第二章+云计算的基本原理_to+be+continued_

1、 Autumn, 2011Chapter TwoThe Fundamentals of Cloud ComputingXu Jungang12021/10/29Cloud Computing, GUCAS2提纲1. 云计算的定义2. 云服务的类型3. 云计算的体系结构和特征4. 云计算的核心思想5. 云计算中的科学问题1. 云计算的定义1.1 不同的声音1.2 工业界的定义1.3 学术界的定义1.4 其它定义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（胡言乱语）（胡言乱语）. Its . Its insaneinsane（愚蠢的（愚蠢的）. When is this . When is this idiocyidiocy（白痴的行为）（白痴的行为） 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（大肆宣传）（大肆宣传） 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. 云计算的定义1.1 不同的声音1.2 工业界的定义1.3 学术界的定义1.4 其它定义2021/10/29Cloud Computing, GUCAS8Goole云计算2006年8月9日，Google前CEO埃里克施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念。Google“云计算”源于Google工程师克里斯托弗比希利亚所做的“Google 101”项目。随后亚马逊、微软、IBM等公司都宣布了自己的“云计划”。在Google的“云计算”模式中，软件被放在远程的服务器上，就像天边的“云”，

7、用户在上网时才把它拿来用，平时软件就放在云上，有专人管理。Google的理想构思在于当这些应用程序存在于云中时，设备终端永远都不需要安装任何东西，不需要管理软件升级和安全补丁，而且很多设备可以分享这些程序。它忽略了终端的计算资源。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS9Google的观点90%计算任务都能通过“云计算”技术完成桌面软件正在向Web软件转型云计算是开发标准，业界不会独裁中小企业、大学、消费者会相对迅速地转向基于Web的“云计算”技术新的赢利模式 低廉的云计算给Google带来更多的流量，进而带来更多的广告收入2021/10/29Cloud Computi

8、ng, GUCAS10Google 前CEO埃里克.斯密特Google的云计算梦想应用向互联网迁移数据向互联网迁移计算能力向互联网迁移存储空间向互联网迁移“浏览器操作系统”Google ChromeGoogle的“云”无所不在GmailGoogle DocsGoogle MapsGoogle WaveGoogle CalendarGoogle EarthGoogle App Engine 云计算技术是Google大部分应用的基础设施没有“云计算”，就没有Google的创新服务2021/10/29Cloud Computing, GUCAS12Microsoft云计算微软的云计算是Cloud(云

9、)+Client(终端设备)，即“云端计算(Video)”。Client可以是PC、手机、家电、汽车等任何工具。与Google的云计算思想不同，微软认为最终应该由用户去选择合理的计算资源分布。有些计算资源应该放在云上，有些计算资源应该放在用户终端，有些计算资源应该放在合作伙伴那里。在微软的理念中，终端不可被忽略，微软遵从软件服务的云计算战略。对于未来的用户而言，至少有3类选择模式: 计算资源(软件)完全放在Cloud上，终端设备是傻瓜的，不需要任何计算资源; 计算资源(软件)大部分放在Cloud上，小部分放在Client上; 计算资源(软件)小部分放在Cloud上，大部分放在Client上.2

10、021/10/29Cloud Computing, GUCAS13微软云计算的三种运营模式2021/10/29Cloud Computing, GUCAS14微软的软件服务战略2021/10/29Cloud Computing, GUCAS15IBM云计算云计算是一种计算模式。在这种模式中，应用、数据和IT资源以服务的方式通过网络提供给用户使用。大量的计算资源组成IT 资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源供给用户使用。云计算也是一种基础架构管理的方法论，大量的计算资源组成IT资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用-IBM PowerCloud在云计算模式下，计算工作由位于互联网中的计

11、算资源来完成，用户只需要连入互联网，借助轻量级客户端，例如手机、浏览器，就可以完成各种计算任务，包括程序开发、科学计科学计算、软件使用乃至应用的托管。提供这些计算能力的资源对用户是不可见的，用户无需关心如何部署或维护这些资源，因此，这些资源被比喻为“云”。 “云”就像是一个发电厂，只是它提供的不是电力，而是计算机的计算、应用和管理能力。只要通过网络进行连接，并得到授权，您就可以使用这些能力和资源了。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS16IBM“蓝云”6+1解决方案IBM“蓝云”解决方案是IBM云计算中心经过多年的探索和实践开发出来的先进的基础架构管理平台。该解决方

12、案可以对企业现有的基础架构进行整合，通过虚拟化技术和自动化技术，构建企业自己拥有的云计算中心，实现企业硬件资源和软件资源的统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份，打破应用对资源的独占，从而帮助企业实现云计算理念。IBM以6+1方式为客户提供云计算解决方案，即适用于如下6个完整的应用场景及1个可快速部署的云计算平台。 软件开发测试云 培训与教育云 创新协作云 高性能计算云 云计算IDC 智慧企业云2021/10/29Cloud Computing, GUCAS17IBM“蓝云”6+1解决方案2021/10/29Cloud Computing, GUCAS18Amazon云计算作为网络电

13、子商务巨头的Amazon 大量的时间和金钱建立了众多的服务器 仅仅是为了满足那少有的几段销售高峰期 大部分时间海量硬件资源都处于闲置的状态将部分富裕的存储服务器、带宽、CPU资源租给第三方用户。这些用户包括个人开发者、程序员、小企业、中型企业，他们租用亚马逊的存储服务器、带宽、CPU资源开发应用，运营公司业务。云计算就是指用户不再需要关心如何根据自己的业务需求来购买服务器、软件和解决方案，只是根据自己的需要，通过互联网来购买自己需要的计算处理资源。Amazon关于MP3云服务的一个例子2021/10/29Cloud Computing, GUCAS19Amazon的“云”从哪里来一个简单的想法

14、2021/10/29Cloud Computing, GUCAS20Amazon提供的云计算服务2021/10/29Cloud Computing, GUCAS211. 云计算的定义1.1 不同的声音1.2 工业界的定义1.3 学术界的定义1.4 其它定义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高可靠适应性分布式系统实验室（UC Berkeley Reliable Adaptive Distributed Systems Laboratory） 11位学者在联合发表的一篇关于云计算的报告中论述了云计算的概念。云计算既指通过互联网以服务方式提供的应用程序，也指在数据中心用来提供这些服务的硬件和系统软件。这些服务长

18、期以来一直被称为软件即服务（SaaS），而数据中心的硬件和软件就是“云”。当云以即用即付的方式提供给公众的时候，称其为“公共云”，此时出售的是效用计算，而不对公众开放的企业或组织内部数据中心的资源称作“私有云”。因此云计算就是SaaS和效用计算，但通常不包括私有云。Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing2021/10/29Cloud Computing, GUCAS27墨尔本大学Market-oriented cloud computing: vision, hype and reality for delivering IT

19、services as computing utilities澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne)的Rajkumar Buyya 等提出了如下定义: 云是一种由互联的虚拟计算机集合组成的并行和分布式系统，它根据服务提供商与用户间协商确定的服务等级协议(SLA)动态提供若干统一的计算资源。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS28中国科学技术大学并行计算的一体化研究现状与发展趋势陈国良院士等把云计算作为并行计算的新发展方向，给出了如下定义: 云计算是指基于当前已相对成熟与稳定的互联网的新型计算模式， 即把原本存储于个人电脑、移动设备等个人

20、设备上的大量信息集中在一起， 在强大的服务器端协同工作。它是一种新兴的共享计算资源的方法， 能够将巨大的系统连接在一起以提供各种计算服务。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS291. 云计算的定义1.1 不同的声音1.2 工业界的定义1.3 学术界的定义1.4 其它定义2021/10/29Cloud Computing, GUCAS30维基百科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提纲1. 云计算的定义2. 云服务的类型2. 云计算的体系结构和特征3. 云计算的核心思想4. 云计算中的科学问题Who own the Cloud ?!这朵云是谁家的?!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)对于开发对于开发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，从开发、测试、部署、运营到维护的全方的，从开发、测试、部署、运营到维护的全方位的集成环境。特别它从一开始就具备了位的集成环境。特别它从一开始就具备了Multi-tenant Multi-tenant architecturearchitecture，用户不需要考虑多用户并发的问题，而由，用户不需要考虑多用户并发的问题，而由platformplatform来解决，包括并发管理、扩展性、失效恢复和安全来解决，包括并发管理、扩展性、失效恢复和安

28、全等。等。 Utility Computing“Pay-as-you-go” Pay-as-you-go” 好比让用户把电源插头插在墙上，你得好比让用户把电源插头插在墙上，你得到的电压和到的电压和MicrosoftMicrosoft得到的一样，只是你用得少，得到的一样，只是你用得少，pay pay lessless；utility computingutility computing的目标就是让计算资源也具有这的目标就是让计算资源也具有这样的服务能力，用户可以使用样的服务能力，用户可以使用500500强公司所拥有的计算资源强公司所拥有的计算资源，只是，只是use less pay lessus

29、e less pay less。这是。这是cloud computingcloud computing的一个重的一个重要方面要方面 2021/10/29Cloud Computing, GUCAS43提纲1. 云计算的定义2. 云服务的类型3. 云计算的体系结构和特征4. 云计算的核心思想5. 云计算中的科学问题User-Level MiddlewareCore MiddlewareUser-LevelSystem Level云计算逻辑体系结构用户互动 界面系统管理资源工具服务器服务目录监控和测量云计算物理体系结构(IBM方案为例）IBM Monitoring v.6DB2资源管理栈 Prov

30、isioning Manager v.5.1WebSphere Application Server监控Provisioning Baremetal & Xen VMLinux with XenTivoli 监控工具虚拟机虚拟机虚拟机虚拟机数据中心 System xApache云计算基础设施，可提供托管或现场解决方案。云计算技术体系结构由于不同的云计算厂家又提供了不同的解决方案，目前还没有一个统一的技术体系结构；下图所示的体系结构综合了不同厂家的方案，概括了不同解决方案的主要特征，每一种方案或许只实现了其中部分功能，或许也还有部分相对次要功能尚未概括进来。2021/10/29Cloud Computing, GUCAS47云计算技术体系结构四层技术体系结构云计算技术体系结构分为四层 物理资源层 资源池层 管理中间件层 SOA构建层2021/10/29Cloud Computing, GUCAS49四层技术体系结构物