云计算概述课件

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1、云云 计计 算算0第一第一讲云云计算概述算概述主要参考书目：1云计算云计算 刘鹏主编刘鹏主编 电子工业出版社电子工业出版社2. 云计算与分布式系统云计算与分布式系统Kai Hwang 主编主编 机械工业出版社机械工业出版社3. 云计算安全技术与应用云计算安全技术与应用电子工业出版社电子工业出版社4. 云计算基础与实用技术云计算基础与实用技术 黎连业黎连业 主编主编 清华大学出版社清华大学出版社1第一第一讲云云计算概述算概述内容安排及要求1. 分三次课分三次课 讲解，每次讲解，每次 4节课。节课。2.主要内容包括：主要内容包括： 云计算概述、云计算概述、Google云云计算、计算、 Amazon

2、云计算、云计算安全等云计算、云计算安全等内容。内容。 3. 期末采用闭卷考试的方式。期末采用闭卷考试的方式。2第一第一讲云云计算概述算概述前言你还在为电脑硬盘空间不够、安装程序过你还在为电脑硬盘空间不够、安装程序过多、运行效率低下而烦恼吗？多、运行效率低下而烦恼吗？现在云计算能为你解决这一烦恼，云计算现在云计算能为你解决这一烦恼，云计算cloud computing是一种基于因特网的超是一种基于因特网的超级计算模式，下面让我们进入神奇的云计级计算模式，下面让我们进入神奇的云计算。算。4第一第一讲云云计算概述算概述云计算的产生腾讯财经：云计算万亿市场开启腾讯财经：云计算万亿市场开启5第一第一讲云

3、云计算概述算概述凤凰网资讯：中国云计算迈入产业化凤凰网资讯：中国云计算迈入产业化6第一第一讲云云计算概述算概述腾讯财经：云计算争夺战腾讯财经：云计算争夺战7第一第一讲云云计算概述算概述哈尔滨日报：北京建全系列云计算服务器哈尔滨日报：北京建全系列云计算服务器8第一第一讲云云计算概述算概述中国科学技术大学深圳云计算应用中心成立中国科学技术大学深圳云计算应用中心成立9第一第一讲云云计算概述算概述云计算发展史l2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、史丹佛大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划。l2008年1月30日，Google宣

4、布在台湾启动“云计算学术计划”，将与台湾台大、交大等学校合作，将这种先进的大规模、快速计算技术推广到校园。10第一第一讲云云计算概述算概述l2008年8月3日，美国专利商标局(简称“SPTO”)网站信息显示，戴尔正在申请“云计算”(Cloud Computing)商标，此举旨在加强对这一未来可能重塑技术架构的术语的控制权。戴尔在申请文件中称，云计算是“在数据中心和巨型规模的计算环境中，为他人提供计算机硬件定制制造”。l2008年10月27日，微软软件架构师Ray Ozzie的演讲正式开启了PDC大会，并且宣布了微软的云计算战略及云计算平台Azure。l今天，国家发改委、工信部、科技部等多部委共

5、同参与的加快发展高技术服务业的指导意见已进入起草阶段，其中，云计算产业将被明确为未来高技术服务业的主角。11第一第一讲云云计算概述算概述云计算成为关注程度热点集群计算云计算网格计算13第一第一讲云云计算概述算概述什么是云计算?14第一第一讲云云计算概述算概述云计算定义l云计算（Cloud Computing ）：是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。是指基于互联网互联网的超级计算模式-即把存储于个人电脑个人电脑、移动电话移动电话和其他设备

6、上的大量信息和处理器处理器资源集中在一起，协同工作。在极大规模上可扩展的信息技术能力向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。40多亿的移动电话多亿的移动电话一一 2010年 数据来源: Nokia个人电脑和个人电脑和笔记本电脑笔记本电脑企业电脑企业电脑和服务器和服务器PDA15第一第一讲云云计算概述算概述云计算综述n数据在云端：不怕丢失,不必备份,可以任意点的恢复 ；n软件在云端：不必下载自动升级 ；n无所不在的计算：在任何时间，任意地点，任何设备登录后就可以进行计算服务；n无限强大的计算：具有无限空间的，无限速度。硬件为中心硬件为中心软件为中心软件为中心 服务为中心服务为中心 PCC/S云计

7、算16第一第一讲云云计算概述算概述云计算的目的云计算的最终云计算的最终目标是将计算、目标是将计算、服务和应用作服务和应用作为一种公共设为一种公共设施提供给公众，施提供给公众，使人们能够像使人们能够像使用水、电、使用水、电、煤气和电话那煤气和电话那样使用计算机样使用计算机资源。资源。17第一第一讲云云计算概述算概述云计算的定义中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下定义中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下定义 ：“云计算将云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务能够根据需要获取计

8、算力、存储空间和各种软件服务”。18第一第一讲云云计算概述算概述l在动态、多在动态、多机构参与的虚机构参与的虚拟组织中协同拟组织中协同共享资源和求共享资源和求解问题解问题 l同时使用多同时使用多种计算资源种计算资源解决计算问解决计算问题的过程题的过程 l将需要巨大将需要巨大计算能力的问计算能力的问题分成许多小题分成许多小部分进行处理，部分进行处理，最后综合结果最后综合结果分布式计算分布式计算 并行计算网格计算网格计算 云计算19第一第一讲云云计算概述算概述云计算特点目标功能目标功能超大规模超大规模 虚拟化虚拟化高可靠性高可靠性 通用性通用性 高可伸缩性高可伸缩性 按需服务按需服务 极其廉价极其

9、廉价 20第一第一讲云云计算概述算概述 研发了弹性计算云研发了弹性计算云EC2EC2（Elastic Computing CloudElastic Computing Cloud）和简单）和简单存储服务存储服务S3S3（Simple Storage ServiceSimple Storage Service）为企业提供计算和）为企业提供计算和存储服务存储服务 收费的服务项目包括存储空间、带宽、收费的服务项目包括存储空间、带宽、CPUCPU资源以及月租费资源以及月租费 诞生不到两年的时间内，诞生不到两年的时间内，AmazonAmazon的注册用户就多达的注册用户就多达4444万人，万人，其中包括

10、为数众多的企业级用户其中包括为数众多的企业级用户 21第一第一讲云云计算概述算概述GoogleGoogle搜索引擎建立在分布在搜索引擎建立在分布在3030多个站点、超过多个站点、超过200200万台服万台服务器构成的云计算设施的支撑之上，这些设施的数量正在迅务器构成的云计算设施的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长猛增长GoogleGoogle的一系列成功应用，包括的一系列成功应用，包括GoogleGoogle地球、地图、地球、地图、GmailGmail、DocsDocs等也同样使用了这些基础设施等也同样使用了这些基础设施目前，目前，GoogleGoogle已经允许第三方在已经允许第三方在Go

11、ogleGoogle的云计算中通过的云计算中通过Google App EngineGoogle App Engine运行大型并行应用程序运行大型并行应用程序HadoopHadoop模仿了模仿了GoogleGoogle的实现机制的实现机制22第一第一讲云云计算概述算概述IBMIBM在在20072007年年1111月推出了月推出了“改变游戏规则改变游戏规则”的的“蓝云蓝云”计算计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。平台，为客户带来即买即用的云计算平台。IBMIBM正在与正在与1717个欧洲组织合作开展名为个欧洲组织合作开展名为RESERVOIRRESERVOIR云计算项云计算项目，以目，以“无

12、障碍的资源和服务虚拟化无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。欧盟提供了为口号。欧盟提供了1.71.7亿欧元作为部分资金。亿欧元作为部分资金。IBM IBM 已在全球范围内建立了已在全球范围内建立了 1313个云计算中心，并且已帮助个云计算中心，并且已帮助数个客户成功部署了云计算中心数个客户成功部署了云计算中心 23第一第一讲云云计算概述算概述微软于微软于20082008年年1010月推出了月推出了Windows AzureWindows Azure操作系统。操作系统。AzureAzure( (译为译为“蓝天蓝天”) )是继是继WindowsWindows取代取代DOSDOS之后，微软的又一次颠之后

13、，微软的又一次颠覆性转型。覆性转型。微软在微软在20102010年年1010月的月的PDCPDC大会上，公布了大会上，公布了Windows AzureWindows Azure云云计算平台的未来蓝图，跳出单纯的基础架构作服务的框架，计算平台的未来蓝图，跳出单纯的基础架构作服务的框架，将将Windows AzureWindows Azure定位为平台作服务定位为平台作服务 24第一第一讲云云计算概述算概述中国中国20082008年，年，IBMIBM先后在无锡和北京建立了两个云计算中心先后在无锡和北京建立了两个云计算中心阿里巴巴成立了阿里云公司。还有许多公司触云：腾讯、盛大、广达、阿里巴巴成立了阿

14、里云公司。还有许多公司触云：腾讯、盛大、广达、 800APP800APP、世纪互联世纪互联中国移动研究院已经建立起中国移动研究院已经建立起10241024个个CPUCPU的云计算试验中心；中国电信、中国联通都有相应动的云计算试验中心；中国电信、中国联通都有相应动作。华为、中兴都转入了云计算研发作。华为、中兴都转入了云计算研发作为云计算技术的一个分支，云安全技术通过大量客户端的参与和大量服务器端的统计分析作为云计算技术的一个分支，云安全技术通过大量客户端的参与和大量服务器端的统计分析来识别病毒和木马，取得了巨大成功来识别病毒和木马，取得了巨大成功 20082008年年1111月月2525日，中国

15、电子学会专门成立了云计算专家委员会日，中国电子学会专门成立了云计算专家委员会 20092009年年5 5月月2222日，中国电子学会隆重举办首届中国云计算大会，日，中国电子学会隆重举办首届中国云计算大会，12001200多人与会，盛况空前。多人与会，盛况空前。20102010年年5 5月，将举办第二届，规模将达月，将举办第二届，规模将达30003000人人; ; 20092009年年1212月，举办中国首届云计算学术会议月，举办中国首届云计算学术会议 20102010年年5 5月，举办第二届中国云计算大会月，举办第二届中国云计算大会 20112011年年5 5月，举办第三届中国云计算大会月，举

16、办第三届中国云计算大会 20122012年年5 5月，举办第四届中国云计算大会月，举办第四届中国云计算大会25第一第一讲云云计算概述算概述 狭义的云计算指的是厂商通过分布式计狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务，比如亚马逊数据仓库出租生意。服务，比如亚马逊数据仓库出租生意。狭义的理解狭义的理解26第一第一讲云云计算概述算概述通俗的理解是，云计算的通俗的理解是，云计

17、算的“云云“就是存在于互就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），所有的处（如应用软件、集成开发环境等），所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。通俗的理解通俗的理解27第一第一讲云云计算概述算概述云计算系统分为两部分：前端和后端。l前端指用户的计算机或客户端，包括用户计算机（或计算机网络）以及云计算系统登陆程序。不同的云计算系统具有不同的用户界面。以网络为基础的邮件系统一般都借助IE或F

18、irefox等网络浏览器登陆。其他云计算系统具有各自不同的登陆程序，用户可以运行登陆程序接入网络。l计算机后端是各种各样的计算机、服务器和数据存储系统，它们共同组成了云计算系统中的“云”。理论上，从数据处理到视频游戏，只要您能想到的计算机程序，云计算系统都能运行。一般来说，每个应用程序都有其专用的服务器。l二者通过网络相互连接。28第一第一讲云云计算概述算概述云计算体系结构29第一第一讲云云计算概述算概述物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等；物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等；资源池层是将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池，资源池层是将大量相同类

19、型的资源构成同构或接近同构的资源池，如计算资源池、数据资源池等。构建资源池更多是物理资源的如计算资源池、数据资源池等。构建资源池更多是物理资源的集成和管理工作，例如研究在一个标准集装箱的空间如何装下集成和管理工作，例如研究在一个标准集装箱的空间如何装下20002000个服务器、解决散热和故障节点替换的问题并降低能耗。个服务器、解决散热和故障节点替换的问题并降低能耗。30第一第一讲云云计算概述算概述l管理中间件负责对云计算的资源进行管理，并对众多管理中间件负责对云计算的资源进行管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为应用应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为应用提供服务；提供

20、服务；lSOASOA构建层将云计算能力封装成标准的构建层将云计算能力封装成标准的Web ServicesWeb Services服服务，并纳入到务，并纳入到SOASOA体系进行管理和使用，包括服务注册、体系进行管理和使用，包括服务注册、查找、访问和构建服务工作流等。管理中间件和资源查找、访问和构建服务工作流等。管理中间件和资源池层是云计算技术的最关键部分，池层是云计算技术的最关键部分，SOASOA构建层的功能更构建层的功能更多依靠外部设施提供。多依靠外部设施提供。31第一第一讲云云计算概述算概述l计算的管理中间件负责资源管理、任务管理、计算的管理中间件负责资源管理、任务管理、用户管理和安全管理

21、等工作。用户管理和安全管理等工作。l资源管理负责均衡地使用云资源节点，检测节资源管理负责均衡地使用云资源节点，检测节点的故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使点的故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使用情况进行监视统计；用情况进行监视统计；l任务管理负责执行用户或应用提交的任务，包任务管理负责执行用户或应用提交的任务，包括完成用户任务映象括完成用户任务映象(Image)(Image)的部署和管理、任的部署和管理、任务调度、任务执行、任务生命期管理等等；务调度、任务执行、任务生命期管理等等；32第一第一讲云云计算概述算概述l用户管理是实现云计算商业模式的一个必不可用户管理是实现云计算商业模式的一个必

22、不可少的环节，包括提供用户交互接口、管理和识少的环节，包括提供用户交互接口、管理和识别用户身份、创建用户程序的执行环境、对用别用户身份、创建用户程序的执行环境、对用户的使用进行计费等；户的使用进行计费等；l安全管理保障云计算设施的整体安全，包括身安全管理保障云计算设施的整体安全，包括身份认证、访问授权、综合防护和安全审计等。份认证、访问授权、综合防护和安全审计等。33第一第一讲云云计算概述算概述云计算六种服务方式nSAAS（ Software as a Service ） ；nPAAS（ Platform as a Service ） ；nIAAS（ Infrastructure as a S

23、ervice ）；n云存储；nMSP（管理服务提供）；n商业服务平台 。34第一第一讲云云计算概述算概述云计算体系结构n云计算的基本原理是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。 35第一第一讲云云计算概述算概述云计算发展路线并行计算集群计算网格计算云计算36第一第一讲云云计算概述算概述云计算体系逻辑结构用用户户互互动动 界面界面系统管理系统管理资源工具资源工具服务器服务器服务目录服务目录监控和测定监控和测定37第一第一讲云云计算概述算概述云计算体系物理结构资源

24、管理栈监控监控Provisioning Baremetal & Xen VM数据中心 System xApache云计算基础设施，可提供托管或现场解决方案。38第一第一讲云云计算概述算概述云计算体系特点n通过Internet接入n不需要自身具有IT技术来实施n第三方提供n资源共享n无多余功能开发n无多余费用n系统延续性好Cloud Applications(“Software-as-a-Service”)Cloud Platforms(“Platform-as-a-Service”)Cloud CollaborationCloud StorageCloud Servers/Processing

25、Cloud MSP39第一第一讲云云计算概述算概述目前的IT架构Email 零售零售 生产生产 ERP CRM服务器服务器存储存储数据库数据库交易过程交易过程互联网门户互联网门户文件系统文件系统底层系统管理底层系统管理./安全安全底层系统管理底层系统管理./安全安全底层系统管理底层系统管理./安全安全财务财务商业流程商业流程商业流程商业流程40第一第一讲云云计算概述算概述未来10年集成了云计算应用的动态IT架构商业流程商业流程商业流程商业流程协协作作消消息息服服务务/资资源源管管理理 & 安安全全集成集成&开发开发 用户界面用户界面 & 接口接口 虚拟应用虚拟应用 虚拟信息虚拟信息虚拟存储虚拟

26、进程底层结构虚拟底层结构虚拟 强化强化:减少费用减少费用& 提高质量提高质量虚拟化虚拟化:简单接入简单接入,提高终端用户管理提高终端用户管理& 使用最大化使用最大化自动化自动化:提高速度和预言性提高速度和预言性 & 减少劳动力减少劳动力 41第一第一讲云云计算概述算概述云计算对未来动态IT架构的支撑协协协协作作作作消消消消息息息息商业流程商业流程商业流程商业流程服服服服务务务务/ /资资资资源源源源管管管管理理理理 & & 安安安安全全全全集成集成集成集成& &开发开发开发开发虚拟信息虚拟信息虚拟信息虚拟信息虚拟存储虚拟存储虚拟存储虚拟存储虚拟进程虚拟进程虚拟进程虚拟进程底层结构虚拟底层结构虚

27、拟底层结构虚拟底层结构虚拟虚拟应用虚拟应用Cloud Applications(“Software-as-a-Service”)用户界面用户界面用户界面用户界面 & & 接口接口接口接口42第一第一讲云云计算概述算概述云计算对未来动态IT架构的支撑Integration, Event & Deployment协协协协作作作作消消消消息息息息服服务务/ /资资源源管管理理 & & 安安全全集成集成&开发开发Cloud Platforms(“Platform-as-a-Service”)商业流程商业流程商业流程商业流程用户界面用户界面用户界面用户界面 & & 接口接口接口接口虚拟应用虚拟应用虚拟信

28、息虚拟信息虚拟信息虚拟信息底层结构虚拟底层结构虚拟底层结构虚拟底层结构虚拟虚拟存储虚拟存储虚拟存储虚拟存储虚拟进程虚拟进程虚拟进程虚拟进程43第一第一讲云云计算概述算概述云计算对未来动态IT架构的支撑协协作作/消消息息商业流程商业流程商业流程商业流程服服务务/资资源源管管理理 & 安安全全用户界面用户界面 & 接口接口 虚拟应用虚拟应用 虚拟信息虚拟信息虚拟存储虚拟进程底层结构虚拟底层结构虚拟 集成集成 & 开发开发 Cloud Collaboration44第一第一讲云云计算概述算概述云计算对未来动态IT架构的支撑商业流程商业流程商业流程商业流程协协作作/消消息息服服务务/资资源源管管理理

29、& 安安全全集成集成 & 开发开发用户界面用户界面 & 接口接口虚拟应用虚拟应用 虚拟信息虚拟存储Cloud StorageCloud Servers/Processing虚拟进程底层结构虚拟底层结构虚拟 45第一第一讲云云计算概述算概述云计算对未来动态IT架构的支撑Service/Resource Mgmt & Security服务服务/资源管理资源管理 & 安全安全协协作作/消消息息商业流程商业流程商业流程商业流程用户界面用户界面 & 接口接口 虚拟应虚拟应 用用Virtualized Information底层结构虚拟底层结构虚拟 虚拟进程虚拟存储集成集成 & 开发开发 虚拟信息虚拟信息

30、 Cloud Systems Infrastructure Software(“Software-as-a-Service”)Serv46第一第一讲云云计算概述算概述云计算在中小企业的应用用户界面用户界面 & 接口接口协协作作/消消息息商业流程商业流程商业流程商业流程虚拟应用虚拟应用 Virtualized Information底层机构虚拟底层机构虚拟虚拟进程虚拟储存集成集成 & 开发开发Virtualized Information服务服务/资源管理资源管理 & 安全安全虚拟信息虚拟信息 信息管理信息管理 & 安全安全 47第一第一讲云云计算概述算概述云计算和下一代IT应用云计算还应包含云

31、计算还应包含 On-Premise software(e.g., 电子设备电子设备)Service/Resource Mgmt & Security服务服务/资源管理资源管理 & 安全安全协协作作/消消息息商业流程商业流程商业流程商业流程用户界面用户界面 & 接口接口 虚拟应用虚拟应用 Virtualized Information底层虚拟结构底层虚拟结构 虚拟进程虚拟进程虚拟储存集成集成 & 开发开发 虚拟信息虚拟信息 Serv48第一第一讲云云计算概述算概述l云计算的核心技术云计算的核心技术49第一第一讲云云计算概述算概述编程模型编程模型l为了使云计算环境下的编程十分简单，为了使云计算环境

32、下的编程十分简单，GoogleGoogle开发了开发了javajava、PythonPython、C+C+编程工具编程工具MapReduceMapReduce，它是一种简化的分布式编程模型和高效的任，它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型，用于大规模数据集（大于务调度模型，用于大规模数据集（大于1TB1TB）的）的并行运算。并行运算。MapReduceMapReduce模式的思想是将要执行的问题分解成模式的思想是将要执行的问题分解成Map(Map(映射映射) )和和Reduce(Reduce(化简化简) )的方式，先通过的方式，先通过MapMap程序将数据切割成不相关的区块，分配（调

33、度）程序将数据切割成不相关的区块，分配（调度）给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，再通过再通过ReduceReduce程序将结果汇整输出程序将结果汇整输出。 50第一第一讲云云计算概述算概述海量数据分布存储技术l GFSGFS是一个可扩展的分布式文件系统，用于大型的、是一个可扩展的分布式文件系统，用于大型的、分布式的、对大量数据进行访问的应用。分布式的、对大量数据进行访问的应用。l一个一个GFSGFS集群由一个主服务器和大量的块服务器构成，集群由一个主服务器和大量的块服务器构成，并被许多客户访问。主服务器存储文件系统所有的元并被许多客户访问。主服务器

34、存储文件系统所有的元数据，包括名字空间、访问控制信息、从文件到块的数据，包括名字空间、访问控制信息、从文件到块的映射以及块的当前位置。它也控制系统范围的活动。映射以及块的当前位置。它也控制系统范围的活动。主服务器定期通过主服务器定期通过HeartBeatHeartBeat消息与每一个块服务器通消息与每一个块服务器通信，给块服务器传递指令并收集它的状态。信，给块服务器传递指令并收集它的状态。GFSGFS中的文中的文件被切分为件被切分为64MB64MB的块并以冗余存储，每份数据在系统的块并以冗余存储，每份数据在系统中保存中保存3 3个以上备份。个以上备份。l客户与主服务器的交换只限于对元数据的操作

35、，所有客户与主服务器的交换只限于对元数据的操作，所有数据方面的通信都直接和块服务器联系，这大大提高数据方面的通信都直接和块服务器联系，这大大提高了系统的效率，防止主服务器负载过重。了系统的效率，防止主服务器负载过重。51第一第一讲云云计算概述算概述海量数据管理技术l云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必需能够高效的管理大量的数因此，数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。云计算系统中的数据管理技术主要是据。云计算系统中的数据管理技术主要是GoogleGoogle的的BT(BigTable)BT(BigTable)数据管

36、理技术和数据管理技术和HadoopHadoop团队开发的开团队开发的开源数据管理模块源数据管理模块HBaseHBase。lBTBT是一个大型的分布式数据库，与传统的关系数据是一个大型的分布式数据库，与传统的关系数据库不同，它把所有数据都作为对象来处理，形成一库不同，它把所有数据都作为对象来处理，形成一个巨大的表格，用来分布存储大规模结构化数据。个巨大的表格，用来分布存储大规模结构化数据。lGoogleGoogle的很多项目使用的很多项目使用BTBT来存储数据，包括网页查来存储数据，包括网页查询，询，Google earthGoogle earth和和GoogleGoogle金融。这些应用程序对

37、金融。这些应用程序对BTBT的要求各不相同：数据大小（从的要求各不相同：数据大小（从URLURL到网页到卫到网页到卫星图象）不同，反应速度不同（从后端的大批处理星图象）不同，反应速度不同（从后端的大批处理到实时数据服务）。对于不同的要求，到实时数据服务）。对于不同的要求，BTBT都成功的都成功的提供了灵活高效的服务提供了灵活高效的服务。52第一第一讲云云计算概述算概述l 云计算平台管理技术云计算平台管理技术l云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布在不同的地点，同时运行着数百种应用，如何在不同的地点，同时运行着数百种应用，如何有效的管理这些服务器，保证整

38、个系统提供不有效的管理这些服务器，保证整个系统提供不间断的服务是巨大的挑战。间断的服务是巨大的挑战。l云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协同工作，方便的进行业务部署和开通，快器协同工作，方便的进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障，通过自动化、智能化速发现和恢复系统故障，通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营的手段实现大规模系统的可靠运营。53第一第一讲云云计算概述算概述业务连续性和高可用性54第一第一讲云云计算概述算概述某公司使用云计算虚拟化后成本明显降低55第一第一讲云云计算概述算概述服务形式服务形式l软件即服务软件即服务(Sa

39、aS)l平台即服务平台即服务(PaaS)l基础设施服务基础设施服务(IaaS)56第一第一讲云云计算概述算概述软件即服务软件即服务(SaaS)lSaaS服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上，用户根据需求通过互联网向厂商订购应用软件服务，服务提供商根据客户所定软件的数量、时间的长短等因素收费，并且通过浏览器向客户提供软件的模式。57第一第一讲云云计算概述算概述平台即服务平台即服务(PaaS)l这是一种分布式平台服务，厂商提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给客户，用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他客户。58第一第一讲云云计算概述算概述基础设施服务

40、基础设施服务(IaaS)lIaaS即把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施，作为计量服务提供给客户。它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务59第一第一讲云云计算概述算概述 应用应用l游戏市场lAmazonlGooglelSalesforcelMicrosoftl中国移动lGiwell60第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-IaaS- - 6161 - -实现模式实现模式n完全操作系统（软硬件）接入n防火墙n路由器n负载平衡61第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-IaaS优势优势n节省费用/所付及所用n即时升级

41、n安全n可靠nAPIs62第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-IaaS实例n当你想运行成批的程序组，但是没有合适的软硬件环境，可使用Amazon的EC2。n当你想在网络上发布一个短期（几天到几个月）的网站，可使用Flexiscale。63第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-IaaSnAmazon4Infrastructure web servicesnEC2 (Elastic Compute Cloud) - now with Windows (99.95% availability!)nS3 (Simple Storage Service)nSimpleDBnSQS (Simpl

42、e Queue Service) 4Payments and Billing4On-demand workforce (Mechanical Turk) 4Search (Alexa)4Fulfilment web servicenRackspace4Mosso 4JungleDisk4SliceHost 64第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-PaaS实现模式实现模式n平台价格昂贵n需求估算不科学!n平台管理复杂麻烦!65第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-PaaS流行的服务流行的服务n存储n数据库n扩展性66第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-PaaS优势优势n节省费用/

43、所付及所用n即时升级n安全n可靠nAPIs67第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-PaaS实例n当你想把一个大容量的文件上传到网络上，允许35000个用户使用2个月的时间，可使用Amazon的Cloud Front。n当你想在网络上存储大量的文档，但是你没有足够的存储空间，可使用Amazon的S3。68第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用Microsoft Windows AzurenThe Azure Services Platform (Azure) 主机位于微软的数据中心，是一个基于Internet的云服务平台。提供操作系统和一系列的开发服务,各种服务可进行自由组合。69第一第

44、一讲云云计算概述算概述云计算的应用市场上主要的PaaS服务nGoogle Apps4Python only4BigTable nHeroku4Ruby on Rails hosted on EC2nFnApexnBungee Connect4Bungee Logic (a C-family language similar to C#)nMicrosoft!4Azure - .NET hosted in MS datacentres70第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-SaaS实现模式实现模式n在中小企业盛行n无需管理软硬件n服务通过浏览器实现71第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应

45、用-SaaS- - 7272 - -实例nCRMn财务计划nHRn文字处理nEmail72第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-SaaS- - 7373 - -73第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用- - 7474 - -IaaS、PaaS & SaaS共性共性n无浪费费用n即时扩展n安全n可靠nAPIs74第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用-SaaS优势优势n无浪费费用n即时扩展n安全n可靠nAPIs75第一第一讲云云计算概述算概述SOASOA构建层构建层 管理中间件层管理中间件层 物理资源层物理资源层资源池层资源池层 计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等 封装云计算能力

46、成标准的Web Services服务，并纳入到SOA体系云计算的资源管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为应用提供服务 将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池云计算体系云计算体系结构结构76第一第一讲云云计算概述算概述均衡使用云资源节点，检测节点故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使用情况进行监视统计 资源管理资源管理 任务管理任务管理安全管理安全管理 用户管理用户管理 云计算的管理中间件层云计算的管理中间件层 执行用户或应用提交的任务，包括完成用户任务映象（Image）的部署和管理、任务调度、任务执行、任务生命期管理等 实现云计算商业模式的一个必不可少的环节，包括提供

47、用户交互接口、管理和识别用户身份、创建用户程序的执行环境、对用户的使用进行计费等 保障云计算设施的整体安全，包括身份认证、访问授权、综合防护和安全审计等 77第一第一讲云云计算概述算概述简化的简化的IaaS实现机制图实现机制图 78第一第一讲云云计算概述算概述 网格计算网格计算在动态、多机构参与的虚拟组织中协在动态、多机构参与的虚拟组织中协同共享资源和求解问题同共享资源和求解问题 云计算与网格计算是什么关系？79第一第一讲云云计算概述算概述计算网格计算网格计算网格计算网格 提供集成各种计算资源的、虚拟化的计算基础设施 信息网格信息网格 一体化智能信息处理平台，集成各种信息系统和信息资源，消除信

48、息孤岛，使用户能按需获取集成后精确信息 知识网格知识网格 研究一体化的智能知识处理和理解平台，使得用户能方便地发布、处理和获取知识 80第一第一讲云云计算概述算概述网 格 计 算云 计 算目标共享高性能计算力和数据资源，实现资源共享和协同工作提供通用的计算平台和存储空间，提供各种软件服务资源来源不同机构同一机构资源类型异构资源同构资源资源节点高性能计算机服务器/PC虚拟化视图虚拟组织虚拟机计算类型紧耦合问题为主松耦合问题应用类型科学计算为主数据处理为主用户类型科学界商业社会付费方式免费（政府出资）按量计费标准化有统一的国际标准OGSA/WSRF尚无标准，但已经有了开放云计算联盟OCC概念比较8

49、1第一第一讲云云计算概述算概述网格计算与云计算的关系，就像是网格计算与云计算的关系，就像是OSIOSI与与TCP/IPTCP/IP之间的关系之间的关系 云计算是网格计算的一种简化形态，网格不仅要集成异构资源，还要解决许多云计算是网格计算的一种简化形态，网格不仅要集成异构资源，还要解决许多非技术的协调问题，也不像云计算有成功的商业模式推动，所以实现起来要比非技术的协调问题，也不像云计算有成功的商业模式推动，所以实现起来要比云计算难度大很多。但对于许多高端科学或军事应用而言，云计算是无法满足云计算难度大很多。但对于许多高端科学或军事应用而言，云计算是无法满足需求的，必须依靠网格来解决。需求的，必须

50、依靠网格来解决。 不久的将来，建立在云计算之上的不久的将来，建立在云计算之上的“商业商业2.02.0”与建立在网格计算之上的与建立在网格计算之上的“科科学学2.02.0”都将取得成功。都将取得成功。 网格技术主要解决分布在不同机构的各种信息资源的共享问题，而云计算主要网格技术主要解决分布在不同机构的各种信息资源的共享问题，而云计算主要解决计算力和存储空间的集中共享使用问题。解决计算力和存储空间的集中共享使用问题。 Gloud（云格）=Grid+Cloud 82第一第一讲云云计算概述算概述 云计算云计算物联网物联网 3G 三网融合三网融合 移动互联网移动互联网 云计算发展环境83第一第一讲云云计

51、算概述算概述 3G将为云计算带来数以亿计的宽带移动用户。用户的终端计算能力和存储空间有限，却有很强的联网能力，对云计算有着天然的需求 云计算能够给3G用户提供更好的用户体验。云计算有强大的计算能力、接近无限的存储空间，并支撑各种各样的软件和信息服务，能够为3G用户提供前所未有的服务体验 3G与云计算是互相依存、互相促进的关系84第一第一讲云云计算概述算概述 物联网与云计算是交互辉映的关系物联网与云计算是交互辉映的关系 从量上看，物联网采集惊人的数据需要通过无线传感网、宽带互联网向某些存储和处理设施汇聚，而使用云计算来承载这些具有非常显著的性价比优势；从质上看，使用云计算设施对这些数据进行处理、

52、分析、挖掘，可以更加迅速、准确、智能地对物理世界进行管理和控制 物联网将成为云计算最大的用户，将为云计算取得更大商业成功奠定基石85第一第一讲云云计算概述算概述 移动互联网和云计算是相辅相成的 通过云计算技术，软硬件获得空前的集约化应用 移动互联网时代来临，对用户来讲，最好的体验是淡化有线和无线的概念。云计算有望突破各种终端，显示的内容、应用都能保持一致性和同步性 云计算对于云和端两侧都具有传统模式不可比拟的优势 86第一第一讲云云计算概述算概述三网融合为云计算提供切实的应用机会 云计算技术使得一些从事传统行业的企业也能搭上三网融合和下一代广电网的快车 云计算在三网融合及下一代广电网中的应用，

53、涉及数据存储、数据计算、数据再处理、软件开发、数据传输、网络协同等多个方面 87第一第一讲云云计算概述算概述全球企业IT开销Source: IBM Corporate Strategy analysis of IDC data, Sept. 200788第一第一讲云云计算概述算概述数据中心规模经济性项目中型数据中心成本特大型数据中心成本比率网络$95 每 Mb/秒/月$13 每 Mb/秒/月7.1存储$2.20 每 GB/月$0.40 每 GB/月5.7管理每个管理员约管理140个服务器每个管理员管理1000个服务器以上7.189第一第一讲云云计算概述算概述云计算经济性云计算将计算变成了大众用

54、得上和用得起的“水和电”90第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用优势优势n用户花费低n减少底层管理职责n允许意想不到的资源装载n业务应用实现迅速91第一第一讲云云计算概述算概述云计算的应用风险风险n安全性n宕机问题n接入问题n独立性n协同互动问题92第一第一讲云云计算概述算概述云计算带来的变化买外部服务实现模式技术模式商业模式人机界面传统方式云计算可扩展, 有弹性, 动态, 多用户 所用即所付通过Internet使用 IFaPs (IP, HTML, HTTP) 买设备开发系统用户单一支付设备和劳动力费用 互联网/局域网93第一第一讲云云计算概述算概述宽带的发展为云计算提供了硬件基础0 5

55、12 Kbps 1 Mbps5 Mbps10 Mbps100 MbpsHong KongSouth KoreaSingaporeTaiwanAustraliaChinaIndiaGermanyU.K. France CanadaU.S.A.主流速度高速网络2 Mbps1 GbpsJapan最大下载速度94第一第一讲云云计算概述算概述互联网发展：从硬件到社区MySpaceFacebook开心网校内网95第一第一讲云云计算概述算概述当今互联网用户的需求是什么？接入能力可以从任何地点、任何设备接入服务和数据共享能力数据的建立和存储共享 容易方便 自由不希望受数据的影响简单容易学会, 容易使用安全相信

56、数据不会丢失或不会被不允许的人看到互联网用户的新需求为云计算提供了服务基础！互联网用户的新需求为云计算提供了服务基础！96第一第一讲云云计算概述算概述当前的云计算服务97第一第一讲云云计算概述算概述云计算应用服务提供的连续性零售系统零售系统 供应系统供应系统 更贴近开发者更贴近开发者&使用者使用者 更贴近系统管理人员更贴近系统管理人员 98第一第一讲云云计算概述算概述Web2.0 (or3.0)成为云计算的一部分BusinessTechnologyCommunityLong-Tail EconomicsArchitecture of ParticipationCollective intell

57、igenceSocial SoftwareRich Internet ApplicationsMashup syndicationCustomer/community participationWeb PlatformsUser-created applicationsUser-created content and metadataUnprecedented user freedomExplicit community ratingsWeb-services-enabled business modelsMicropaymentsRevenue sharingWOARSSMashupsPOX

58、/HTTPRESTWikisSocial publishingSocial networkingBlogsAjaxPlug-insWidgets and gadgets99第一第一讲云云计算概述算概述云计算领跑者n企企业业和和研研究究机机构构肯肯最最终终会会把把高高级级别别的的计计算算任任务务交交给给全全球球运运行行的的服服务务器网络，也就是云。以下领先者在这一领域占据着主导位置：器网络，也就是云。以下领先者在这一领域占据着主导位置：Google唯唯一一以以硬硬件件起起家家的的搜搜索索公公司司。每每年年在在数数据据中中心心的的投投入入超超过过20亿亿美美元元。成成为为云云计计算算领领域域难难以

59、以超超越越的的领领跑跑者者和和极极力力推动者。推动者。Yahoo规规模模和和资资金金比比Google稍稍 逊逊 一一筹筹，开开发发的的软软件件与与云云计计算算兼兼容容不不够够。但但是是作作为为Hadoop的的首首要要资资助助方方，可可能能后后来居上。来居上。IBM商商业业数数据据计计算算的的龙龙头头和和传传统统超超级级计计算算机机的的绝绝对对领领导导 者者 。 与与Google合合 作作 后后立立足足云云计计算算一一方方。为为越越南南政政府府开开发发了了飞飞行行员员云云系系统统试试点点。并并在在无无锡锡成成立立了了数数据据中心。中心。Microsoft现现在在只只能能与与自自身身开开发发的的软

60、软件件结结合合，这这可可能能成成为为它它的的软软肋肋。但但是是在在云云科科学学基基础础理理论论中中扮扮演演重重要要的的角角色色。正正在在伊伊利利诺诺伊伊州州和和西西伯伯利利亚亚建建立立大大型型数数据中心。据中心。Amazon第第一一个个将将云云计计算算作作为为服服务务出出售售的的公公司司。规规模模小小于于其其他他竞竞争争者者，但但是是在在该该领领域域的的专专业业性性为为这这家家零零售售商商在在下下一一代代网网络络服服务务方方面面从从零零售售到到传传媒媒业业的的转转型型助了一臂之力。助了一臂之力。100第一第一讲云云计算概述算概述一个完整的云计算应用实例Email Cloud102第一第一讲云云

61、计算概述算概述网络设计l管理节点l各种各样的扫描队列lCloudBrust103第一第一讲云云计算概述算概述管理l主机坐落在纽卡斯尔的l投资超过 250,000英镑l冗余的硬件104第一第一讲云云计算概述算概述扫描队列管理l每个扫描队列包括9台服务器l每个队列每天扫描超过1百万封电子邮件，利用率为20%105第一第一讲云云计算概述算概述服务器位置服务器位置106第一第一讲云云计算概述算概述107第一第一讲云云计算概述算概述108第一第一讲云云计算概述算概述109第一第一讲云云计算概述算概述110第一第一讲云云计算概述算概述CloudBrustlEmail新队列的扫描在5分钟内完成l费用为 $0.90 每小时l只有需要空间的时候才运行111第一第一讲云云计算概述算概述Q&AQuestions?!112第一第一讲云云计算概述算概述