物联网技术与应用-第5章 物联网与云计算

物联网技术与应用第5章物联网与云计算2023/9/21目录5.1云计算概述5.1.1云计算起源5.1.2云计算的定义5.1.3云计算的类型5.1.4云计算与物联网5.2云计算系统组成及其技术5.2.1云计算系统组成5.2.2云计算系统的服务层次5.2.3云计算关键技术5.2.4云计算平台的体系架构5.2.5物联网与云计算结合方式5.2.6.云计算的关键特点5.3云计算商业服务模式5.4典型云计算系统简介5.4.1三朵云的典型代表5.4.2国外典型的云计算厂商5.4.3对比分析5.5Google云计算应用示例5.5.1Google文档应用示例5.5.2GoogleAppEngine应用示例2023/9/21云计算作为一种新兴的计算模式，已经得到了学术界、产业界的格外关注。面对越来越复杂的计算需求，云计算这一模式将会越来越多地推动企业商业模式的变革和发展。什么是云计算呢？简单地说，云计算是一种基于互联网的商业计算模型，它是分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)等技术的发展及商业实现。然而若要确切理解云计算的深刻内涵，并不是一件容易的事情。2023/9/21CloudComputing5.1云计算概述“云计算”不但是当前信息行业非常流行且十分时尚的一个词汇，而且是被广泛讨论的热点。从不同的角度对云计算概念的看法也各不相同:有人认为云计算就是一个以互联网为中心的软件；有人则认为云计算是一种基于Web的服务,以此实现虚拟化并创造出基于服务的业务模式；还有人直接将云计算作为用户友好的网络计算。究竟何谓云计算呢？云计算并不是凭空出现的，它由多种因素促成，具有一定的必然性。2023/9/21云计算就是“按需应变”的网络延伸，即厂商按照用户不断变化的需求提供相应的硬件、软件服务。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、网络技术等一些传统计算方法的融合体。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。其核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。云计算最典型的代表就是Google的搜索引擎。云计算涵义5.1.1云计算起源云计算的思想最早可以追溯到20世纪60年代,JohnMcCarthy曾经提到“计算迟早有一天会变成一种公用基础设施”,这就意味着计算能力可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样取用方便、费用低廉。近来，在互联网上开通了许多中文网站作为开放的云计算技术交流平台，为云计算爱好者提供云计算资讯信息，如：、中云网（）、中国云计算（）等。2023/9/21中国云计算网站首页大数据云基础设施云平台云应用云存储云安全2023/9/215.1.2云计算的定义1.云计算定义的不同描述关于云计算的一个比较准确地定义是：云计算是一种计算模式，它可以把IT资源、数据和应用以服务的方式通过网络提供给用户。2023/9/21由云计算的这个定义可知，云计算最大的特征是通过互联网进行传输的。从广义上讲，云计算是一种动态的易扩展的且通常是通过互联网提供虚拟化的资源计算方式。狭义地讲，云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网络被称为“云”。从最根本的意义来讲,云计算就是数据存储在云端,应用和服务也存储在云端,能够充分利用数据中心强大计算能力,实现用户业务系统的自适应性。2023/9/212.云计算的基本特征

（1）虚拟化（2）高可靠性、可用性和扩展性（3）按需服务（4）超大规模（5）高性价比2023/9/215.1.3云计算的类型

通过以上对云计算概念的讨论认识，可以按照部署方式和服务对象将云计算划分为公共云、私有云和混合云三大主要类型。云计算类型示意图2023/9/211.公共云

当云计算按其服务方式提供给公众用户时，称其为公共云。公共云是由第三方(供应商)提供的云计算服务。公共云尝试为用户提供无后顾之忧的各种各样的IT资源,无论是软件、应用程序基础结构,还是物理基础结构,云提供商都负责安装、管理、部署和维护。最终用户只要为其使用的资源付费即可,根本不存在利用率低这一问题。但是这要付出一些代价,这些服务通常根据“配置惯例”提供,即根据适应最常见使用的情形这一思想提供,如果资源由用户直接控制,则配置选项一般是这些资源的一个较小子集。2023/9/212.私有云私有云或称专属云，是指为企业内提供云服务（IT资源）的数据中心,这些云在商业企业和其它团体组织防火墙之内,由本企业管理，不对外开放。私有云可提供公共云所具有的许多功能。与传统的数据中心相比，主要不同点是：云数据中心可以支持动态灵活的基础设施，降低IT架构的复杂度，使各种IT资源得以整合、标准化；并且可以通过自动化部署提供策略驱动的服务水平管理，使IT资源更加容易地满足业务需求变化。相对公共云而言，私有云的用户完全拥有云中心的整个设施，比如中间件、服务器、网络和磁盘阵列等，可以控制哪些应用程序在哪里运行，并且可以决定允许哪些用户使用云计算服务。由于私有云的服务对象是企业内部员工，可以减少公共云中必须考虑的诸多限制，比如带宽、安全和法律法规的遵从性等问题。重要的是，通过用户范围控制和网络限制等手段，私有云可以提供更多的安全和私密等专属性的保证。2023/9/213.混合云混合云是公共云和私有云的混合,这类云一般由企业创建,而管理职责由企业和公共云提供商共同负责。混合云利用既在公共空间又在私有空间中的服务，用户可以通过一种可控的方式部分拥有或部分与他人共享。当公司需要既是公共云又是私有云服务时,选择混合云比较合适,从这个意义上说,企业、机构可以列出服务目标和需要,然后相应地从公共或私有云中获取。结构完好的混合云可以为安全、至关重要的流程(如接收客户资金支付)以及辅助业务流程(如员工工资单流程)等提供服务。2023/9/215.1.4云计算与物联网1.云计算是物联网发展的基石构建智慧地球，将物联网和互联网进行融合，显然不是简单的将实物与互联网进行连接，而是需要进行更高层次的整合，需要更透彻的感知、更全面的互联互通，更深入的智能化。2.云计算面临的挑战（1）标准化问题（2）数据安全性问题（3）产业链的成熟性问题2023/9/21

物联网特点云计算特点物联网发展被正式列入国家发展战略。中国物联网应用基础已初步形成。物联网产业联盟迅速出现，从业人员增加。物联网标准制定工作引起各方注意。物联网核心技术突破仍是难题。物联网发展仍处于初期阶段。云计算为用户提供最可靠，最安全的数据存储中心。云计算对用户端设备要求最低，使用方便。云计算可以实现不同用户设备间都数据与应用共享。云计算为用户使用网络提供来无限多都可能。物联网发展趋势物理世界感知是物联网建设的基础。大量独立建设的单一物联网应用是物联网建设的起点与基本元素。众多单一物联网应用的深度互联和跨域协作是物联网建设的目标。云计算发展趋势现阶段价值初步体现典型应用5-10年后价值体现行业云应用局部自动互联愿景广泛互联跨域合作泛在共享物联网与云计算关系物联网与云计算的结合应用势在必行。物联网的大规模发展离不开云计算平台的支撑，而云计算平台的完善与大规模的应用需要物联网的发展为其提供最大的用户。基于云计算的物联网安全研究将为物联网与云计算的发展提供最可靠的保障，也是物联网与云计算蓬勃发展的必要条件。5.2云计算系统组成及其技术

5.2.1云计算系统组成云计算系统组成2023/9/215.2.2云计算系统的服务层次

2023/9/215.2.3云计算关键技术

编程模型海量数据分布存储技术海量数据管理技术虚拟化技术云计算平台管理技术2023/9/21云基础设施5.2.4云计算平台的体系架构云平台云应用云平台是物联网运营平台的核心，实现了网络节点的配置和控制、信息的采集和计算功能，对海量数据的分析处理，以满足大数据量且实时性要求非常高的数据处理要求。云基础设施通过物理资源虚拟化技术，使得平台上运行的不同行业应用以及同一行业应用的不同客户间的资源（存储、CPU等）实现共享。云应用作为物联网运营平台的一部分，实现行业应用的业务流程，在技术上通过应用虚拟化技术，实现多租户，让一个物联网行业应用的多个不同租户共享存储、计算能力等资源。5.2.5物联网与云计算结合方式1.单中心，多终端这种方式的云中心大部分由私有云构成，可提供统一的界面，具备海量存储能力与分级管理功能。VAE基于NGIN平台IMSMobileNetwork网关管端物联网互联网通信网政府交通金融政府企业大企业云中小企业云城市数据中心云eCityIDC传感器及传感网络2.多中心，大量终端这种方式的云中心由共有云和私有云构成，并且二者可以实现互联。

3.信息应用分层处理，海量终端这种方式的云中心同样由共有云和私有云构成，它的特点是用户的范围广、信息及数据种类多、安全性能高。

结合了分布式处理、并行处理和网格计算的优势。云计算技术将存储在分布式计算机产品中的大量数据和处理器资源整合在一起协同工作，使相关的计算分布在大量的分布式计算机上。超强的计算能力。通过一定的协调调度策略，云计算模式可以通过数万乃至百万的普通计算机之间的联合来提供超强的、可以与超级计算机相抗衡的计算能力。5.2.6.云计算的关键特点5.3云计算商业服务模式SaaS(Software-as-a-Service):软件即服务PaaS(Platform-as-a-Service):平台即服务IaaS(InfrastructureasaService):基础设施即服务MSP(ManagingSuccessfulProgramme)SaaS(Software-as-a-Service)：软件即服务SaaS给用户带来的优势:拿来即用、无须维护、按需使用、随处可用、风险减小、成本降低、先天防毒、低配置也可用大软件SaaS给软件运营商带来的优势:节约销售成本、节约维护成本、稳健的经营模式SaaS的缺点:依赖互联网、数据安全性、数据保密性、SaaS的成功案例:Salesforce公司的CRM（客户关系管理）、Google的搜索引擎和Gmail、IBM的“蓝云”、Alisoft的AEP平台等一系列SaaS软件PaaS（Platform-as-a-Service）：平台即服务PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。IaaS(InfrastructureasaService)基础设施即服务IaaS主要提供虚拟机IaaS分为两种用法：公共的和私有的。AmazonEC2在基础设施云中使用公共服务器池。更加私有化的服务会使用企业内部数据中心的一组公用或私有服务器池。Ia