云计算讲座知识教学课件

1、秉虚为实，畅游云端云计算知识讲座第1页，共65页。2目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7、云平台架构及实现技术第2页，共65页。3IT不再重要第3页，共65页。4云计算：21世纪的全球化信息电厂西门子发明了可实用的发电机，商业化发电机开始应用到生产中 1860年代 1870年代 第一个城市中央电厂在芝加哥出现，并迅速得到了广泛的应用 1900年代 爱迪生发明了可实用的电灯，并同时开设社区电厂，电开始影响人类的生活集成电路计算机出现，计算机在商业中迅速普及得到了广泛应用1960年代 1970年代 Google、Amazon 等

2、开创了云计算的商业化应用， 实现了IT能力的远距离传输 2000年代 微型计算机出现，并在其后20年间开始影响人类的生活1890年代 1990年代 电的应用主宰了人类社会，各种电器出现，催生了史上最大的家用电器行业，人类社会开始有了现在的家庭生活 20世纪云计算的应用是否会主宰人类社会？人类社会将有怎样崭新的生活？ 21世纪电的历史IT的历史和中央电厂一样，云计算的核心是让计算服务和运营能力像电一样能够长距离传输，随需索取。 这将会对IT业以及每家公司的结构造成深刻变革。 100年来的故事或许将在未来重演 如果你理解了中央电厂的来由和它为人类社会带来的历史性变化，那么，你就会明白云计算将会开创

3、多么激动人心的未来。第4页，共65页。5云计算是信息技术发展的方向大型机时代1960年代 1980年代 2000年代 1990年代 微型机时代个人计算机变革将只在特定行业中应用的大型主机变成每个人都负担得起的个人电脑，大幅度提高了个人生产效率和企业效率。云计算变革将IT产业变为环保和节约的绿色产业；将IT基础设施转变为像水和煤气一样的社会公用基础设施；连接所有的电子产品形成具备无限容量和能力的设备；将信息渗透到社会每一个角落成为社会组织和个人的基本属性。技术云计算时代时间第5页，共65页。6云对IT行业的影响云计算促使IT行业的业务模式转向以服务为中心，IT行业的生态系统将以具有垄断地位的IT

4、运营商为核心进行重建；IT行业将面临重新洗牌！重构IT业务模式垄断IT运营商全新IT生态系统以产品运营为核心的业务模式将转变为以服务为核心的业务模式；卖设备、卖License的硬件和软件供应商将逐步边缘化，取而代之的是IT服务提供商在ICT融合的背景下，在新型云计算业务的冲击下，旧有的IT产业链分工模式将完全打破，将以IT运营商为核心，来建立IT产业的全新生态系统第6页，共65页。7云正在深刻的改变世界云作为IT产业的第三次的变革，不仅仅影响IT产业，也将对人类社会产生深远的影响，主要表现在如下方面：第7页，共65页。8$绿色计算打造新一代数据中心标准化及整合提升业务敏捷性，降低市场响应时间，

5、推动业务与技术创新改变IT支出的成本结构降低复杂度成为新的云服务提供商云计算驱动力第8页，共65页。9云计算的愿景1879, The dynamoCorporate DCIDC1882, Central power station第9页，共65页。10第10页，共65页。11目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7、云平台架构及实现技术第11页，共65页。12对云的不同理解Cloud第12页，共65页。13简单的类比 说您刚刚搬到一个新的城市，要找个地方住第13页，共65页。14您可以建一座房子或租一座房子第14页，共65页。1

6、5如果选择建一座房子，您必须作出一系列的抉择第15页，共65页。16一旦建成 您就要负责 维护 雇员 装饰设计师电工管道工物业费电费水费空调 清洁工人第16页，共65页。17假设您所在的城市提供这样一种房屋：一个拥有 大量 公寓单元的房屋 第17页，共65页。18每个单元可以 容易地 被转换成 2,3,4 或更多的单元第18页，共65页。19只需付出 租金对应使用功能！ 按需付费第19页，共65页。20云计算 NIST定义第20页，共65页。21云计算的定义云计算的服务模式云计算的外部特征云计算是一种基于网络的计算模式，通过网络将IT基础设施资源、软件与信息按需提供给用户使用。注1：云计算不是

7、一类计算机技术或网络技术，而是实现网格计算、效用计算、虚拟化技术、Web服务技术融合发展的模式；注2：云计算具有宽带接入、快速弹性、服务可测量、按需自服务、资源池化等特征。云计算的内部特征云计算服务的内部特征反映了云计算服务商的服务提供能力，包含人员、流程、资源和技术四个要素：人员要素包括人员管理、岗位结构以及人员技能；流程要素分为展现服务层、运维管理层和采集控制层三个层面；技术要素包括资源池化技术、计量技术、监控技术、调度技术和安全保障技术；资源要素分为计算资源、存储资源、网络资源和支撑环境。云计算的服务模式主要包括IaaS、PaaS和SaaS。三种模式自底向上提供不同层次的云计算服务，具有

8、层次关系，但上层服务不必构建于底层服务之上。按需服务：云计算服务应能够快速自动化地满足用户对服务功能、服务实例等服务交付内容的申请，变更，取消等操作，使用户的需求能够即时得到满足；弹性：云计算服务应具有快速伸缩的能力，用户可随时申请、释放和调整云计算服务资源的使用；网络依存性：云计算服务的使用者通过网络访问计算，存储资源以及各种服务； 可计量：云计算服务本身应具备将用户使用的计算、存储及其他特定功能的服务按照合理一致的标准进行细粒度地计量的能力。云计算服务的定义第21页，共65页。22 流程:展现服务层运维管理层采集控制层资源:计算资源存储资源网络资源支撑环境 技术:资源池化监控调度安全保障人

9、员:人员管理岗位结构人员技能云计算服务IaaSPaaSSaaS弹性按需服务网络依存性可计量云计算服务模型第22页，共65页。23目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7、云平台架构及实现技术第23页，共65页。24第24页，共65页。25Regional Data Center 1Regional Data Center 2Public CloudRegional Data Center 3Regional Data Center 4公有 External cloud Service ProviderData Center混合

10、External cloud Trusted cloudEnterprise Data CenterAutomationFirewall and securityPrivate Cloud私有 Internal cloud Data center agility云计算分类接受度混合混合混合第25页，共65页。26目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7、云平台架构及实现技术第26页，共65页。27云计算的技术演进路线第27页，共65页。28第28页，共65页。29传统基础架构Cloud IAASIAAS - INFRASTRUC

11、TURE as a service绝大多数是物理设施低利用率基础设施：IT人员 比例低少量自动化静态峰值容量部署很难支撑PAAS/SAAS物理设施及虚拟化设施中到高利用率基础设施：IT人员 比例高高度自动化平衡的动态部署支撑PAAS/SAAS维护困难便于维护第29页，共65页。30IAAS架构第30页，共65页。31示例：补丁安装 比较传统Cloud1物理服务器物理服务器(Host)虚拟服务器(Guest)2很难评估硬件影响高可用为主极少硬件关联硬件影响可评估3维护测试环境需要较多物理资源测试环境与生产环境不一致测试环境维护容易可与生产环境基本一致4通常备份系统状态及应用数据VM快照/系统状态

12、/应用数据5除数据库外，高可用设计不多，计划停机不可避免很容易实现高可用，避免或缩短计划停机时间6很容易出现意外宕机避免或减少意外宕机7人工检查为主可加强自动化检查8还原困难还原容易第31页，共65页。32架构私有云PaaS平台PaaS 资源 抽象服务，统一平台PaaS 服务自服务/管理门户软件平台开发组件平台Data ServicesOS + Development PlatformIdentity & Security ServicesCommon ServicesProvisioning &Management应用开发部门软件开发商PaaS管理者Integration ServicesA

13、pplication Services第32页，共65页。33私有云SaaS 服务公有云SaaS服务在线邮件在线杀毒在线CRM在线进销存在线HROACRM系统ERP系统邮件门户专业应用管理系统业务系统生产营运系统内容管理在线公有云SaaS服务示例私有云SaaS服务示例第33页，共65页。34第34页，共65页。35目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7、云平台架构及实现技术第35页，共65页。36第36页，共65页。37第37页，共65页。38第38页，共65页。39典型企业的云计算之路GoogleGoogle搜索之所以跑在云

14、计算上，是因为当初没钱用高性能计算机，无奈之下，用提高软件系统的分布式部署和调度能力，用MAP Reduse 来做流程执行，用分布式文件系统来构建，反倒成就了如今的云计算的优势，那就是支持很强的容灾，支持scability的规模提高，支持多并发用户的感受度，而最最关键的是，达到了每用户访问最低的运营成本。第39页，共65页。40典型企业的云计算之路Google第40页，共65页。41Advanced Innovations公司在2009年业务增长了83%的同时也面临IT系统扩容的挑战。而当其转向Amazon EC2时，IT系统能力迅速增强，从而支撑其业务的快速发展。部署一个Oracle DB只

15、需要23分钟，而所要做的就是按一些按钮Advanced Innovations CTO典型企业的云计算之路AmazonAamzon通过虚拟化将IT资源出租给其它公司（IaaS），使系统的利用率变得更高并产生利润。同时，也为小企业提供了与大企业竞争一样的最先进的IT平台。通过虚拟化将闲置运算、存储资源划分出租给其他公司，实现（IaaS）基础架构即服务第41页，共65页。42典型企业的云计算之路Amazon第42页，共65页。43典型企业的云计算之路Salesforce第43页，共65页。44目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7

16、、云平台架构及实现技术第44页，共65页。45云的部署：IaaS、PaaS和SaaS描述PC硬件资源（PowerPC、x86、ARM）操作系统Linux、Windows、UNIX开发环境C、C+、Java、Python、Perl等软件应用运行库（.Net、JRE）SaaSPaaSIaaSCloud共享资源第45页，共65页。46 虚拟化技术第46页，共65页。47虚拟化技术虚拟化技术主要为了解决如何让软件应用与底层硬件实现分离。例如X86的机器能够运行Mac OS系统以及应用。主要目的是为了让同一台物理服务器可以运行多个应用系统，从而提升物理服务器的利用率。例如上面的例子，原来每个机器的利用率

17、只有20%，但各自运行着Windows NT、Windows Server 2003以及Linux，通过虚拟化技术使得中间的服务器能够同时承载不同的OS，从而可以运行不同的应用，提升利用率（中间服务器利用率达到70%），降低能耗（两边的服务器可以关机）。并且可以实现不同应用的数据隔离。第47页，共65页。48虚拟化技术X第48页，共65页。49目录1、云计算介绍2、云计算定义3、云的分类4、云服务交付方式5、国内外云计算发展现状6、云计算技术解析7、云平台架构及实现技术第49页，共65页。50 根据现有技术及厂商产品相结合，从资源服务层、云管理平台层、服务界面层，以及运行维护层和安全管理层两个

18、辅助层，分析每层所涉及的技术，以及技术实现方式。 云平台架构介绍1、云平台整体框架服务界面运行维护层管理平台Systems Director、AIM、VCenter、Systems Center安全管理层存储Storage Foundation、SVC、USP、3PAR网络Nexus、VDX资源服务层基础设施ESXHyper-VXen服务器（X86）服务器（Unix）XVMPowerVMVSE第50页，共65页。51存储单元：静态存储字节数、存储I/O次数、I/O流量网络传输单元：网络地址个数，持续传输速度，峰值传输速度处理单元：每秒运算次数、内存容量、处理器（核）个数资源池存储资源池化将IB

19、M HP EMC HDS SUN物理存储以存储能力为指标构建存储单元网络资源池化将现有的网络架构以网络传输能力为指标构建网络传输单元计算资源池化将IBM HP SUN等UNIX主机整合成UNIX处理单元，将X86平台虚拟化成X86处理单元存储池网络池处理池资源服务层资源池化第51页，共65页。52服务器层寄宿虚拟化： 虚拟化管理程序作为应用运行在宿主操作系统上，利用宿主操作系统的功能来实现硬件资源的抽象和虚拟机的管理，实现较易，但性能较低。典型实现：VMware Workstation、Microsoft Virtual PC、SUN XVM和Microsoft Hyper-V 。原生虚拟化：

20、 虚拟化层管理程序直接安装在物理服务器上，不需要依赖宿主操作系统，虚拟机运行在虚拟化平台上，虚拟化平台提供指令集和设备接口，以提供对虚拟机的支持。具有较好的性能，但实现更为复杂，典型实现：Citrix Xen、VMware ESX Server和IBM PowerVM 。 资源服务层服务器虚拟化技术第52页，共65页。53存储层基于主机的存储虚拟化： 若干个独立的存储设备通过运行存储管理软件实现一个有机的虚拟存储设备整体，用户不需直接控制物理存储设备。典型实现：Symantec Storage Foundation。 优势一，可以使系统在存储空间调整过程中仍然保持在线状态，优势二，可以实现主机

21、上存储设备并行使用 。 缺点，运行时占用主机资源，影响系统运行效率、稳定性和安全性, 容易产生单点故障或安全攻击导致的资源不可用 资源服务层存储虚拟化技术第53页，共65页。54资源服务层存储虚拟化技术第54页，共65页。55。基于存储控制器的存储虚拟化： 在存储设备内部或存储子系统内部实现存储虚拟化，根据采用的方案不同，RAID、镜像、盘到盘的复制以及基于时间的快照都采用了此类虚拟化。通过虚拟化，虚拟磁带库、虚拟光盘库等都得以 在存储子系统中加以实现。与带内方式的存储虚拟化相似。典型实现：HDS USP和IBM Storwize v7000。 优势：在存储子系统上的虚拟可以将存储和主机独立起来，不会过多地占用主机的资源，可以使主机将其资源有效地运用在应用服务上。 缺点：对其后台所使用的具体硬件兼容性要求很高，在存储设备升级和扩容过程中需要受到某些限制。资源服务层存储虚拟化技术第55页，共65页。56资源服务层存储虚拟化技术总结存储虚拟化磁盘虚拟化块虚拟化磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化文件系统虚拟化文件/记录虚拟化基于主机的虚拟化基于网络的虚拟化基于存储控制器的存储虚拟化带内虚拟化带外虚拟化实现结果实现位置实现方式第56页，共65页。5