《云計(jì)算導(dǎo)論》課件云計(jì)算導(dǎo)論 第4章

1、云計(jì)算導(dǎo)論李靜遠(yuǎn)，阿里云第4章 云計(jì)算系統(tǒng)的管理與服務(wù)第4章 云計(jì)算系統(tǒng)的管理與服務(wù)4.1 云計(jì)算系統(tǒng)的管理4.2 云服務(wù)質(zhì)量與評(píng)價(jià)4.3 云計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)維4.4 DevOps及其實(shí)踐第4章 云計(jì)算系統(tǒng)的管理與服務(wù)運(yùn)營(yíng)商視角用戶視角云計(jì)算系統(tǒng)本身的研發(fā)云計(jì)算上的運(yùn)維和實(shí)踐4.14.24.34.44.1 云計(jì)算系統(tǒng)的管理供應(yīng)鏈管理云原生硬件的研發(fā)敏捷開發(fā)云軟件研發(fā)云產(chǎn)品規(guī)劃流程云產(chǎn)品分類體系4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理概念：供應(yīng)鏈?zhǔn)菄@核心企業(yè)，從配套零件開始到制成中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品、最后由銷售網(wǎng)絡(luò)把產(chǎn)品送到消費(fèi)者手中的一個(gè)由供應(yīng)商、制造商、分銷商直到最終用戶

2、所連成的整體功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈?zhǔn)且婚T非常復(fù)雜的學(xué)問云計(jì)算對(duì)供應(yīng)鏈的“多、快、好、省”四大具體優(yōu)化目標(biāo)快省多好在21世紀(jì)初云計(jì)算服務(wù)開始的早期，各個(gè)云計(jì)算廠商通過硬件的管理實(shí)踐總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)，不約而同對(duì)云計(jì)算的硬件發(fā)展方向達(dá)成了通用性、低成本性的共識(shí)4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理云原生的硬件 實(shí)體化的云服務(wù)器云上用戶需求所產(chǎn)生的對(duì)高性能計(jì)算的強(qiáng)烈需求，也在挑戰(zhàn)著IaaS層的軟硬件虛擬化實(shí)現(xiàn)。 “云計(jì)算的服務(wù)器就應(yīng)該長(zhǎng)成今天這個(gè)樣子嗎？標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器對(duì)云計(jì)算就是好的嗎？對(duì)虛擬化就是好的嗎？” 例子：在搜索引擎上做一次搜索，150毫秒還是300毫秒返回結(jié)果其實(shí)對(duì)客戶來說沒有太大感覺，但是300毫秒的返

3、回時(shí)間會(huì)直接把廣告的營(yíng)收拉低20%.4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理云原生的硬件 實(shí)體化的云服務(wù)器4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理云原生的硬件 實(shí)體化的云服務(wù)器虛擬機(jī)服務(wù)的特點(diǎn)物理機(jī)服務(wù)的特點(diǎn)4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理云原生的硬件 實(shí)體化的云服務(wù)器理想的云服務(wù)器形態(tài)：同時(shí)消除掉虛擬機(jī)和物理機(jī)的缺陷資源彈性秒級(jí)交付自動(dòng)化運(yùn)維接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性能無損硬件級(jí)強(qiáng)隔離虛擬機(jī)的優(yōu)勢(shì)特性無損物理機(jī)的優(yōu)勢(shì)4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理神龍計(jì)劃(Project X-Dragon)自研虛擬化加速芯片（VAC-001）自研虛擬化加速卡4.1.1 云計(jì)算系統(tǒng)的硬件管理虛擬機(jī)實(shí)例虛擬機(jī)實(shí)例新型計(jì)算實(shí)例新型計(jì)算實(shí)例神

4、龍架構(gòu)的硬件服務(wù)器（為虛擬化而生） 虛擬化 2.0 Hypervisor計(jì)算虛擬化存儲(chǔ)虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化新型計(jì)算實(shí)例X86ARMGPU新型計(jì)算實(shí)例FPGA4.1.3 云計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)品管理云計(jì)算產(chǎn)品規(guī)劃管理流程 4.1.3 云計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)品管理云計(jì)算產(chǎn)品的分類體系A(chǔ)CID-S 4.1.3 云計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)品管理為什么要把AI/IoT/DataPlatform產(chǎn)品與云產(chǎn)品統(tǒng)籌規(guī)劃？AI/BigDataIoT4.2 云服務(wù)質(zhì)量與評(píng)價(jià)4.2.1 云服務(wù)SLA協(xié)議SLA的法律屬性導(dǎo)致其內(nèi)容繁雜，書寫的文字也會(huì)以法律上更加清晰為準(zhǔn)，而不會(huì)更多考慮可讀性的問題云計(jì)算的復(fù)雜性，導(dǎo)致能夠穩(wěn)定提供公有云等大眾化服務(wù)的

5、服務(wù)商數(shù)量不可能太多，導(dǎo)致云服務(wù)商SLA條款變成了一種“take it, or leave it”的鐵板，只能全盤接受4.2.1 云服務(wù)SLA協(xié)議數(shù)據(jù)安全是一切的重中之重，如果數(shù)據(jù)安全不能在SLA條款中得到充分保證，則上云是不可能的務(wù)持續(xù)性也必須被重點(diǎn)考慮云服務(wù)商要保證具體業(yè)務(wù)的不間斷，并對(duì)特殊情況下宕機(jī)后的的情形給出充分的應(yīng)對(duì)預(yù)案選定的云服務(wù)商必須具有雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，能夠保證持續(xù)不斷的開展云計(jì)算基礎(chǔ)服務(wù)有些令人意外，但事實(shí)上價(jià)格因素只能位居第三位，因?yàn)閮r(jià)格只涉及公司利潤(rùn)的多寡，而數(shù)據(jù)安全和服務(wù)持續(xù)性則攸關(guān)公司的生死4.2.2 用戶接口設(shè)計(jì)使用評(píng)價(jià)云API接口特別重要云計(jì)算系統(tǒng)本身提供龐大的用

6、戶接口，將系統(tǒng)的能力暴露給程序開發(fā)者。因此用戶接口就變成了云計(jì)算系統(tǒng)一個(gè)非常重要的窗口，通過這一窗口，云計(jì)算系統(tǒng)不再是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，而是一個(gè)共享的資源庫(kù)，一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)接口的評(píng)價(jià)維度4.2.3 售后服務(wù)體系公有云由于公共基礎(chǔ)平臺(tái)的屬性，其用戶的差異性很大，因此在傳統(tǒng)的電話中心售后的基礎(chǔ)之上，云售后服務(wù)還應(yīng)根據(jù)不同用戶的能力和特點(diǎn)，給出定制的服務(wù)云計(jì)算廠商應(yīng)該對(duì)普通用戶、開發(fā)人員、企業(yè)三類用戶，應(yīng)當(dāng)靈活給出不同的服務(wù)模式，構(gòu)建支持計(jì)劃體系售后服務(wù)體系4.2.3 售后服務(wù)體系對(duì)企業(yè)用戶而言，使用云基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)項(xiàng)目、發(fā)布服務(wù)，需要有云上開發(fā)知識(shí)和背景的專業(yè)人才一方面，需要有人梳理云上的知識(shí)經(jīng)

7、驗(yàn)，將其系統(tǒng)化為有基礎(chǔ)課程、有專業(yè)應(yīng)用課程的課程體系另一方面，也需要有全面的人才能力認(rèn)證制度，讓企業(yè)在招聘的時(shí)候能夠有快速的參考系來評(píng)判潛在的員工，就如外語、音樂的考級(jí)一樣培訓(xùn)認(rèn)證體系認(rèn)證等級(jí)認(rèn)證類型阿里云認(rèn)證助理工程師云計(jì)算助理工程師大數(shù)據(jù)助理工程師云安全助理工程師阿里云認(rèn)證工程師云計(jì)算認(rèn)證工程師大數(shù)據(jù)認(rèn)證工程師企業(yè)級(jí)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)Aliware認(rèn)證工程師云安全認(rèn)證工程師阿里云高級(jí)認(rèn)證工程師云計(jì)算架構(gòu)師高級(jí)認(rèn)證4.2.3 售后服務(wù)體系云上的長(zhǎng)期用戶，特別是使用服務(wù)的開發(fā)者都會(huì)有一種體感：僅僅參考云產(chǎn)品說明書，電話咨詢使用中遇到的問題，或者在搜索引擎上搜索前人的經(jīng)驗(yàn)，都不能完全解決自己的問題大多數(shù)

8、問題都是業(yè)內(nèi)資深的專家、開發(fā)者討論出來的因此需要有一個(gè)供所有開發(fā)者、技術(shù)愛好者、廠商專家等在一起深度討論、涵蓋傳統(tǒng)BBS、公眾號(hào)、微博等交流功能于一體的技術(shù)討論平臺(tái)技術(shù)生態(tài)、技術(shù)社區(qū)云棲社區(qū)AWS技術(shù)社區(qū)Azure技術(shù)社區(qū)華為云社區(qū)開源中國(guó)CSDN4.3 云計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)維4.3.1 云產(chǎn)品運(yùn)維準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)云產(chǎn)品運(yùn)行在大規(guī)模云平臺(tái)上，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)運(yùn)維準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)要比普通軟件產(chǎn)品嚴(yán)苛許多 產(chǎn)品設(shè)計(jì)運(yùn)維準(zhǔn)入運(yùn)維監(jiān)控工具（1）基礎(chǔ)監(jiān)控包括：系統(tǒng)級(jí)別的，CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡、負(fù)載等（2）應(yīng)用級(jí)的監(jiān)控包括：整體應(yīng)用的工作狀態(tài)、負(fù)載情況監(jiān)控等等4.3.2 數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化運(yùn)維主動(dòng)故障預(yù)防 及時(shí)故障發(fā)現(xiàn) 智能故障定位 自動(dòng)

9、故障修復(fù) 案例：某云數(shù)據(jù)中心有百萬級(jí)的服務(wù)器規(guī)模，在保障用戶級(jí)99.95%甚至更高服務(wù)質(zhì)量的前提下，試圖大大提高運(yùn)維效率，使得人均維護(hù)效率大大提高通過公司自行研制的自動(dòng)化與智能化運(yùn)維系統(tǒng)，目前已做到了11個(gè)運(yùn)維人員即可維護(hù)10萬臺(tái)設(shè)備的效果，資源使用率從10%以下提升至4050%.4.3.3 數(shù)據(jù)中心災(zāi)備經(jīng)典案例911事件發(fā)生后，摩根士丹利在世貿(mào)大廈25層辦公場(chǎng)所全毀，3,000多員工被迫緊急疏散的情況下，半小時(shí)內(nèi)就在災(zāi)備中心建立了第二辦公室，第二天就恢復(fù)全部業(yè)務(wù)，可謂金融災(zāi)備的典范。與之相反，紐約銀行（Bank of New York）在世貿(mào)大廈的數(shù)據(jù)中心全毀，通訊線路中斷后，缺乏災(zāi)備系統(tǒng)和

10、有力的應(yīng)急業(yè)務(wù)恢復(fù)計(jì)劃，在一個(gè)月后不得不關(guān)閉一些分支機(jī)構(gòu)，數(shù)月后不得不破產(chǎn)清盤。在云時(shí)代，大量的金融、能源等核心行業(yè)的核心業(yè)務(wù)已經(jīng)完全遷上云端，如果再一次發(fā)生類似911的重大事件，損失就不是一個(gè)點(diǎn)（企業(yè)），而是一個(gè)面（企業(yè)群）。金融機(jī)構(gòu)聚集的世貿(mào)大廈里的大量數(shù)據(jù)化為烏有，這樣的災(zāi)難在云計(jì)算時(shí)代絕對(duì)不可以發(fā)生4.3.3 數(shù)據(jù)中心災(zāi)備冷備暖備熱備雙活/多活RTO恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，不可預(yù)知恢復(fù)時(shí)間較短恢復(fù)時(shí)間較短恢復(fù)時(shí)間短硬件成本幾乎可以忽略一般一般一般軟件成本幾乎可以忽略幾乎可以忽略較低較高實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單較易復(fù)雜運(yùn)行穩(wěn)定性低較低較高高自動(dòng)化人工人工軟件自動(dòng)軟件自動(dòng)運(yùn)維成本低低較高較高4.3.4 數(shù)據(jù)

11、中心綠色節(jié)能一個(gè)云數(shù)據(jù)中心的耗電量是非常驚人的，大型數(shù)據(jù)中心的用電量幾乎與一座中型城市相當(dāng)，數(shù)據(jù)中心高耗能會(huì)帶來諸多方面的問題高耗能給數(shù)據(jù)中心周邊的供電能力提出了很高的要求高耗能會(huì)極大地增加的運(yùn)營(yíng)成本，降低企業(yè)的利潤(rùn)率，不利于企業(yè)的發(fā)展高耗能意味著大量的二氧化碳排放，將造成生態(tài)環(huán)境惡化常見節(jié)能技術(shù)4.3.4 數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能PUE （Power Usage Effectiveness）是通行的數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標(biāo)PUE越接近1，表示數(shù)據(jù)中心的綠色化越高。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心資源利用電能能效要求與測(cè)量方法GB/T32910.3-2016給出了更為詳盡的計(jì)算數(shù)據(jù)中心機(jī)房電能使用效率（EEUE

12、：Data Center Electric Energy Usage Effectiveness）的計(jì)算公式：4.3.4 數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能4.3.4 數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能案例1（谷歌）谷歌在Dallas 市的哥倫比亞河畔的數(shù)據(jù)中心，通過在河畔建造大型冷卻塔為數(shù)據(jù)中心制冷的方式，節(jié)約了大量的能源案例2（阿里）阿里張北云計(jì)算基地計(jì)劃占地630畝，預(yù)計(jì)規(guī)模為數(shù)十萬臺(tái)服務(wù)器阿里云選址在張北建設(shè)數(shù)據(jù)中心，原因之一在于張北豐富的風(fēng)能和太陽能資源，該地區(qū)目前風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)233萬千瓦以上、簽約光伏開發(fā)總規(guī)模14萬千瓦、年風(fēng)電光伏發(fā)電量達(dá)60億千瓦時(shí)，為100%清潔能源該地區(qū)常年低溫、平均溫度2.6攝氏度，預(yù)計(jì)全

13、年只有兩周需要開啟傳統(tǒng)的壓縮機(jī)空調(diào)制冷，僅制冷能耗就能降低近60%。張北兩座數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)PUE均低于1.25，最低可以達(dá)到1.13，達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平4.3.6 云資源彈性調(diào)度彈性調(diào)度指根據(jù)不同時(shí)刻、不同功能和性能要求，云計(jì)算資源的自動(dòng)化增加和移除的調(diào)度方式。資源的彈性調(diào)度可以應(yīng)用在周期性有規(guī)律的場(chǎng)景下，也可能應(yīng)用在臨時(shí)突發(fā)的資源需求場(chǎng)景下。滿足這樣要求的云計(jì)算系統(tǒng)底層軟件環(huán)境，稱之為彈性操作系統(tǒng)。4.3.6 云資源彈性調(diào)度2017 阿里雙十一Payment maximum256,000/secOrder maximum325,000/secCloud Computing Infrastruct

14、ures of the new era4.4 DevOps及其實(shí)踐4.4.1 DevOps概念及其內(nèi)涵對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件研發(fā)行業(yè)，DevOps可以被定義為一種提倡開發(fā)環(huán)節(jié)和運(yùn)維環(huán)節(jié)之間高度協(xié)同，從而在完成高頻率部署的同時(shí)，提高生產(chǎn)環(huán)境的可靠性、穩(wěn)定性、彈性和安全性的研發(fā)方式4.4.2 傳統(tǒng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)DevOps上云傳統(tǒng)DevOps VS 基于云或容器的DevOps4.4.3 傳統(tǒng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)DevOps上云一個(gè)案例：客戶上云使用了持續(xù)集成/持續(xù)部署（Continuous Integration/Continuous Deployment，CI/CD）方案這一方式將與集成和部署所有的相關(guān)人員、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)

15、施集成到同一個(gè)大的解決方案中（左圖）用戶在每個(gè)步驟階段都有對(duì)應(yīng)的工具（右圖）習(xí)題4-1 云計(jì)算系統(tǒng)早期的服務(wù)器為什么會(huì)選用標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式？后來為什么又會(huì)出現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器？你覺得都有哪些云計(jì)算場(chǎng)景需要特殊的硬件設(shè)計(jì)呢？4-2 請(qǐng)任意選擇一個(gè)境外主流云計(jì)算服務(wù)商、以及一個(gè)境內(nèi)主流云計(jì)算服務(wù)商的官方網(wǎng)站，首先比較兩者之間對(duì)產(chǎn)品分類的方式有什么相似性與不同，然后將其售賣的產(chǎn)品清單提取出來并進(jìn)行比較，嘗試總結(jié)兩至三條國(guó)際國(guó)內(nèi)云計(jì)算服務(wù)商產(chǎn)品的差異。習(xí)題4-3 請(qǐng)收集互聯(lián)網(wǎng)上三個(gè)關(guān)于云服務(wù)SLA的爭(zhēng)議索賠案例，并嘗試分析雙方的爭(zhēng)議點(diǎn)在哪里。在云計(jì)算服務(wù)能力逐漸集中于主要廠商手中，而用戶卻大眾化的現(xiàn)狀下，怎眼才能避免某些爭(zhēng)議判例的出現(xiàn)呢？4-4 試列舉出云計(jì)算服務(wù)的主要售后服務(wù)形式，并詳述每一種形式的具體實(shí)現(xiàn)方式。習(xí)題4-5 一個(gè)新的云產(chǎn)品上線前，如果你是最后需要把關(guān)的人，你會(huì)設(shè)置什么樣的標(biāo)準(zhǔn)來確保產(chǎn)品有一個(gè)成功的生命周期呢？試從產(chǎn)品的目標(biāo)用戶、軟