以文件为中心，实现程序的远程使用、远程存储和管理。程存储和管理。l提供了更多的存储和处理能力l带来了信息获取、数据处理和分析，以及从全球任何地点连接人和资源的新方法l最终用户再也不会被完全绑定到一台PC、一个地点或一
11、个网络。云计算的服务模型云计算的服务模型和部署方式和部署方式（11）基础设施即服务）基础设施即服务IaaSIaaS(Infrastructure(InfrastructureasaServiceasaService)（22）平台即服务（）平台即服务（PlatasPlatasaServiceaService，PaaSPaaS）（33）软件即服务（）软件即服务（SoftwareasSoftwareasaServiceaService，SaaSSaaS）基础设施即服务基础设施即服务IaaSIaaSITIT基础设施：计算资源、存储资源、网络资源、中间件资基础设施：计算资源、存储资源、网络资源、中间件资
12、源、数据库资源源、数据库资源ll指云系统对消费者提供处理、存储、网络及基础计算资指云系统对消费者提供处理、存储、网络及基础计算资源的一种能力。用户可以利用云系统配置和运行任意软源的一种能力。用户可以利用云系统配置和运行任意软件如操作系统，或使用硬件资源，如虚拟机，但是不必件如操作系统，或使用硬件资源，如虚拟机，但是不必管理、控制、维护云中的设施，不必花费时间、人力、管理、控制、维护云中的设施，不必花费时间、人力、财力去购买服务机等计算机硬件和配置系统软件、维护财力去购买服务机等计算机硬件和配置系统软件、维护计算机系统等成本，而是通过网络得到一个可用的计算计算机系统等成本，而是通过网络得到一个可
13、用的计算机系统机系统“虚拟机虚拟机”。ll云基础设施根据布置模式不同，通常可以分为私有云、云基础设施根据布置模式不同，通常可以分为私有云、公有云和混合云。公有云和混合云。IaaSIaaS服务内容和业务特征服务内容和业务特征llIaaSIaaS服务内容服务内容l网络和通信系统提供的通信服务l服务器设备提供的计算资源l数据存储空间提供的存储服务l操作系统、中间件和数据库等软件服务llIaaSIaaS业务特征业务特征ll用户获得的是用户获得的是ITIT资源服务资源服务ll用户通过网络获得服务用户通过网络获得服务ll用户能够自助服务用户能够自助服务ll按需计费按需计费平台即服务平台即服务PaaSPaa
14、Sll提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给用提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给用户，用户可以在服务提供商的基础架构基础上开发户，用户可以在服务提供商的基础架构基础上开发开发程序并通过互联网和其服务器传给其他用户。开发程序并通过互联网和其服务器传给其他用户。llPaaSPaaS能够提供企业或个人定制研发的中间件平台，能够提供企业或个人定制研发的中间件平台，提供应用软件开发、数据库、应用服务器、试验、提供应用软件开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用服务，为个人用户或企业的团队协作。托管及应用服务，为个人用户或企业的团队协作。软件即服务软件即服务SaaSSaaSll软件厂商将应用
15、软件统一部署在服务器或服务器集软件厂商将应用软件统一部署在服务器或服务器集群上，通过互联网提供软件给用户。用户也可以根群上，通过互联网提供软件给用户。用户也可以根据自己实际需要向软件厂商定制或租用适合自己的据自己实际需要向软件厂商定制或租用适合自己的应用软件，通过租用方式使用基于应用软件，通过租用方式使用基于WebWeb的软件来管理的软件来管理企业经营活动。软件厂商负责管理和维护软件企业经营活动。软件厂商负责管理和维护软件云计算部署l私有云、公有云、社区云和混合云l私有云：为某个机构服务内部构建的云计算服务模式，通常限于机构内部使用，不对外开放，既可独立运作，也可委托第三方管理l公有云：资源以
16、服务的方式提供给大众或广大企业群体，资源可以是应用程序平台或基础设施，提供的服务被公众所拥有l社区云：支持某个具有共同需求的社区；l混合云是通过标准化的技术将两个以上的云组合到一起的方式，每种云保持独立。云计算的特点（11）优化资源，动态）优化资源，动态管理管理ll虚拟化虚拟化技术技术：将计算资源加以抽象，对外提将计算资源加以抽象，对外提供统一的逻辑供统一的逻辑接口接口，实现资源共享和有效实现资源共享和有效利利用用（22）海量存储，高速）海量存储，高速计算计算ll分布式存储技术实现海量分布式存储技术实现海量存储存储（33）管理可靠，保护隐私）管理可靠，保护隐私云存储的结构模型云存储的结构模型云存储的结构模型云存储的结构模型（1）存储层：存储层是云存储最基础的部分，采用SAN或NAS存储设备。（2）基础管理层：通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，对外提供同一种服务。（3）应用接口层：不同的云存储运营商开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务。（4）访问层
