云计算基础第1章

主讲人：刘鹏《云计算》课件云计算技术概述云计算概念与发展现状1典型云计算技术方案2云计算的优势分析3提纲我们有一个梦…网格计算在动态变化、由多个机构组成的虚拟组织中协调资源共享和求解问题。SETI(searchforextra-TerrestrialIntelli-gence)，即“寻找外星人计划”寻找外星人计划弗兰克·德雷克电脑屏保程序不使用电脑时，电脑屏保状态就会自动对某一段信号进行一小部分运算。虽然几分钟的屏保时间对运算的帮助非常有限，但全世界各地的热心人士和数以万计的电脑共同享有的几分钟，将会产生令人惊讶的、堪比亿次计算机运算的效率。就拿GRID的始祖、“寻找外星人计划”来说，自从使用了这种网格运算的方法之后，疑似外星文明电波的发现频率大大提高了。250sites48countries50,000CPUs20PetaBytes10,000users150VOs150,000jobs/day欧洲EGEEArcheologyAstronomyAstrophysicsCivilProtectionComp.ChemistryEarthSciencesFinanceFusionGeophysicsHighEnergyPhysicsLifeSciencesMultimediaMaterialSciences…网格应用：虚拟天文台ChandraHubbleMMTSub-mmarrayVLAAntarticasub-mmMagellan6.5mWhippleg-raySIRTFOakRidge1.2mCOLAMOST虚拟天文台将彻底改变人们对天文学研究工作的看法：将来不会再有天文学家在黑暗中用手调节望远镜，天文学家要取得数据只需要打开电脑、登录网站、输入几个参数、点几下鼠标即可。网格计算实现跨组织跨平台异构资源的共享云计算突飞猛进CloudComputing大气“云”、星系“云”亚马逊弹性计算“云”EC2将闲置资源出租利用“云”计算的核心思想计算、服务在“云”端“云”计算命名的猜想“云”的规模较大“云”具有可伸缩性“云”的边界模糊“云”飘忽不定，无法确定具体位置12一个女人的梦：《谷歌关于云计算的文案》克里斯托夫。比希利亚：谷歌云的负责人。云计算的定义云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。云计算本质上是计算池云计算的概念模型云计算的类别将基础设施作为服务IaaS(InfrastructureasaService)将平台作为服务PaaS(PlatformasaService)将软件作为服务SaaS(SoftwareasaService)如：GoogleAppEngineMicrosoftWindowsAzure如：SalesforceonlineCRM如：AmazonEC2/S3专用通用云计算发展现状•Amazon研发了弹性计算云EC2（ElasticComputingCloud）和简单存储服务S3（SimpleStorageService）为企业提供计算和存储服务。•诞生两年时间，Amazon上的注册开发人员就多达44万人，其中包括为数众多的企业级用户。云计算发展现状•Google搜索引擎建立在分布在30多个站点、超过200万台服务器构成的云计算设施的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。•Google的一系列成功应用，包括Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。•目前，Google已经允许第三方在Google的云计算中通过GoogleAppEngine运行大型并行应用程序。•Hadoop模仿了Google的实现机制。Google在线文档Google云计算应用场景20Google地图Google云计算应用场景21Google邮件Google云计算应用场景22目前的太空，早已是卫星满天飞。民用卫星分辩率：几米军用卫星分辩率：0.05米（美国的军用间谍卫星）Google在中国遭封杀美国利用GOOGLE地图开发了不少交通、旅游、房屋销售、出租、甚至犯罪率分布等等五花八门的用途的产品Google日历Google云计算应用场景25使用Google日历，您可从一个地方轻松掌控生活中的各种重要事项–生日、聚会、棒球赛、医生预约等等。使用Google日历，您可轻松添加活动和邀请，与亲朋好友共享（或仅供自己使用），在网络上搜索自己感兴趣的活动。管理各种事项和活动，简单又方便。GoogleWave信息分享、协作、发布平台Google云计算应用场景26云计算发展现状•IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。•IBM正在与17个欧洲组织合作开展名为RESERVOIR云计算项目，以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。欧盟提供了1.7亿欧元作为部分资金。•2008年8月，IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。2020/2/528学术合作与佐治亚理工大学及俄亥俄州立大学展开合作与美国国家自然科学基金会合作客户案例IBM云计算中心IBM产品和服务建立合作关系蓝云解决方案20072009南非中国爱尔兰日本美国蓝云6＋1解决方案动态基础设施越南韩国越南巴西印度业务连续性服务与美国6所著名大学合作面向云计算的数据保护服务爱尔兰荷兰中国2008巴西南非云计算专家委员会云计算发展现状•微软于2008年10月推出了WindowsAzure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后，微软的又一次颠覆性转型。•Azure的底层是微软全球基础服务系统，由遍布全球的第四代数据中心构成。目前，微软已经配置了220个集装箱式数据中心，包括44万台服务器。微软教育“云”平台目标家长学生老师领导资源共享平台家学校网格计算与云计算的比较网格计算•异构资源•不同机构•虚拟组织•科学计算为主•高性能计算机•紧耦合问题•免费•标准化•科学界云计算•同构资源•单一机构•虚拟机•数据处理为主•服务器/PC•松耦合问题•按量计费•尚无标准•商业社会云计算物联网3G三网融合移动互联网云计算发展环境3G将为云计算带来数以亿计的宽带移动用户。用户的终端计算能力和存储空间有限，却有很强的联网能力，对云计算有着天然的需求云计算能够给3G用户提供更好的用户体验。云计算有强大的计算能力、接近无限的存储空间，并支撑各种各样的软件和信息服务，能够为3G用户提供前所未有的服务体验3G与云计算是互相依存、互相促进的关系物联网与云计算是交互辉映的关系从量上看，物联网采集惊人的数据需要通过无线传感网、宽带互联网向某些存储和处理设施汇聚，而使用云计算来承载这些具有非常显著的性价比优势；从质上看，使用云计算设施对这些数据进行处理、分析、挖掘，可以更加迅速、准确、智能地对物理世界进行管理和控制物联网将成为云计算最大的用户，将为云计算取得更大商业成功奠定基石设想你在5月的某个阳光明媚的早晨起床，开始为参观世博会做准备。出门前你应该会清点自己要带的东西————钱包、相机、公交卡，以及手机。怎么没有世博门票？不用担心，门票装在手机里了,现在钱包，相机，公交卡都不用带了，都全部装在手机里了。移动互联网和云计算是相辅相成的通过云计算技术，软硬件获得空前的集约化应用移动互联网时代来临，对用户来讲，最好的体验是淡化有线和无线的概念。云计算有望突破各种终端，显示的内容、应用都能保持一致性和同步性云计算对于云和端两侧都具有传统模式不可比拟的优势三网融合为云计算提供切实的应用机会云计算技术使得一些从事传统行业的企业也能搭上三网融合和下一代广电网的快车云计算在三网融合及下一代广电网中的应用，涉及数据存储、数据计算、数据再处理、软件开发、数据传输、网络协同等多个方面三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。云计算概念与发展现状1典型云计算技术方案2云计算的优势分析3提纲Amazon云计算1GB数据存放1个月为0.15美元简单存储服务S3（SimpleStorageService）桶操作API:CreateBucketDeleteBucketListBucket对象操作API:PutObjectGetObjectDeleteObjectGetObjectAccessControlPolicySetObjectAccessControlPolicyAmazon云计算弹性计算云EC2（ElasticComputingCloud）每个服务器租用1小时为0.1美元映像操作API:RegisterImageDescribeImagesDeregisterImage运行实例操作API:RunInstancesDescribeInstancesTerminateInstancesGetConsoleOutputRebootInstances应用案例：SmugMug公司应用案例：纽约时报•使用亚马逊云计算服务在不到24个小时的时间里处理了1100万篇文章(1851~1922年所有的文章）•累计花费240美元（24小时）•如果用自己的服务器，需要数月和多得多的费用Google云计算WindowsLive云计算实现机制开源云计算系统开源云计算系统对应的商用云计算系统HadoopHDFSGoogleGFSHadoopMapReduceGoogleMapReduceHadoopHBaseGoogleBigtableHadoopZooKeeperGoogleChubbyEucalyptus、EnomalyECP、NimbusAmazonEC2EucalyptusAmazonS3SectorandSphere无直接对应系统abiquo无直接对应系统MongoDB无直接对应系统云计算概念与发展现状1典型云计算技术方案2云计算的优势分析3提纲网格计算与云计算的比较网格计算•异构资源•不同机构•虚拟组织•科学计算为主•高性能计算机•紧耦合问题•免费•标准化•科学界云计算•同构资源•单一机构•虚拟机•数据处理为主•服务器/PC•松耦合问题•按量计费•尚无标准•商业社会云计算的优势分析企业ＩＴ开销发展趋势云计算的压倒性成本优势从96年到2010年，全球IT开销中的硬件开销基本持平，但能耗和管理成本上升非常迅速数据中心的规模经济性项目中型数据中心成本特大型数据中心成本比率网络$95每Mb/秒/月$13每Mb/秒/月7.1存储$2.20每GB/月$0.40每GB/月5.7管理每个管理员约管理140个服务器每个管理员管理1000个服务器以上7.1不同地区电力价格价格地点可能的定价原因3.6美分爱达荷州水力发电，没有长途输送10.0美分加州电力在电网上长途输送，湾区的输送线有限，加州不允许煤电18.0美分夏威夷发电的能源需要海运到岛上（千瓦/小时）案例Google的数据中心：人烟稀少、气候寒冷、水电资源丰富电价、散热成本、场地成本、人力成本传输光子比传输电子要容易得多。（光纤无衰减）“信息时代核电站”—Google数据中心梦想抑或噩梦？云计算•提供弹性的服务，超大资源池中动态分配和释放资源•资源利用率达到80%左右，是传统模式5～7倍云计算的经济性更低的硬件成本更低廉的电价更低的管理费用更高的利用率（从10-15%到80%）云计算将计算变成了大众用得上和用得起的“水和电”古老的预言重新接近正确ThomasWatson1943“我认为全球大概只需要五台计算机就够了”BillGates“640KB内存应该对任何人都够用了。”？云计算的特点超大规模虚拟化高可靠性通用性高可扩展性按需服务极其廉价云计算面临的挑战对未来的9个预测(1)1年内高端服务器和高端