高校云计算-3PPT

1、12 一、云计算是一、云计算是IT发展的趋势发展的趋势 1980s 计算机就是计算机； 1990s 网络就是计算机 2000s 数据中心就是计算机 2010- 云计算就是计算机？34520072008200920102011Copyright 2012, Elsevier Inc. All rights reserved.6HPC:HPC: High-High-Performance Performance ComputingComputingHTC:HTC: High-High-Throughput Throughput ComputingComputingP2P:P2P: Peer to

2、PeerPeer to PeerMPP: MPP: Massively Parallel Massively Parallel ProcessorsProcessors7Smart EarthSmart Earth: An IBM Dream8Cloud910Every 18 months?Copyright 2012, Elsevier Inc. All rights reserved.(Courtesy of Raj Buyya, 2012)1112Transparent Cloud Computing Environment13Cloud Computing Challenges: De

3、aling with too many issues (Courtesy of R. Buyya)VirtualizationQoSService Level AgreementsResource MeteringBillingPricingProvisioning on DemandUtility & Risk ManagementScalabilityReliabilityEnergy EfficiencySecurityPrivacyTrustLegal &RegulatorySoftware Eng. ComplexityProgramming Env. & A

4、pplication Dev.14云计算技术云计算技术 三大模式 四大部署 云计算的关键技术1516171819二、高校云计算必要性二、高校云计算必要性 减少硬件浪费 绿色节能 提高效率 方便管理 资源共享 降低管理成本20u 业务系统增多，只能通过采购新的硬件设备进行业务支撑，硬件设业务系统增多，只能通过采购新的硬件设备进行业务支撑，硬件设备一多，导致备一多，导致“机房空间拥堵、能耗较高、不够环保机房空间拥堵、能耗较高、不够环保”！u 数据中心虽拥有众多数据中心虽拥有众多PC服务器，但服务器的资源利用率一直较低，服务器，但服务器的资源利用率一直较低，存在较为严重的资源浪费！存在较为严重的资源

5、浪费！u 数据中心软硬件较多，但安全性重视程度不够，缺少系统必备的可数据中心软硬件较多，但安全性重视程度不够，缺少系统必备的可靠性设计，且设备宕机的风险较大！靠性设计，且设备宕机的风险较大！u 机房环境复杂，软硬件设备繁多，系统管理人员难以有足够的精力机房环境复杂，软硬件设备繁多，系统管理人员难以有足够的精力来进行管理和维护！来进行管理和维护！ 21传统数据中心现状传统数据中心现状服务器的百分比服务器的百分比主时间高峰时间20%40%60%80%0%0-10%20-30%40-50%60-70%80-90%CPU 利用率利用率当前服务器利用率很低当前服务器利用率很低为未使用的计算资源买单为未使

6、用的计算资源买单x86服务器采购量服务器采购量/年年需要管理的服务器数量不断增长需要管理的服务器数量不断增长服务器部署：服务器部署：20%杂项杂项 30%安全：安全：10%支持：支持：20%备份和监视：备份和监视：15%在低价值的任务上花费了太多的时间，例如采购和调配在低价值的任务上花费了太多的时间，例如采购和调配数据中心管理效率低数据中心管理效率低系统管理员如何使用他们的时间系统管理员如何使用他们的时间低价值任务硬件采购：硬件采购：5%除了硬件的成本，除了硬件的成本，服务器对空间的不服务器对空间的不断侵占还带来了管断侵占还带来了管理成本的增长理成本的增长2000200220042006200

7、8费用（以十亿美元为单位）费用（以十亿美元为单位）管理和管制成本服务器费用501001500200管理成本占管理成本占TCO的大部分的大部分100%22990%的服务器的服务器90%的运行时间的运行时间CPU占用率低于占用率低于10%919-9-19-9-1原则原则231-主机存储层面主机存储层面大学数据中心现状大学数据中心现状2425三、高校云计算可行性三、高校云计算可行性 数据中心虚拟化 私有云 PaaS SaaS2627(Courtesy of VMWare, 2008)28何为虚拟化何为虚拟化 ? 29(Courtesy of VMWare, 2008)30VMM 作用作用 (1)(C

8、ourtesy of Mendel Rosenblum, 2006)31VMM 作用作用(2)(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006)32VMM 作用作用(3)(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006)33VMM 作用作用(4)(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006)3435存存储储虚虚拟拟化化363738I/O虚虚拟拟化化3940414243Resource provisioning methods Demand-driven resource provisioning based on the c

9、urrent utilization level of the allocated resources.(60%) Event-driven resource provisioning based on a specific time event.(predicte) Popularity-driven resource provisioning by popularity demand.(Internet searches)44虚拟机可信管理虚拟机可信管理Tenant #2APPOSAPPOSVirtual InfrastructurePhysical InfrastructureCloud

10、 ProviderAPPOSAPPOSVirtual InfrastructureTenant #1Insulate information from cloud providers employeesInsulate information from other tenantsInsulate infrastructure from Malware, Trojans and cybercriminalsSegregate and control user accessControl and isolate VM in the virtual infrastructureFederate id

11、entities with public cloudsIdentity federationVirtual network securityAccess MgmtCybercrime intelligenceStrong authenticationData loss preventionEncryption & key mgmtTokenizationEnable end to end view of security events and compliance across infrastructuresSecurity Info. & Event MgmtGRCAnti-

12、malware(Courtesy of L. Nick, EMC 2008)45464748March 5, 2012Prof. Kai Hwang, USCCloud Roles in The Future Internet (Courtesy of G. Xie and Z. Li 2012)49Three Aspects in Hardware that can benefit from Cloud Computing The illusion of infinite computing resources available on demand, thereby eliminating

13、 the need for cloud users to plan far ahead for resource provisioning.The elimination of an up-front commitment by cloud users, thereby allowing companies to start small and increase the hardware resources when needed in the future.The ability to pay the costs of computing resources on a short-term basis as needed (e.g., processors by the hour and storage by the day) and release them after done and thereby rewarding resource conservation.(Courtesy of M. Ambrust