云计算的认识和思考

企业秘密 对云计算的认识和思考 张云勇（仅代表个人观点） 2010年 5月 /webmoney 企业秘密 目录 云计算介绍及与现状分析 开展的初步工作 对云计算的认识和思考 /webmoney 企业秘密 什么是云计算 云计算形象化定义 云计算是一种新的计算方法，它通过虚拟化技术按照即插即用的方式自助管 理基础架构形成高效资源池，以按需分配的服务形式提供计算能力。 PBX PBX PBX Client 通信网的变革 CENTRIX CENTRIX PSTN PLMN 公众通信网 CENTRIX 数据中心 Server Server Server Client Client Client Client 计算的变革 数据中心 云计算 /云存储 数据中心 数据中心 Client /webmoney 企业秘密 配 布 云计算的特征 接入的地域不受限制 通过虚拟化实现资源的快速迁移 接入的终端兼容性好 减少故障的风险 类似于水电等基础设施行 普遍接 入 虚拟管 理 业，可以提供公共计算能 力 能够充分利用闲置的资 源，通过共享方式进行服 资源共 享 云计算 适应业务的扩展需求 服务可 适应容量及用户的扩展需 扩展 求 务 按需分 依据云应用的资源情况， 主动调整、调度资源分配 地理分 系统安 全 保障数据传输的安全 支持根据应用要求快速配 选择适合的加密手段保证系统 置资源 的安全 适应要求弹性分配资源 资源地理是分布式 的 /webmoney 企业秘密 3000 2000 云计算的驱动力：海量信息和 IT成本压力 2500 海量信息 （ E Byte） Source: IDC 2008 E byte = 1018，即 10亿 G字节 目前 IT成本太高 1500 计算存储 机房空间 能源消耗 2529 1000 500 988 1580 业务独享资源，利用低： CPU： 5-10，存储： 36，网络： 50； 0 30 2004 50 2005 161 2006 280 2007 540 2008E 2009E 2010E 2011E 运维效率低，维护成本高：人均维护 100台，人 力维护费占运营成本 12 能源消耗大：能源利用率只有 20%左右 目前超高 IT成本难以满足海量信息的高速增长： 2006年 , 全球产生 161 EB 的数据，印成 书是地球到太阳距离的 10倍；而人类历史 5000年的文字记载只有 5EB；按照当前的 IT技 术，每 G信息处理的成本需要 5美元，无法支撑海量信息增长； 云计算技术以低廉的成本，解决大运算量的信息处理：云计算利用廉价服务器，采用分布 式计算、并行处理等软件技术，低成本的解决海量信息的处理 ；如 Google采用云计算，做 到每 G成本是 25美分； /webmoney 企业秘密 数 据 中 心 管 理 云计算技术组成和供应商现状 云计算技术组成 部件 供应商现状 供应商 云业务（电信业务、数据业务） 云计算管理（虚拟化、资源管理等） 机房 交换机 云存储 /虚 拟化存储 IBM， HP，华为 H3C， CISCO，华为 EMC， IBM，华赛 云存储 服务器 云安全 云安全 服务器 数据中心管 华赛 IBM， HP， DELL， CISCO ，浪潮，华为 IBM， HP，华为 理 高速数据中心交换机 机房的设计（电、承重、散热等） 云计算管理 云业务 整体解决方 案 Eucalyptus， VMWare， KVM、 XEN、 VirtualBox 华为 华为， ZTE IBM， HP，华为， CISCO /webmoney 企业秘密 云计算业务分类 公共云 （对外提供服务） 混合云 私有云 （内部系统使用） 云计算提供的是“服务” SaaS ( Software as a Service ) 软件即服务 SaaS侧重于服务，以软件程序提供服务，如 CRM、 ERP、 OA等 PaaS ( Platform as a Service ) 平台即服务 PaaS侧重于服务，以应用服务器平台或开发环境提供服务 IaaS ( Infrastructure as a Service ) 基础设施即服务 IaaS注重计算资源的共享 ，消费者通过 Internet 可以获得虚拟的服务器、存储和网 络 按照交付模式划分的 SaaS、 PaaS和 IaaS没有必然联系，也不相互依赖 /webmoney 企业秘密 SaaS PaaS 云计算的主要发展现状 行业形势 互联网服务提供商是云计算的先行者 先进技术及创新商业模式领导者，基于云计 算提供低成本的海量信息处理服务（ Google、 Amazon、 S等） 电信运营商利用云计算解决现实问题 引入云计算提升电信业务网的能力（海量的 计算和存储）和降低成本（ BT、 AT&T、 Verizon） IaaS 技术 供应商 传统 IT巨头被迫转型，引入云计算 将云计算引入优势的产品及解决方案（ IBM、 Microsoft、 HP等） 网络供应商利用技术革新的时机强势进入 利用传统的网络、服务器和海量软件优势纷 纷进入云计算领域（ CISCO等） /webmoney 企业秘密 云计算的主要发展现状 电信运营商 欧美领先运营商已经开始利用云计算提供 IT服务，主要定位于企业市场！中国运 营商已启动试点。 /webmoney 企业秘密 Telefnica Verizon Google Amazon Orange eBay AT&T BT SNIA SNIA: TGG: OGF: CCIF: CSA: TMF: 云计算的标准刚刚起步，但发展较快 DMTF(OCSI) Computing Virtualization Storage Virtualization DMTF Management TMF eTom/Framwox TGG (DCDG) Power TGG (DCDG) Environment DMTF SNIA TGG OGF Cloud Computing CCIF DMTF OGF NNI Cloud Computing Open Group OCM CCIF OGF CSA CCIF UNI TMF Framwox :重要 :一般 运营商开始参与云标准组织，目前关注重点集中在 能耗及接口标准化相关组织上。 TMF、 DMTF、 SNIA、 TGG是最重要的组织。 DMTF: Distributed Management Task Force Storage Network Industry Association The Green Grid Open Grid Forum Cloud Computing Interoperation Forum Cloud Security Alliance Telecom Management Forum /webmoney 企业秘密 云计算对运营商的价值 虚拟化和资源调度 分布式计算和存储 统一云管理系统 面向”云”优化的 硬件 虚拟化实现资源“空分、时分”共享，提升利用率（ 60%） 分布式计算、存储采用软件方式提升系统整网性能和可靠 性，降低对单点硬件（性能、可靠性）的依赖，降低采购 成本 实现分权分域的统一 IT资源管理、改变管理模式，提高整 网的运维效率 (人均大于 3000台 ) 高能效比、针对云计算优化的硬件降低整体 TCO(总拥有成 本 ) /webmoney 企业秘密 目录 云计算介绍及与现状分析 开展的初步工作 对云计算的认识和思考 /webmoney 企业秘密 公司云计算应用策略 实现目标 1. 通过云计算实现挖潜降耗，提高 IT资源的利用率，降低资源消耗 2. 通过云计算实现提高效率，减少管理及建设各环节，提高运营效率 3. 通过云计算实现降低成本，将 Capex转化为 Opex，有效降低成本 4. 通过云计算实现提升管理，实现数据集中、统一管理，提升管理能力 攻克 难关 1. 现网系统数量庞大、新旧不一 2. IT系统设备复杂，异型异构 3. 现有应用迁移至云计算架构，缺乏实践经验 实施原则 1. 充分利旧、整合资源、减少浪费 2. 统筹规划、循序渐进、平滑演进 /webmoney 企业秘密 云计算研究方向及定位 跟踪云计算标准、研 究云计算的关键问题 及技术难点，推动云 计算标准、探索云计 算服务模式 前瞻性 研究 为集团总部及子 结合公司业 务，开展云 计算相关技 术体系及实 验研究。 验证性 研究 云计算研究方 向及定位 支撑性 服务 分公司提供咨询、 方案等支撑性服 务。 /webmoney 企业秘密 研究院云计算研究框架 基于云实验平 台，从三个层次 展开集团现有业 务与云计算结合 的分析研究 研究云计算的 相关业务模式； 云业务；企业私 有云 /webmoney 企业秘密 科 研 合 作 伙 伴 云计算研究团队 （云架构研究） 云网络 云安全技术 云业务模式 云终端技术 虚拟化及云平台、云终端（电子科大、田纳西大学） 云计算网络架构（中科院计算机所） 云终端智能浏览器技术（南邮） /webmoney 企业秘密 oss 主要云计算研究成果 联合科研单位开始 “大型协同运算”研发，即：超大并发并行能力，异构计算 资源虚拟化及调度管理技术，并对云计算核心技术拥有自主知识产权，拥有软 件源代码。同时，已经开始着手制定云计算企业规范。 研究项目 存储虚拟化 云存储 虚拟化及管理 云管理 安全与监控 云应用开发框架 物联网 研究内容 研究了异构存储的虚拟化管理技术（包括异构厂家，支持不同协议 的 SAN异构技术） 基于 openfilter研究了的分布式文件管理 研究了支持小型机和 X86的主流虚拟化技术 基于 Abicloud等开源技术研究了云管理平台 研究了数据隔离、加密等云安全技术 基于 Hadoop研究了分布式开发框架及工作流任务调度技术 OSS业务系统在云计算的迁移可行性研究 研究物联网数据中心相关技术、物联网与云计算结合技术研究 /webmoney 企业秘密 新技术及其标准跟踪工作（一） 在 TMF组织中，研究院在 IT领域内重点参加如下活动 1. 基于云的 Frameworx/NGOSS（下一代运营支撑系统）核心架构相关标准 2. 云计算技术在 OSS、 BSS应用的相关标准 在全球 IT技术战略发展方面的情报研究 1. 电信运营商转型战略方向 2. IT转型方向 电信运营商的新机遇 3. 从运营改良到业态革命 国外 20家主流电信运营商转型实践研究 4. 危机时代 /webmoney 企业秘密 新技术及其标准跟踪工作（二） 云计算目前还缺乏统一标准、权威组织，研究院积极参与了相关的的标准跟 踪 1. 云算专委会工作跟踪 2. CCSA云计算和数据中心相关专题跟踪 3. DMTF标准跟踪 4. 3GPP的融合数据中心等标准跟踪 同国内外相关厂商多次开展专题交流 /webmoney 企业秘密 研究院主要云计算工作介绍（二） 基于云计算的 OSS升级及改造 融合后的集团 OSS系统数量众多需整合梳理，为给 OSS整合提供解决方案， 研究院对基于云计算进行 OSS系统升级改造进行了方案研究。 方案研究 室内分布系统智 为解决室内分布系统规划软件门槛较高的问题，研究院联合相关企业建设 能规划 SaaS 了室内分布规划的 SaaS云服务软件，目前该软件服务已经在广东省试点 云服务 使用。 IT系统中的云计算关键技术应用研究 1. BSS云试验（目标 : 对支撑 IT系统的云架构进行试验验证） 2. OSS升级改造（目标：实现高效、低耗、统一的 OSS） 3. 数据集中工程开展的相关研究与支撑工作 4. 探索基于云计算的数据集中架构（包括：云存储、云计算、云安全） /webmoney 企业秘密 研究院主要云计算工作介绍（二） 北京市“云计算” 战略规划 为支撑“数字北京”建设，带动北京市软件与信息服务业整体转型升级，北 京市政府规划“祥云”工程，通过引入 6大重点项目（云立方等）来推动北京 云计算的发展，将北京打造成为云计算产业圈，我院结合公司的业务特点 提出的 “基于电信服务能力的物联网支撑云” 被列为 6大项目之一 。 重庆联通 “医疗云” 山东联通 “旅游云” 重庆南岸区卫生局、重庆联通、 IBM公同合作，推出医疗服务云，通过联 通运营， IBM提供设备、政府引导的模式进行医疗 SaaS服务，研究院参与 了医疗云的研究、规划等相关工作。 山东旅游局整合旅游信息化系统，山东联通与研究院给其提供了旅游云的 整体解决方案。 广东联通 “超算中心” 广州市政府面向中小企业服务打造基于云计算的超算中心，研究院配合广 东联通提供了超算中心的整体解决方案。 江苏联通 “网络智能浏览云 ” 基于云计算的个性化网络智能浏览系统试验与应用部署，研究、设计基于 网络的个性化智能浏览系统，并进行应用云、适配云、营销云等的研发与 试验；研究提升客户体验的方法及途径，关注影响客户体验的重要因素， 从终端产品方面改善和提高客户体验的接受度。 /webmoney 企业秘密 5 演示项目 1 2 3 4 5 云计算 云迁移 云调度 云存储 云终端 /webmoney 企业秘密 云计算 利旧：现有的旧服务器可以直接云化，充分利用联 通现有 IT资源。 异构：支持各种异构硬件 (服务器和小型机 )和异构 操作系统 （ Windows, Linux, Solaris, AIX） 。 大规模集中：实现服务的集中管理和服务器的统一 维护，提高维护人员的工作效率。 弹性易用：根据需求弹性分配资源（ CPU、内存、外 存、带宽）。 /webmoney 企业秘密 云迁移 （削峰填谷，高可用性） 削峰填谷：根据云平台负荷情况，动态调配云中各服务 器的负载，消除各物理服务器忙闲不均的情况，提高整 体资源利用率。 高可用性：将故障服务器上的业务系统平滑迁移到正常 服务器上，快速高效地实现业务系统的热备份功能。 /webmoney 企业秘密 云调度 弹性高效 在不增加其他异构物理资源的条件下弹性调度各服务器 的计算能力（放大数倍以上），保证高吞吐量和高并发 数。 /webmoney 企业秘密 云存储 集中管理：异地、异机、异构存储资源（如：单机硬盘 和外部磁阵）整合成为存储资源池，统一维护，集中调 配，高效使用。 安全、可靠：异地、异机、异构存储资源的整合提供了 一体化的容错和灾难恢复的能力。 弹性调度：动态添加存储空间和动态调配限额。 /webmoney 企业秘密 云电脑 强劲：功能强劲，云电脑连上云平台后可以同时运行多 个操作系统。 节能、经济：云电脑耗电小于 5瓦 (普通灯泡一般 40到 60瓦 )。 安全：用云电脑可以保证绝对的数据安全，内置加密芯 片 ,无本地存储。 方便：同时避免系统测升级改造对终端测的要求。 /webmoney 企业秘密 目录 云计算介绍及与现状分析 开展的初步工作 对云计算的认识和思考 /webmoney 企业秘密 一、云计算定义溯源 The term cloud is used as a metaphor for the Internet, based on the cloud drawing used in the past to represent the telephone network, and later to depict the Internet in computer network diagrams as an abstraction of the underlying infrastructure it represents. The actual term cloud borrows from telephony in that telecommunications companies, who until the 1990s primarily offered dedicated point-to-point data circuits, began offering Virtual Private Network (VPN) services with comparable quality of service but at a much lower cost. By switching traffic to balance utilization as they saw fit they were able to utilize their overall network bandwidth more effectively. The cloud symbol was used to denote the demarcation point between that which was the responsibility of the provider from that of the user. Cloud computing extend