云計算板塊課件

云計算模板CLOUDCOMPUTING云計算特點云技術(shù)服務(wù)形式發(fā)展前景演化和影響云計算簡介云計算的應(yīng)用CONTENTS云計算簡介cloudcomputingIntroduction云計算的概念對云計算的定義有多種說法，現(xiàn)階段廣為接受的是美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）定義。云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進行很少的交互。云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。因此，云計算甚至可以讓你體驗每秒10萬億次的運算能力，擁有這么強大的計算能力可以模擬核爆炸、預(yù)測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行運算。云計算CloudComputing云計算背景分布式計算并行計算效用計算網(wǎng)絡(luò)存儲虛擬化負載均衡熱備份冗余DistributedComputingParallelComputingUtilityComputingNetworkStorageTechnologiesVirtualizationLoadBalanceHighAvailable云計算簡史1983年，太陽電腦SunMicrosystems提出“網(wǎng)絡(luò)是電腦”TheNetworkistheComputer。2006年3月，亞馬遜推出彈性計算云ElasticComputeCloud；EC2服務(wù)。2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特EricSchmidt在搜索引擎大會（SESSanJose2006）首次提出云計算的概念。Google“云端計算”源于Google工程師克里斯托弗·比希利亞所做的“Google101”項目。2007年10月，Google與IBM開始在美國大學校園，包括卡內(nèi)基梅隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學柏克萊分校及馬里蘭大學等，推廣云計算的計劃，這項計劃希望能降低分布式計算技術(shù)在學術(shù)研究方面的成本，并為這些大學提供相關(guān)的軟硬件設(shè)備及技術(shù)支持（包括數(shù)百臺個人電腦及BladeCenter與Systemx服務(wù)器，這些計算平臺將提供1600個處理器，支持包括Linux、Xen、Hadoop等開放源代碼平臺）。而學生則可以通過網(wǎng)絡(luò)開發(fā)各項以大規(guī)模計算為基礎(chǔ)的研究計劃。2008年1月30日，Google宣布在臺灣啟動“云計算學術(shù)計劃”，將與臺灣臺大、交大等學校合作，將這種先進的大規(guī)模、快速將云計算技術(shù)推廣到校園。2008年2月1日，IBM（NYSE:IBM）宣布將在中國無錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園為中國的軟件公司建立全球第一個云計算中心CloudComputingCenter。2008年7月29日，雅虎、惠普和英特爾宣布一項涵蓋美國、德國和新加坡的聯(lián)合研究計劃，推出云計算研究測試床，推進云計算。該計劃要與合作伙伴創(chuàng)建6個數(shù)據(jù)中心作為研究試驗平臺，每個數(shù)據(jù)中心配置1400個至4000個處理器。這些合作伙伴包括新加坡資訊通信發(fā)展管理局、德國卡爾斯魯厄大學Steinbuch計算中心、美國伊利諾伊大學香賓分校、英特爾研究院、惠普實驗室和雅虎。2008年8月3日，美國專利商標局網(wǎng)站信息顯示，戴爾正在申請云計算商標，此舉旨在加強對這一未來可能重塑技術(shù)架構(gòu)的術(shù)語的控制權(quán)。2010年3月5日，Novell與云安全聯(lián)盟（CSA）共同宣布一項供應(yīng)商中立計劃，名為“可信任云計算計劃。2010年7月，美國國家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴爾等支持廠商共同宣布“OpenStack”開放源代碼計劃，微軟在2010年10月表示支持OpenStack與WindowsServer2008R2的集成；而Ubuntu已把OpenStack加至11.04版本中。2011年2月，思科系統(tǒng)正式加入OpenStack，重點研制OpenStack的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云計算特點cloudcomputingFeatures云計算的特點云計算是通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。好比是從古老的單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)?。云計算的特點云具有相當?shù)囊?guī)模，Google云計算已經(jīng)擁有100多萬臺服務(wù)器，Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的云均擁有幾十萬臺服務(wù)器。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺服務(wù)器。云能賦予用戶前所未有的計算能力。云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。應(yīng)用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應(yīng)用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務(wù)。云使用了數(shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。云計算不針對特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個“云”可以同時支撐不同的應(yīng)用運行。“云”的規(guī)模可以動態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。“云”是一個龐大的資源池，你按需購買；云可以像自來水，電，煤氣那樣計費。由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構(gòu)成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負擔日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢。云計算中的數(shù)據(jù)對于數(shù)據(jù)所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的，但是對于提供云計算的商業(yè)機構(gòu)而言確實毫無秘密可言。超大規(guī)模虛擬化高可靠性高可擴展性通用性按需服務(wù)極其廉價危險性演化和影響Evolutionandinfluence云計算的演化電廠模式階段電廠模式就好比是利用電廠的規(guī)模效應(yīng)，來降低電力的價格，并讓用戶使用起來更方便，且無需維護和購買任何發(fā)電設(shè)備。效用計算階段在1960年左右，當時計算設(shè)備的價格是非常高昂的，很多人產(chǎn)生了共享計算資源的想法。1961年，人工智能之父麥肯錫在一次會議上提出了“效用計算”這個概念，其核心借鑒了電廠模式，具體目標是整合分散在各地的服務(wù)器、存儲系統(tǒng)以及應(yīng)用程序來共享給多個用戶，讓用戶能夠像把燈泡插入燈座一樣來使用計算機資源，并且根據(jù)其所使用的量來付費。網(wǎng)格計算階段網(wǎng)格計算研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多低性能的計算機來處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來攻克大問題。可惜的是，由于網(wǎng)格計算在商業(yè)模式、技術(shù)和安全性方面的不足，使得其并沒有在工程界和商業(yè)界取得預(yù)期的成功。云計算階段云計算的核心與效用計算和網(wǎng)格計算非常類似，也是希望IT技術(shù)能像使用電力那樣方便，并且成本低廉。但與效用計算和網(wǎng)格計算不同的是，2014年在需求方面已經(jīng)有了一定的規(guī)模，同時在技術(shù)方面也已經(jīng)基本成熟了。云計算的影響云計算環(huán)境下，軟件技術(shù)、架構(gòu)將發(fā)生顯著變化。首先，所開發(fā)的軟件必須與云相適應(yīng)，能夠與虛擬化為核心的云平臺有機結(jié)合，適應(yīng)運算能力、存儲能力的動態(tài)變化；二是要能夠滿足大量用戶的使用，包括數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、處理能力；三是要互聯(lián)網(wǎng)化，基于互聯(lián)網(wǎng)提供軟件的應(yīng)用;四是安全性要求更高，可以抗攻擊，并能保護私有信息，五是可工作于移動終端、手機、網(wǎng)絡(luò)計算機等各種環(huán)境。云計算環(huán)境下，軟件開發(fā)的環(huán)境、工作模式也將發(fā)生變化。雖然，傳統(tǒng)的軟件工程理論不會發(fā)生根本性的變革，但基于云平臺的開發(fā)工具、開發(fā)環(huán)境、開發(fā)平臺將為敏捷開發(fā)、項目組內(nèi)協(xié)同、異地開發(fā)等帶來便利。軟件開發(fā)項目組內(nèi)可以利用云平臺，實現(xiàn)在線開發(fā)，并通過云實現(xiàn)知識積累、軟件復(fù)用。云計算環(huán)境下，軟件產(chǎn)品的最終表現(xiàn)形式更為豐富多樣。在云平臺上，軟件可以是一種服務(wù)，如SAAS，也可以就是一個WebServices，也可能是可以在線下載的應(yīng)用，如蘋果的在線商店中的應(yīng)用軟件等。010203云技術(shù)Cloudtechnology云技術(shù)編程方式海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)分布式海量數(shù)據(jù)存儲虛擬化技術(shù)云計算平臺管理技術(shù)云技術(shù)云計算提供了分布式的計算模式，客觀上要求必須有分布式的編程模式。云計算采用了一種思想簡潔的分布式并行編程模型Map—Reduce。Map—Reduce是一種編程模型和任務(wù)調(diào)度模型。主要用于數(shù)據(jù)集的并行運算和并行任務(wù)的調(diào)度處理。在該模式下，用戶只需要自行編寫Map函數(shù)和Reduce函數(shù)即可進行并行計算。其中，Map函數(shù)中定義各節(jié)點上的分塊數(shù)據(jù)的處理方法，而Reduce函數(shù)中定義中間結(jié)果的保存方法以及最終結(jié)果的歸納方法。編程方式云技術(shù)云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BigTable數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。由于云數(shù)據(jù)存儲管理形式不同于傳統(tǒng)的RDBMS數(shù)據(jù)管理方式，如何在規(guī)模巨大的分布式數(shù)據(jù)中找到特定的數(shù)據(jù)，也是云計算數(shù)據(jù)管理技術(shù)所必須解決的問題。同時，由于管理形式的不同造成傳統(tǒng)的SQL數(shù)據(jù)庫接口無法直接移植到云管理系統(tǒng)中來，研究在關(guān)注為云數(shù)據(jù)管理提供RDBMS和SQL的接口，如基于Hadoap子項目HBase和Hive等。另外，在云數(shù)據(jù)管理方面，如何保證數(shù)據(jù)安全性和數(shù)據(jù)訪問高效性也是研究關(guān)注的重點問題之一。海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)云技術(shù)云計算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時為大量用戶服務(wù)，因此云計算系統(tǒng)采用分布式存儲的方式存儲數(shù)據(jù)，用冗余存儲的方式（集群計算、數(shù)據(jù)冗余和分布式存儲）保證數(shù)據(jù)的可靠性。冗余的方式通過任務(wù)分解和集群，用低配機器替代超級計算機的性能來保證低成本，這種方式保證分布式數(shù)據(jù)的高可用、高可靠和經(jīng)濟性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲多個副本。云計算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團隊開發(fā)的GFS的開源實現(xiàn)HDFS。分布式海量數(shù)據(jù)存儲云技術(shù)虛擬化技術(shù)是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運行，它可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)方面。通過虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化等。在云計算實現(xiàn)中。計算系統(tǒng)虛擬化是一切建立在“云”上的服務(wù)與應(yīng)用的基礎(chǔ)。虛擬化技術(shù)主要應(yīng)用在CPU、操作系統(tǒng)、服務(wù)器等多個方面，是提高服務(wù)效率的最佳解決方案。虛擬化技術(shù)云技術(shù)云計算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點，同時運行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計算系統(tǒng)的平臺管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運營。云計算平臺管理技術(shù)服務(wù)形式Formofservice云計算的服務(wù)形式消費者通過Internet可以從完善的計算機基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。例如：硬件服務(wù)器租用?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)Infrastructure-as-a-ServicePaaS實際上是指將軟件研發(fā)的平臺作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度。例如：軟件的個性化定制開發(fā)。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動。例如：陽光云服務(wù)器。平臺即服務(wù)Platform-as-a-Service軟件即服務(wù)Software-as-a-ServiceIaaSPaaSSaaS云計算的應(yīng)用Cloudcomputingapplication云物聯(lián)“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)的兩種業(yè)務(wù)模式MAIM2MApplicationIntegration內(nèi)部MaaSMaaS(M2MAsAService)MMOMulti-Tenants在物聯(lián)網(wǎng)高級階段，可能出現(xiàn)MVNO/MMO營運商（國外已存在多年），需要虛擬化云計算技術(shù)，SOA等技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的泛在服務(wù)：TaaS（everyTHINGAsAService)。云計算：從計算中心到數(shù)據(jù)中心在物聯(lián)網(wǎng)的初級階段，PoP即可滿足需求。12隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量的增加，對數(shù)據(jù)存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求：云安全簡介云安全(CloudSecurity)是一個從“云計算”演變而來的新名詞。云安全的策略構(gòu)想是：使用者越多，每個使用者就越安全，因為如此龐大的用戶群，足以覆蓋互聯(lián)網(wǎng)的每個角落，只要某個網(wǎng)站被掛馬或某個新木馬病毒出現(xiàn)，就會立刻被截獲?！霸瓢踩蓖ㄟ^網(wǎng)狀的大量客戶端對網(wǎng)絡(luò)中軟件行為的異常監(jiān)測，獲取互聯(lián)網(wǎng)中木馬、惡意程序的最新信息，推送到Server端進行自動分析和處理，再把病毒和木馬的解決方案分發(fā)到每一個客戶端。云安全立刻備份完成即刪除注意登錄的地點反病毒、反間諜軟件注意保密密碼優(yōu)先檢查安全問題試用加密方法管理密碼雙重認證如果我們討論的是理想的情況的話，那么你的用戶名和密碼對于每一個服務(wù)或網(wǎng)站都應(yīng)該是唯一的，而且要得到許可。在設(shè)置訪問權(quán)限時，盡量避開那些瞥一眼就能看出答案的問題，例如，如果你選擇的問題是“小時候住在哪里”，答案最好是“黃色”之類的。加密軟件需要來自用戶方面的努力，但它也有可能需要你去搶奪代碼憑證，因此沒有人能夠輕易獲得它。你可能有大量的密碼和用戶名需要跟蹤照管。所以為了管理這些密碼，你需要有一個應(yīng)用程序和軟件在手邊，它們將會幫助你做這些工作。除了用戶名和密碼之外，唯一驗證碼也是必不可少的。這一驗證碼可能是以短信的形式發(fā)送到你的手機上，然后進行登錄。即使其它人得到了你的憑證，但他們得不到唯一驗證碼。當涉及到云中數(shù)據(jù)保護時，你應(yīng)該直接在你的外部硬盤上備份數(shù)據(jù)，并隨身攜帶。你永遠不知道有多少數(shù)據(jù)會變成潛在的危險。如果來自于某家銀行帳戶的郵件或警告信息時間太長，已經(jīng)失去了價值，那么就刪除它。有時我們從別人設(shè)備上登錄的次數(shù)，要比從自己設(shè)備上多得多。當然，有時我們也會忘記他人的設(shè)備可能會保存下我們的信息，保存在瀏覽器中。如果你的系統(tǒng)存在風險，那么你的在線數(shù)據(jù)也將存在風險。一旦你忘記加密，那么鍵盤監(jiān)聽就會獲得你的云廠商密碼，最終你將失去所有。永遠都不要把你的云存儲內(nèi)容與別人共享。保持密碼的秘密性是必須的。為了附加的保護功能，不要告訴別人你所有使用的廠商或服務(wù)是什么。10

種辦法云存儲云存儲是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。當云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設(shè)備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。云游戲云游戲是以云計算為基礎(chǔ)的游戲方式，在云游戲的運行模式下，所有游戲都在服務(wù)器端運行，并將渲染完畢后的游戲畫面壓縮后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。在客戶端，用戶的游戲設(shè)備不需要任何高端處理器和顯卡，只需要基本的視頻解壓能力就可以了。就現(xiàn)今來說，云游戲還并沒有成為家用機和掌機界的聯(lián)網(wǎng)模式，因為至今Xbox仍然在使用LIVE，PS是PSNETWORK，wii是wi-fi。但是幾年后或十幾年后，云計算取代這些東西成為其網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的終極方向的可能性非常大。如果這種構(gòu)想能夠成為現(xiàn)實，那么主機廠商將變成網(wǎng)絡(luò)運營商，他們不需要不斷投入巨額的新主機研發(fā)費用，而只需要拿這筆錢中的很小一部分去升級自己的服務(wù)器就行了，但是達到的效果卻是相差無幾的。對于用戶來說，他們可以省下購買主機的開支，但是得到的確是頂尖的游戲畫面（當然對于視頻輸出方面的硬件必須過硬）。你可以想象一臺掌機和一臺家用機擁有同樣的畫面，家用機和我們今天用的機頂盒一樣簡單，甚至家用機可以取代電視的機頂盒而成為次時代的電視收看方式。云計算從技術(shù)上看,大數(shù)據(jù)與云計算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺的計算機進行處理,必須采用分布式計算架構(gòu)。它的特色在于對海量數(shù)據(jù)的挖掘,但它必須依托云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲和虛擬化技術(shù)。分布式數(shù)據(jù)挖掘分布式處理分布式數(shù)據(jù)庫云存儲虛擬化MahoutMapReduce，JobKeeperHbase，數(shù)