《信息技術》課件-拓展模塊2：云計算基礎

拓展模塊2：云計算基礎目

錄云計算的應用云計算部署模式云計算的服務類型初識云計算2目

錄能力目標能夠識別現實中云計算的應用能根據學習和工作需要使用百度云盤、阿里云主機等云計算服務能根據云計算時代的要求對自己的學習目標和方法做出正確的調整學習目標3知識目標了解云計算的基本概念了解云計算的服務類型了解云計算的部署模式了解云計算對人們學習、工作和生活帶來的變化目標分析教學重點教學難點云計算的含義云計算的服務類型云計算的應用場景培養(yǎng)學生的云計算思維云計算的服務類型云計算概述云計算部署模式云計算的使用場景內容導航CONTENTS云計算帶來的變革云計算產業(yè)鏈結構2.12.22.32.42.52.6云計算概念云計算是指IT資源的交付和使用模式，通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。典型的云計算提供商往往提供通用的網絡業(yè)務應用，可以通過瀏覽器等軟件或者其他Web服務來訪問，而軟件和數據都存儲在遠程數據中心的服務器上。用戶通過計算機、手機等方式接入數據中心，按自己的需求進行運算。

提供資源的網絡被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展、按使用付費。在20世紀80年代網格計算90年代公用計算21世紀初虛擬化技術面向服務的體系結構（Service-OrientedArchitecture，SOA）軟件即服務（SoftwareasaService，SaaS）云計算云計算的思想起源你剛剛購買完電腦，就出現了新的型號剛高價購買的最新版的應用程序，過了不久就需要進行更新電腦因為太多的不靈活的軟件，負載過重而宕機，導致保存的數據全部丟失下載軟件不小心感染了病毒，結果泄露了自己的賬號密碼，導致了經濟損失一時沖動購買了一套軟件，結果用了不到一個月就失去了興趣個人使用計算機的煩惱IT部門的工作人員經常忙于穿梭于各個辦公樓之間解決員工電腦的各種系統(tǒng)錯誤，各種應用軟件的錯誤企業(yè)為了測試新開發(fā)的應用軟件，需要購買一大批電腦，而當測試完畢之后，大部分設備處于閑置為了應付市場的快速變化，急需一批計算資源，但是審批資金、購買設備、安裝平臺可能需要花費2周左右的時間，會耽誤市場機會高價購買了某家公司的軟件之后，使用一段時間之后，發(fā)現不能完全滿足需求，但是又無法退貨企業(yè)使用計算機的煩惱云計算的思想起源云計算的基本思想0201040301OPTION02OPTION03OPTION04OPTION所有的計算能力、存儲能力、和各種各樣功能的應用都通過網絡從云端獲得用戶不需要不停地更換昂貴的高性能電腦用戶不需要購買、安裝和維護各種系統(tǒng)和應用軟件用戶不需要擔心數據的安全存儲云計算的定義美國國家標準與技術研究院（NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）對云計算的定義：

云計算是一種無處不在、便捷且按需對一個共享的可配置計算資源（包括網絡、服務器、存儲、應用和服務）進行網絡訪問的模式，它能夠通過最少量的管理以及與服務提供商的互動實現計算資源的迅速供給和釋放。云計算的定義云計算的基本特征云計算的好處大幅降低企業(yè)IT的采購和運營成本Google以前每年購買設備的資金超過600億美元，采用云計算后只需要16億美元，為傳統(tǒng)IT成本的1/40多家研究機構的報告，企業(yè)使用云計算平臺可以節(jié)省50-75%的成本。如一家醫(yī)療公司使用Amazon的云計算平臺后IT成本降低了70%。一家工程公司使用私有云方案后IT耗電降低40%，硬件成本降低80%，而維護時間降低80%大幅提升企業(yè)的效率和促進經濟發(fā)展傳統(tǒng)中小企業(yè)是沒有能力承受昂貴的CRM和ERP等產品，單獨租用服務器和存儲也不經濟。云計算使此類的企業(yè)得以獲取高質量的IT服務中小企業(yè)的IT應用提升會加大其企業(yè)競爭力，從而促進經濟發(fā)展創(chuàng)造新的商業(yè)模式，產業(yè)和新興企業(yè)云計算如互聯網一樣，隨著技術不斷成熟，將創(chuàng)造一系列新的企業(yè)，產業(yè)，和商業(yè)模式，如軟件銷售渠道等用戶端負載降低按使用付費，降低總體擁有成本可能將程序代碼與物理資源分離按需擴展資源使應用具有高可用性快速部署應用可能將應用的開發(fā)與基礎設施維護相對分離不需要為一次性任務或罕見的負載狀況準備大量設備云計算的好處云計算的服務類型云計算概述云計算部署模式云計算的使用場景2.12.2內容導航CONTENTS2.32.4云計算帶來的變革2.5云計算產業(yè)鏈結構2.6云計算的服務類型

云計算是一種新的技術，也是一種新的服務模式。云計算服務提供方式包含：

云計算服務提供商可以專注于自己所在的層次，無需擁有三個層次的服務能力，上層服務提供商可以利用下層的云計算服務來實現自己計劃提供的云計算服務。IaaS：基礎設施即服務IaaS是把計算、存儲、網絡以及搭建應用環(huán)境所需的一些工具當成服務提供給用戶，使得用戶能夠按需獲取IT基礎設施。IaaS主要由計算機硬件、網絡、存儲設備、平臺虛擬化環(huán)境、效用計費方法、服務級別協(xié)議等組成。IaaS服務模式如圖所示。IaaS：基礎設施即服務IaaS特點把IT資源以服務的方式提交給用戶；基礎設施可以動態(tài)擴展，即可以根據應用的需求動態(tài)增加或者減少資源；計費服務靈活多變，按實際使用的資源進行計費；多租戶，相同的基礎設施資源可以同時提供給多個用戶共享使用；企業(yè)級的基礎設施，不僅僅可以為個人用戶提供IT資源，而且可以滿足中小企業(yè)的IT資源需求，使得它們可以從聚集的計算資源池中獲利。IaaS：基礎設施即服務IaaS的核心技術（3）高速網絡技術（4）超大規(guī)模資源管理技術（5）云服務計費技術（2）分布式存儲技術（1）虛擬化技術IaaS：基礎設施即服務（1）低成本IaaS服務的優(yōu)勢企業(yè)不需要購置硬件，省去了前期的資金投入；使用IaaS服務是按照實際使用量進行收費的，不會產生閑置浪費；IaaS可以滿足突發(fā)性需求，企業(yè)不需要提前購買服務。IT資源運行在IaaS服務中心，企業(yè)不需要進行維護，維護工作由云計算服務商承擔。IaaS只需幾分鐘就可以給用戶提供一個新的計算資源，而傳統(tǒng)的企業(yè)數據中心則需要數天甚至更長時間才能完成；IaaS可以根據用戶需求來調整資源的大小。IaaS主要以虛擬機的形式為用戶提供IT資源，可以支持各種類型的操作系統(tǒng)，因此IaaS可以支持的應用的范圍非常廣泛。雖然很多IaaS服務平臺都存在一些私有的功能，但是隨著云計算技術標準的誕生，IaaS的跨平臺性能將得到提高。運行在IaaS上的應用將可以靈活地在IaaS服務平臺間進行遷移，不會被固定在某個企業(yè)的數據中心。（2）免維護（3）伸縮性強（4）支持應用廣泛（5）靈活遷移IaaS：基礎設施即服務InternetInternet映像管理資源部署服務目錄&門戶服務管理用量計量&計費統(tǒng)計報表資源性能管理瀏覽器用戶用戶物理系統(tǒng)云計算服務Telnet,ftp,...云主機云存儲云主機網絡資源申請資源訪問物理資源的轉變資源管理瀏覽器云存儲云主機服務器網絡存儲服務器和存儲刀片服務器開放異構的硬件IaaS服務的架構PaaS：平臺即服務PaaS平臺的種類

PaaS是一種分布式平臺服務，為用戶提供一個包括應用設計、應用開發(fā)、應用測試及應用托管的完整的計算機平臺。

PaaS的主要用戶是開發(fā)人員，PaaS平臺的種類目前較少，比較著名的有FGoogleAppEngineWindowsAzureCloudFoundry。FGoogleAppEngineWindowsAzureCloudFoundryPaaS：平臺即服務PaaS層的核心技術OPTION

EOPTION

DOPTION

COPTION

BOPTION

A（1）REST技術（5）分布式緩存（4）應用服務器（2）多租戶技術（3）并行計算技術PaaS：平臺即服務PaaS服務示意圖PaaS：平臺即服務PaaS平臺的優(yōu)勢優(yōu)勢（1）友好的開發(fā)環(huán)境（6）整合率高（4）彈性強（5）多租戶機制（2）豐富的服務（3）精細的管理和控制SaaS：軟件即服務SaaS就是軟件服務提供商為了滿足用戶的需求提供的軟件的計算能力。SaaS云服務提供商負責維護和管理云中的軟件以及支撐軟件運行的硬件設施，同時免費為用戶提供服務或者以按需使用的方式向用戶收費。所以，用戶無需進行安裝、升級和防病毒等，并且免去了初期的軟硬件支出。SaaS服務的示意圖如圖所示。SaaS是出現最早的云計算服務，其前身是ASP，最早的ASP廠商有Citrix、S和Netsuite等。SaaS：軟件即服務（2）支持公開協(xié)議（1）使用簡單（3）成本低（4）安全保障現有的SaaS服務都是基于公開協(xié)議的，如HTTM4和HTTM5等。用戶只需要使用常用的瀏覽器就可以使用SaaS服務。通過瀏覽器訪問，只要有網絡，就可以隨時隨地通過多種設備使用SaaS服務。使用SaaS服務后，用戶無需在使用前購買昂貴的許可證，省去了先期投入，只需要在使用過程中按照實際使用付費，成本遠遠低于桌面版。SaaS服務提供商都提供了比較高級的安全機制，不僅為存儲在云端的數據提供加密措施，還通過HTTPS協(xié)議確保用戶和云平臺之間的通信安全。SaaS的優(yōu)勢SaaS：軟件即服務（1）大規(guī)模多

租戶支持實現SaaS的關鍵技術它是SaaS模式成為可能的核心技術，運行在應用提供商SaaS上的應用能夠同時為多個組織和用戶使用，能夠保證用戶之間的相互隔離。沒有多租戶技術的支持，SaaS就不可能實現。認證和安全是多租戶的必要條件。當接收到用戶發(fā)出的操作請求時，其發(fā)出請求的用戶身份需要被認證，且操作的安全性需要被監(jiān)控。定價和計費是SaaS模式的客觀要求。提供合理、靈活、具體而便于用戶選擇的定價策略是SaaS成功的關鍵之一。它是SaaS長期發(fā)展的動力。SaaS應用提供商需要通過與其他產品的整合來提供整套產品的解決方案。開發(fā)和定制是服務整合的內在需要。一般來講，每個SaaS應用都提供了完備的軟件功能，但是為了能夠與其他軟件產品進行整合，SaaS應用最好具有一定的二次開發(fā)功能，包括公開API，提供沙盒以及腳本運行環(huán)境等。（2）認證和

安全（3）定價和

計費（4）服務整合（5）開發(fā)和定制云計算的服務類型云計算概述云計算的使用場景2.12.2內容導航CONTENTS2.32.4云計算部署模式云計算帶來的變革2.5云計算產業(yè)鏈結構2.6云計算部署模式1．IDC公有云公有云是一種對公眾開放的云服務，由云服務提供商運營，為最終用戶提供各種IT資源，可以支持大量用戶的并發(fā)請求。公有云的結構如圖所示。優(yōu)點是其所應用的程序及相關數據都存放在公有云的平臺上，自己無需前期的大量投資和漫長的建設過程。具有規(guī)模的優(yōu)勢，其運營成本比較低；只需為其所使用的付費，可節(jié)省使用成本。數據安全和隱私等問題是使用公有云時較為擔心的問題?，F在國際上如AmazonAWS、GoogleAppEngine和GoogleApps、MicrosoftAzure等公司，及一些傳統(tǒng)的IDC廠商都提供云計算服務。云計算部署模式2．私有云私有云是指組織機構建設的專供自己使用的云平臺。私有云的結構如圖所示。與公有云不同，私有云部署在企業(yè)內部網絡，私有云可以支持動態(tài)靈活的基礎設施，降低IT架構的復雜度，降低企業(yè)IT運營成本。私有云的缺點是企業(yè)需要有大量的前期投資，需要采用傳統(tǒng)的商業(yè)模型。私有云的規(guī)模相對于公有云來說一般要小得多，無法充分發(fā)揮規(guī)模效應。云計算部署模式混合云是由私有云及外部云提供商構建的混合云計算模式。使用混合云計算模式，機構可以在公有云上運行非核心應用程序，而在私有云上支持其核心程序以及內部敏感數據。相比較而言，混合云的部署方式對提供者的要求較高。在混合云部署模式下，公有云和私有云相互獨立，但在云的內部又相互結合，可以發(fā)揮出所混合的多種云計算模型各自的優(yōu)勢。通過使用混合云，企業(yè)可以在私有云的私密性和公有云的低廉之間做一定的權衡。3．混合云云計算部署模式混合云的結構圖云計算的服務類型云計算概述2.12.2內容導航CONTENTS2.3云計算部署模式云計算的使用場景2.4云計算帶來的變革2.5云計算產業(yè)鏈結構2.6云計算的使用場景IDC（InternetDataCenter，互聯網數據中心）公有云在原有IDC的基礎上加入了系統(tǒng)虛擬化、自動化管理和能源監(jiān)控等技術，通過IDC公有云，用戶能夠使用虛擬機和存儲等資源。原有IDC可通過引入新的云技術來提供PaaS服務，現在已成型的IDC公有云有Amazon的AWS和RackspaceCloud等，公有云的服務類型包含SaaS、ERP和CRM。1．IDC公有云企業(yè)私有云幫助企業(yè)提升內部數據中心的運維水平，使IT服務更圍繞業(yè)務展開。企業(yè)私有云的優(yōu)勢在于建設靈活性和數據安全性，但企業(yè)需要付出更高的維護成本、構建專業(yè)的技術隊伍。RackSpace的私有云產品、華為的FusionSphere和IBM的SoftLayer等是典型的企業(yè)私有云。2．企業(yè)私有云云計算的使用場景云存儲系統(tǒng)通過整合網絡中多種存儲設備來對外提供云存儲服務，并能管理數據的存儲、備份、復制和存檔。云存儲系統(tǒng)非常適合互聯網企業(yè)、電信公司等，還有廣大的網民。相關的產品有：中國電信的E云、百度云盤、Amazon的S3云存儲服務、Google的Picasa相冊和微軟的SkyDrive網絡硬盤等。3．云存儲系統(tǒng)虛擬桌面云使用了桌面虛擬化技術，將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端解耦，在服務器端以虛擬鏡像的形式統(tǒng)一存放和運行每個用戶的桌面環(huán)境，而用戶則可通過小型的終端設備來訪問其桌面環(huán)境。相關的產品有Citrix的XenDesktop和VMware的VMwareView。4．虛擬桌面云云計算的使用場景開發(fā)測試云通過友好的Web界面預約、部署、管理和回收整個開發(fā)測試環(huán)境，開發(fā)測試云適合那些需要開發(fā)和測試多種應用的組織和企業(yè)使用，比如銀行、電信和政府等。相關解決方案有IBMSmartBusinessDevelopmentandTestCloud。5．開發(fā)測試云協(xié)作云是云供應商在IDC云的基礎上構建或者直接構建的專屬云，在云中搭建整套協(xié)作軟件，將這些軟件共享給用戶，適合那些需要一定的協(xié)作工具，但不希望維護軟硬件和支付高昂的軟件許可證費用的企業(yè)與個人。最具代表性的產品是IBM的LotusLive，其主要包括會議、辦公協(xié)作和電子郵件這3大服務。GoogleApps也是主流的協(xié)作云產品，其中Gmail和Gtalk都是協(xié)作的利器。6．協(xié)作云云計算的使用場景HPC（HighPerformanceComputing，HPC）云可為用戶提供可以定制的高性能計算環(huán)境，用戶可以根據自己的需求來設定計算環(huán)境的操作系統(tǒng)、軟件版本和節(jié)點規(guī)模，避免與其他用戶發(fā)生沖突。HPC云可以成為網格計算的支撐平臺，以提升計算的靈活性和便捷性。HPC云特別適合需要使用高性能計算，但缺乏巨資投入的普通企業(yè)和學校。北京工業(yè)大學已經和IBM合作建設國內第一個HPC云計算中心。7．HPC云電子政務云（E-GovernmentCloud）是使用云計算技術對政府管理和服務職能進行精簡、優(yōu)化、整合，通過信息化手段在政務上實現各種業(yè)務流程辦理和職能服務，為政府各級部門提供可靠的基礎IT服務平臺，提高政府服務效率和服務的能力。8．電子政務云云計算的服務類型云計算概述2.12.2內容導航CONTENTS2.3云計算部署模式云計算的使用場景2.4云計算帶來的變革2.5云計算產業(yè)鏈結構2.6云計算帶來的變革在云計算時代，計算機的處理能力被集中在數據中心，通過網絡來進行使用，實現了“IT的服務化”；用戶的IT開銷由一次性購買軟硬件轉變?yōu)榘葱栀徺I服務，企業(yè)的IT維護成本大幅降低，無需擔心數據的丟失；用戶的工作方式更加移動化、合作化，可以更迅速地啟動新業(yè)務，小規(guī)模企業(yè)可以通過云計算模式向全球提供服務，實現全球化；云計算模式可以助力發(fā)展中國家發(fā)展，并產生大量的創(chuàng)業(yè)機會。云計算云計算帶來的主要變革體現云計算帶來的變革云計算給軟硬件產業(yè)帶來的變革開發(fā)模式：可以調用后端的數據中心資源開發(fā)工具：使用Python、RubyonRails、JavaScript、QT等網絡編程語言架構：軟件架構為位置感知和用戶應用感知設計模型：轉變?yōu)椴⑿杏嬎隳Ｊ接Ｊ剑恨D變?yōu)榘捶帐召M軟件的變革硬件的變革擴充模式：轉變?yōu)椴粩嘣黾蛹阂?guī)模的橫向擴充模式設備總量：通過虛擬化把眾多服務器組成一個巨大的資源池，資源利用率增加到80%以上設備形態(tài)：客戶端和移動設備的需求增加采購模式：由硬件品牌轉為擴充性和性價比云計算的服務類型云計算概述2.12.2內容導航CONTENTS2.3云計算部署模式云計算的使用場景2.4云計算產業(yè)鏈結構2.6云計算帶來的變革2.5云計算產業(yè)鏈結構云計算產業(yè)鏈構成云計算作為一種新興的IT應用模式，帶動整個IT產業(yè)的調整和升級，催生了全新的產業(yè)鏈，既包含傳統(tǒng)的硬件提供商、基礎軟件提供商和軟件應用提供商，也包含新興的云提供商和云服務提供商。云計算產業(yè)鏈結構硬件設備供應商是云計算市