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1、中国移动核心网云化试点培训 基础知识 一 2015 11 核心网云化试点启动及培训会 2 提 纲 云计算基础知识介绍 IT云计算介绍 NFV引入背景探讨 NFV系统框架及技术特征 核心网云化试点启动及培训会 3 前期积累阶段 虚拟化 网 格 分布式 并行等技术的 成熟 云计算概念 的形成 云服务的技 术和概念的积 累 1999年3月 Salesforce成立 成 为最早出现的云服 务 即Saas服务 1999年9月 LoudCloud成立 成为最早的Iaas服 务商 2005年 年 Amazon推推出出AWS 服务服务 2007年 Salesforce发布 F 即Paas 服务 2008年4月
2、 Google推出了 GoogleAppEngine Saas Iaas云服 务出现 并被市 场接受 云服务的三种形 式全部出现 IT企业 电信运营商 互联 网企业等纷纷推云 服务 云服务形成 当前 阶段 云服务功能日 趋完善 种类日 趋多样 传统企业开始 通过自身能力扩 展 收购等模式 纷纷投入云服务 中 云服务高速成 长 通过深度竞争 逐 渐形成主流平台产品 和标准 产品功能比较健 全 市场格局相对 稳定 云服务进入成熟阶 段 增速放缓 云服务初现阶 段 云服务形成阶 段 云服务快速发 展阶段 云服务成熟阶 段 1999 2006 2009 2015 云计算取得巨大成功 对业界产生深远影响
3、 来自信产部 云计算白皮书2014 2004 2005年 谷歌陆 续公布了其使用的分 布式计算基数 GFS MapReduce等 核心网云化试点启动及培训会 4 云计算的应用方式介绍 IaaS Infrastructure as a Service 基础设施 即服务 用户通过网络的方式获得虚拟的计算 存储和 网络资源 泛指云平台提供虚拟资源的能力 比如亚 马逊AWS公有云的主要服务 VMware私有云 OpenStack私有云等 网络 硬件 虚拟化软件 用户虚拟机 用户操作系统 公用 开发环 境 公用 数据库 公用 中间件 应用软件 SaaS Software as a Service 软件即
4、服务 SaaS是一种提供软件服务的模式 用户无需 购买软件 就可以获得软件所提供的服务 比如 Web访问 IMS呼叫等其实都是SaaS PaaS Platform as a Service 平台即服务 PaaS是指将软件研发的平台作为一种服务 可加快SaaS应用的开发和部署的速度和自动化能 力 比如Google Cloud Platform GCP 核心网云化试点启动及培训会 5 云计算应用 SAAS应用简介 SaaS Software as a Service 软件即服务 是一种通过Internet提供软件 的模式 厂商将应用软件统一部署在自己的服务器上 客户可以根据自己实际 需求 通过互联
5、网向厂商定购所需的应用软件服务 按定购的服务多少和时间 长短向厂商支付费用 并通过互联网获得厂商提供的服务 用户不用再购买软 件 而改用向提供商租用基于Web的软件 来管理企业经营活动 且无需对软 件进行维护 服务提供商会全权管理和维护软件 典型的SAAS应用举例 Salesforce是最早的SAAS业务提供商 主要提供在线的客户关系管理 CRM 系统 GooGoogleDocs DOC XLS ODT ODS RTF CSV和PPT等 MicrosoftOfficeOnline WordOnline ExcelOnline PowerPointOnline和 OneNoteOnline 等服
6、务 无需在本机安装 打开浏览器 注册帐号 可以随 时随地通过网络来使用这些软件编辑 保存 阅读自己的文档 对于用户只 需要自由自在地使用 不需要自己去升级软件 维护软件等操作 核心网云化试点启动及培训会 6 云计算应用 PAAS应用简介 PaaS Platform as a Service 平台即服务 把服务器平台作为一种服务对 外提供的商业模式 系统对外提供接口服务 其他业务开发者可以利用这些服 务接口能力 开发业务或者应用 提供给用户使用 Google App Engine Google的PAAS服务分布在30多个站点上 Google的一系列成功应用 包括 Google地球 地图 Gmai
7、l Docs等也同样使用了这些PAAS服务 Google也允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine 基于所 提供的接口运行大型并行应用程序 SaleForce的PAAS服务 在SAAS领域取得成功后 SaleForce公司建立了一个软件开发平台force和 一个交易平台appexchange 使用它提供的语言Apex Code第三方开发者可 以在force上自主开发一些附加功能模块 比如人力资源管理 项目管理 并通过appexchange交易出去 核心网云化试点启动及培训会 7 IaaS Infrastructure as a Service 基础设施即服务 侧
8、重于向用户提供基础资源 包括计算 存储 网络资源等 实际应用中通常以虚拟机的形式提供 云计算应用 IAAS应用简介 提供EC2 Elastic Computing Cloud 和简单存储服务S3 Simple Storage Service 为企业提供计算和存储服务 Amazon是业界最资深的IAAS服务提供商 应用最为广泛 业界主要有三类主流的IAAS服务提供系统 VMware提供了成熟的虚拟机及虚拟机管理软件 是业界最大的虚拟化软件提供商 占据了大部分的虚拟化 商用市场 OpenStack提供了一个开源的软件解决方案 能够管理 KVM Vmware Xen等虚拟机 OpenStack发展迅
9、猛 得到了众多厂商的支持 核心网云化试点启动及培训会 8 云计算技术介绍 NIST 云计算是一种能够通过网络随时随地以便利的 按需付费的方式获取计算资源 包括网络 服务器 存储 应用和服务等 并提高其可用性的模式 这些资源来 自一个共享的 可配置的资源池 并能够以最省力和无人干预的方式获取和释放 以GFS MapReduce BigTable HDFS Hbase 等技术为代表 通过多副本容灾的 方式增强可靠性 通过分布式技术 构建 超大型的存储系统 支持大型计算 适合 互联网流文件 大数据块的分析和处理 IT业分布式计算基数对电信业务处理数据 包小 高并发特性的需求支持不足 分布式计算 虚拟
10、化技术 谷歌云计算体系示意图 以VMWare KVM Xen等虚拟机技术为 代表 通过提供虚拟机将应用与硬件至简 完全隔离 并支持虚拟机的备份 迁移 虚拟化本身没有集中控制点 无系统性风 险 虚拟机已经接受过大量应用的实际验 证 可靠性比较高 与电信领域的需求匹 配度较高 虚拟化逻辑示意图 核心网云化试点启动及培训会 10 分布式计算 大规模分布式计算存在系统性风险 基于GFS HFS EC2等分布式计算技术的系统存在可靠性风险 核心网云化试点启动及培训会 11 分布式计算 现有云 分布式计算 尚未达到电信级可靠性 AWS 99 972 Azure 99 548 Rackspace 99 91
11、4 99 970 99 703 99 915 99 949 来源 CloudHarmony IWGCR The International Working Group on Cloud Computing Resiliency Rackspace 98 882 来源 IWGCR AWS 99 678 Azure 96 895 现有云计算技术面向IT领域应用 基于应用需求 成本的考虑 不承诺实现 99 999 的高可靠性 云计算 分布式计算 侧重于将分散的计算 存储能力 整合起来 提供 PAAS SAAS服务 系统中不可避免的存在一定的单点故障风险 核心网云化试点启动及培训会 12 分布式计算
12、总结 分布式计算以GFS MapReduce BigTable HDFS Hbase 等技术为代表 通过多副本 容灾的方式增强可靠性 通过分布式技术 构建超大型的存储系统 支持大型计算 适合互联网流文件 大数据块的分析和处理 目前主要应用在IT领域 可提供SAAS PAAS类业务 服务 IT业分布式计算技术并未考虑电信业务处理数据包小 高并发特性的特点 用现有的 分布式计算 直接用于电信领域不能满足业务要求高性能 高可靠性的要求 分布式计算技术需针对电信领域的场景 业务特征专门优化之后 才有可能满足电信 领域的业务需求 中国移动研究院有相关研究积累 目前业界尚无相应的商用系统 核心网云化试点启
13、动及培训会 13 虚拟化技术 虚拟化介绍 x86架构 宿主操作系统 虚拟化层 操作系统 应用 应用 CPU 内存 网卡 硬盘 x86架构 宿主操作系统 虚拟容器 系统模版和库 应用 虚拟容器 系统模版和库 应用 Host Based Container Based 三 类 主 流 的 虚 拟 化 技 术 Hypervisor Based虚拟化 是业界主流 技术 是核 心网云化 虚 拟化的首选 技术 裸金 属 x86架构 虚拟化层 服务 控制 台 应用 应用 操作 系统 应用 操作 系统 Hypervisor Based 虚拟化技术 通俗讲是在物理计算机 x86架构 上 通过虚拟化软件生成虚拟的
14、计算机 供上层 应用使用 功能与资源分离与按需分配是主机虚拟化技术的实质特征 隔离度高 开销大 常见于单机系统 VMWare workstation 隔离度低 开销小 Linux Vserver Docker 隔离度高 开销中 云计算主流方式 VMWare vSphere KVM XEN VMWare KVM Xen是主要的三种虚拟化体系 在业界获得了广泛的使用 虚拟机的成熟性也得到 了广泛的验证 在虚拟化功能方面差距已经很小 VMVare利用先发优势长期占据80 以上的市场 但价格也是三者中最高的 CPU 内存 网卡 硬盘 CPU 内存 网卡 硬盘 核心网云化试点启动及培训会 ZTE Cor
15、poration All rights reserved 14 机密 Secret 14 虚拟化技术 虚拟化方案介绍 按照虚拟机对于CPU指令集的支持能力 可以分为全虚拟化 半虚拟化两大类 技术分类 原理 优劣分析 全虚拟化 full virtualization 为客户机提供完整的虚拟X86平台 包括处理器 内存和外设 支持运 行任何理论上可在真实物理平台上 运行的操作系统 为虚拟机的配置 提供了最大程度的灵活性 常见的 产品是VMware ESXi和开源的KVM 优点 不需要对客户机做任何修 改 基于硬件的全虚拟化产品是 未来虚拟化技术的核心 缺点 Hypervisor捕获CPU指令 为指
16、令访问硬件控制器和外设充 当中介 带来额外处理器开销 半虚拟化 para virtualization 虚拟机仅支持部分的X86指令集 需 在客户操作系统 Guest OS 增加 专用模块 对于不支持的指令做特 殊转换处理 常见的技术是Xen 优点 弱化对虚拟机特殊指令的 被动截获要求 转化为客户机的 主动通知 缺点 需要修改客户机操作系统 的源代码来实现主动通知 Hardware Hypervisor VMM Modified Guest OS Modified Guest OS APPs APPs Mgmt Hardware Hypervisor VMM Guest OS Guest OS APPs APPs Mgmt 核心网云化试点启动及培训会 ZTE Corporation All rights reserved 15 机密 Secret 15 虚拟化技术 虚拟化实现方式介绍 实现方式 原理 优劣分析 纯软件实现方 式 用纯软件的方法在现有物理平台 往往 并不支持硬件虚拟化 实现对物理平台 访问的截获和模拟 常见的软件虚拟机 有QEMU VMware ESXi 优点 统一平台模
