第二章+云計算的基本原理_to+be+continued_

1、 Autumn, 2011Chapter TwoThe Fundamentals of Cloud ComputingXu Jungang12021/10/29Cloud Computing, GUCAS2提綱1. 云計算的定義2. 云服務(wù)的類型3. 云計算的體系結(jié)構(gòu)和特征4. 云計算的核心思想5. 云計算中的科學問題1. 云計算的定義1.1 不同的聲音1.2 工業(yè)界的定義1.3 學術(shù)界的定義1.4 其它定義2021/10/29Cloud Computing, GUCAS3Larry Ellison, Oracle CEO“The interesting thing about cloud T

2、he interesting thing about cloud computing is that weve redefined cloud computing is that weve redefined cloud computing to include everything that we computing to include everything that we already do. The computer industry is the already do. The computer industry is the only industry that is more

3、fashion-driven only industry that is more fashion-driven than womens fashion. . Its complete than womens fashion. . Its complete gibberishgibberish（胡言亂語）（胡言亂語）. Its . Its insaneinsane（愚蠢的（愚蠢的）. When is this . When is this idiocyidiocy（白癡的行為）（白癡的行為） going going to stop?to stop?Why Larry Ellison hates

4、 Cloud computingWhy Larry Ellison hates Cloud computing? ?Richard StallmanFather of the Free Software Movement“ItIts Cloud Computing stupidity. Its Cloud Computing stupidity. Its s worse than stupidity: itworse than stupidity: its s a marketing hypea marketing hype（大肆宣傳）（大肆宣傳） campaign. Somebody is

5、saying campaign. Somebody is saying this isthis is inevitable-and whenever you hear inevitable-and whenever you hear somebody saying that, itsomebody saying that, its s very likely to very likely to be a set of businesses campaigning to make be a set of businesses campaigning to make itit true.true.

6、”1. 云計算的定義1.1 不同的聲音1.2 工業(yè)界的定義1.3 學術(shù)界的定義1.4 其它定義2021/10/29Cloud Computing, GUCAS8Goole云計算2006年8月9日，Google前CEO埃里克施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會（SES San Jose 2006）首次提出“云計算”（Cloud Computing）的概念。Google“云計算”源于Google工程師克里斯托弗比希利亞所做的“Google 101”項目。隨后亞馬遜、微軟、IBM等公司都宣布了自己的“云計劃”。在Google的“云計算”模式中，軟件被放在遠程的服務(wù)器上，就像天邊的“云”，

7、用戶在上網(wǎng)時才把它拿來用，平時軟件就放在云上，有專人管理。Google的理想構(gòu)思在于當這些應(yīng)用程序存在于云中時，設(shè)備終端永遠都不需要安裝任何東西，不需要管理軟件升級和安全補丁，而且很多設(shè)備可以分享這些程序。它忽略了終端的計算資源。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS9Google的觀點90%計算任務(wù)都能通過“云計算”技術(shù)完成桌面軟件正在向Web軟件轉(zhuǎn)型云計算是開發(fā)標準，業(yè)界不會獨裁中小企業(yè)、大學、消費者會相對迅速地轉(zhuǎn)向基于Web的“云計算”技術(shù)新的贏利模式 低廉的云計算給Google帶來更多的流量，進而帶來更多的廣告收入2021/10/29Cloud Computi

8、ng, GUCAS10Google 前CEO埃里克.斯密特Google的云計算夢想應(yīng)用向互聯(lián)網(wǎng)遷移數(shù)據(jù)向互聯(lián)網(wǎng)遷移計算能力向互聯(lián)網(wǎng)遷移存儲空間向互聯(lián)網(wǎng)遷移“瀏覽器操作系統(tǒng)”Google ChromeGoogle的“云”無所不在GmailGoogle DocsGoogle MapsGoogle WaveGoogle CalendarGoogle EarthGoogle App Engine 云計算技術(shù)是Google大部分應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施沒有“云計算”，就沒有Google的創(chuàng)新服務(wù)2021/10/29Cloud Computing, GUCAS12Microsoft云計算微軟的云計算是Cloud(云

9、)+Client(終端設(shè)備)，即“云端計算(Video)”。Client可以是PC、手機、家電、汽車等任何工具。與Google的云計算思想不同，微軟認為最終應(yīng)該由用戶去選擇合理的計算資源分布。有些計算資源應(yīng)該放在云上，有些計算資源應(yīng)該放在用戶終端，有些計算資源應(yīng)該放在合作伙伴那里。在微軟的理念中，終端不可被忽略，微軟遵從軟件服務(wù)的云計算戰(zhàn)略。對于未來的用戶而言，至少有3類選擇模式: 計算資源(軟件)完全放在Cloud上，終端設(shè)備是傻瓜的，不需要任何計算資源; 計算資源(軟件)大部分放在Cloud上，小部分放在Client上; 計算資源(軟件)小部分放在Cloud上，大部分放在Client上.2

10、021/10/29Cloud Computing, GUCAS13微軟云計算的三種運營模式2021/10/29Cloud Computing, GUCAS14微軟的軟件服務(wù)戰(zhàn)略2021/10/29Cloud Computing, GUCAS15IBM云計算云計算是一種計算模式。在這種模式中，應(yīng)用、數(shù)據(jù)和IT資源以服務(wù)的方式通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用。大量的計算資源組成IT 資源池，用于動態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源供給用戶使用。云計算也是一種基礎(chǔ)架構(gòu)管理的方法論，大量的計算資源組成IT資源池，用于動態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源提供用戶使用-IBM PowerCloud在云計算模式下，計算工作由位于互聯(lián)網(wǎng)中的計

11、算資源來完成，用戶只需要連入互聯(lián)網(wǎng)，借助輕量級客戶端，例如手機、瀏覽器，就可以完成各種計算任務(wù)，包括程序開發(fā)、科學計科學計算、軟件使用乃至應(yīng)用的托管。提供這些計算能力的資源對用戶是不可見的，用戶無需關(guān)心如何部署或維護這些資源，因此，這些資源被比喻為“云”。 “云”就像是一個發(fā)電廠，只是它提供的不是電力，而是計算機的計算、應(yīng)用和管理能力。只要通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，并得到授權(quán)，您就可以使用這些能力和資源了。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS16IBM“藍云”6+1解決方案IBM“藍云”解決方案是IBM云計算中心經(jīng)過多年的探索和實踐開發(fā)出來的先進的基礎(chǔ)架構(gòu)管理平臺。該解決方

12、案可以對企業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)進行整合，通過虛擬化技術(shù)和自動化技術(shù)，構(gòu)建企業(yè)自己擁有的云計算中心，實現(xiàn)企業(yè)硬件資源和軟件資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，打破應(yīng)用對資源的獨占，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)云計算理念。IBM以6+1方式為客戶提供云計算解決方案，即適用于如下6個完整的應(yīng)用場景及1個可快速部署的云計算平臺。 軟件開發(fā)測試云 培訓與教育云 創(chuàng)新協(xié)作云 高性能計算云 云計算IDC 智慧企業(yè)云2021/10/29Cloud Computing, GUCAS17IBM“藍云”6+1解決方案2021/10/29Cloud Computing, GUCAS18Amazon云計算作為網(wǎng)絡(luò)電

13、子商務(wù)巨頭的Amazon 大量的時間和金錢建立了眾多的服務(wù)器 僅僅是為了滿足那少有的幾段銷售高峰期 大部分時間海量硬件資源都處于閑置的狀態(tài)將部分富裕的存儲服務(wù)器、帶寬、CPU資源租給第三方用戶。這些用戶包括個人開發(fā)者、程序員、小企業(yè)、中型企業(yè)，他們租用亞馬遜的存儲服務(wù)器、帶寬、CPU資源開發(fā)應(yīng)用，運營公司業(yè)務(wù)。云計算就是指用戶不再需要關(guān)心如何根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求來購買服務(wù)器、軟件和解決方案，只是根據(jù)自己的需要，通過互聯(lián)網(wǎng)來購買自己需要的計算處理資源。Amazon關(guān)于MP3云服務(wù)的一個例子2021/10/29Cloud Computing, GUCAS19Amazon的“云”從哪里來一個簡單的想法

14、2021/10/29Cloud Computing, GUCAS20Amazon提供的云計算服務(wù)2021/10/29Cloud Computing, GUCAS211. 云計算的定義1.1 不同的聲音1.2 工業(yè)界的定義1.3 學術(shù)界的定義1.4 其它定義2021/10/29Cloud Computing, GUCAS24UC BerkeleyA Berkeley View of Cloud ComputingCloud Computing refers to both the applications delivered as services over the Internet and t

15、he hardware and systems software in the datacenters that provide those services. The services themselves have long been referred to as Software as a Service (SaaS). 2021/10/29Cloud Computing, GUCAS25UC BerkeleyThe datacenter hardware and software is what we will call a Cloud. When a Cloud is made av

16、ailable in a pay-as-you-go manner to the general public, we call it a Public Cloud; the service being sold is Utility Computing. We use the term Private Cloud to refer to internal datacenters of a business or other organization, not made available to the general public. Thus, Cloud Computing is the

17、sum of SaaS and Utility Computing, but does not include Private Clouds. 2021/10/29Cloud Computing, GUCAS26UC Berkeley2009年2月10日，UC Berkeley高可靠適應(yīng)性分布式系統(tǒng)實驗室（UC Berkeley Reliable Adaptive Distributed Systems Laboratory） 11位學者在聯(lián)合發(fā)表的一篇關(guān)于云計算的報告中論述了云計算的概念。云計算既指通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)方式提供的應(yīng)用程序，也指在數(shù)據(jù)中心用來提供這些服務(wù)的硬件和系統(tǒng)軟件。這些服務(wù)長

18、期以來一直被稱為軟件即服務(wù)（SaaS），而數(shù)據(jù)中心的硬件和軟件就是“云”。當云以即用即付的方式提供給公眾的時候，稱其為“公共云”，此時出售的是效用計算，而不對公眾開放的企業(yè)或組織內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的資源稱作“私有云”。因此云計算就是SaaS和效用計算，但通常不包括私有云。Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing2021/10/29Cloud Computing, GUCAS27墨爾本大學Market-oriented cloud computing: vision, hype and reality for delivering IT

19、services as computing utilities澳大利亞墨爾本大學(University of Melbourne)的Rajkumar Buyya 等提出了如下定義: 云是一種由互聯(lián)的虛擬計算機集合組成的并行和分布式系統(tǒng)，它根據(jù)服務(wù)提供商與用戶間協(xié)商確定的服務(wù)等級協(xié)議(SLA)動態(tài)提供若干統(tǒng)一的計算資源。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS28中國科學技術(shù)大學并行計算的一體化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢陳國良院士等把云計算作為并行計算的新發(fā)展方向，給出了如下定義: 云計算是指基于當前已相對成熟與穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)的新型計算模式， 即把原本存儲于個人電腦、移動設(shè)備等個人

20、設(shè)備上的大量信息集中在一起， 在強大的服務(wù)器端協(xié)同工作。它是一種新興的共享計算資源的方法， 能夠?qū)⒕薮蟮南到y(tǒng)連接在一起以提供各種計算服務(wù)。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS291. 云計算的定義1.1 不同的聲音1.2 工業(yè)界的定義1.3 學術(shù)界的定義1.4 其它定義2021/10/29Cloud Computing, GUCAS30維基百科Cloud computingCloud computing is the delivery of computing as a service rather than a product, whereby shared re

21、sources, software and information are provided to computers and other devices as a utility (like the electricity grid) over a network (typically the Internet). /wiki/Cloud_computing2021/10/29Cloud Computing, GUCAS31Commission of the European CommunitiesCommission of the Europea

22、n Communities, Information Society & Media Directorate-General, Software & Service Architectures, Infrastructures and Engineering Unit.a cloud is an elastic execution environment of resources involving multiple stakeholders and providing a metered service at multiple granularities for a spec

23、ified level of quality (of service).The NIST Definition of Cloud ComputingInstitute of Standards and TechnologyCloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications

24、, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction.2021/10/29Cloud Computing, GUCAS36提綱1. 云計算的定義2. 云服務(wù)的類型2. 云計算的體系結(jié)構(gòu)和特征3. 云計算的核心思想4. 云計算中的科學問題Who own the Cloud ?!這朵云是誰家的?!AaaSArchitecture as a ServiceBaaSBusiness as a ServiceCa

25、aSComputing as a ServiceDaaSData as a ServiceDBaaSDatabase as a ServiceEaaSEthernet as a ServiceFaaSFrameworks as a ServiceGaaSGlobalization or Governance as a ServiceHaaSHardware as a ServiceIMaaSInformation as a ServiceIDaaSIdentity as a ServiceLaaSLending as a ServiceMaaSMashups as a ServiceOaaSO

26、rganization or Operations as a ServiceTaaSTechnology or Testing as a ServiceVaaSVoice as a Service引用自：https:/ as a Service (SaaS)A model of software deployment whereby a provider licenses an application to customers for use as a service on demandOnlinePlatform as a Service (PaaS)對于開發(fā)對于開發(fā)Web Applicat

27、ionWeb Application和和ServicesServices，PaaSPaaS提供了一整套提供了一整套基于基于InternetInternet的，從開發(fā)、測試、部署、運營到維護的全方的，從開發(fā)、測試、部署、運營到維護的全方位的集成環(huán)境。特別它從一開始就具備了位的集成環(huán)境。特別它從一開始就具備了Multi-tenant Multi-tenant architecturearchitecture，用戶不需要考慮多用戶并發(fā)的問題，而由，用戶不需要考慮多用戶并發(fā)的問題，而由platformplatform來解決，包括并發(fā)管理、擴展性、失效恢復(fù)和安全來解決，包括并發(fā)管理、擴展性、失效恢復(fù)和安

28、全等。等。 Utility Computing“Pay-as-you-go” Pay-as-you-go” 好比讓用戶把電源插頭插在墻上，你得好比讓用戶把電源插頭插在墻上，你得到的電壓和到的電壓和MicrosoftMicrosoft得到的一樣，只是你用得少，得到的一樣，只是你用得少，pay pay lessless；utility computingutility computing的目標就是讓計算資源也具有這的目標就是讓計算資源也具有這樣的服務(wù)能力，用戶可以使用樣的服務(wù)能力，用戶可以使用500500強公司所擁有的計算資源強公司所擁有的計算資源，只是，只是use less pay lessus

29、e less pay less。這是。這是cloud computingcloud computing的一個重的一個重要方面要方面 2021/10/29Cloud Computing, GUCAS43提綱1. 云計算的定義2. 云服務(wù)的類型3. 云計算的體系結(jié)構(gòu)和特征4. 云計算的核心思想5. 云計算中的科學問題User-Level MiddlewareCore MiddlewareUser-LevelSystem Level云計算邏輯體系結(jié)構(gòu)用戶互動 界面系統(tǒng)管理資源工具服務(wù)器服務(wù)目錄監(jiān)控和測量云計算物理體系結(jié)構(gòu)(IBM方案為例）IBM Monitoring v.6DB2資源管理棧 Prov

30、isioning Manager v.5.1WebSphere Application Server監(jiān)控Provisioning Baremetal & Xen VMLinux with XenTivoli 監(jiān)控工具虛擬機虛擬機虛擬機虛擬機數(shù)據(jù)中心 System xApache云計算基礎(chǔ)設(shè)施，可提供托管或現(xiàn)場解決方案。云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)由于不同的云計算廠家又提供了不同的解決方案，目前還沒有一個統(tǒng)一的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)；下圖所示的體系結(jié)構(gòu)綜合了不同廠家的方案，概括了不同解決方案的主要特征，每一種方案或許只實現(xiàn)了其中部分功能，或許也還有部分相對次要功能尚未概括進來。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS47云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)四層技術(shù)體系結(jié)構(gòu)云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為四層 物理資源層 資源池層 管理中間件層 SOA構(gòu)建層2021/10/29Cloud Computing, GUCAS49四層技術(shù)體系結(jié)構(gòu)物