12、云计算(培训版)

1云计算本质及中国电信对策2011年9月2提纲云计算概念篇云计算技术篇云计算应用篇云计算安全篇云计算策略篇云计算发展篇3提纲：云计算概念篇云计算概念云计算特点云计算价值云计算现状4云计算的由来“云”的由来发明者：Google工程师，比希利亚，27岁出发点：推广Google超级强大的计算资源，招贤纳士结果：蜂拥而至，名噪一时，被视为“云”的起源成功的原因超级强大的计算资源超级简单的使用方式5什么是云计算：核心的理念云计算提供的是信息服务，信息系统一般有两部分人机交互信息处理云的理念将信息处理也即所谓计算集中到网络侧实现用户电脑仅承担基本的人机交互功能，网络构成IO连线6什么是云计算：丰富后的内容更多出于商业宣传的需要，云的概念和服务很快被大大拓展PaaS－平台环境服务存储服务网络服务开发与运行环境计算服务各类开放服务能力SaaS－应用软件服务办公应用信息化应用通讯应用互联网应用数据库低成本、大规模、高效率提供IT基础设施高效数据处理能力，平台架构统一、能力开放，引入外部开发力量，形成新型生态环境增强业务性能，降低业务提供成本，降低终端要求IaaS－基础设施服务硬件操作系统软件逻辑界面不断增值7IT运营成为可能IT、CT互相渗透互联网云计算特点：将各信息孤岛汇集成庞大的内容网络意义：极大提高人类沟通、共享和协作效率特点：将昂贵的大型计算机变成个人可负担的电脑意义：极大提高工作效率90年代中期－20世纪从现在开始云计算是继PC、互联网之后的第三次IT变革个人计算机80年底中期－90年代特点：改变人们获取IT、软件能力的模式，降低信息化门槛（资金、技术、时间……），使IT成为象水电一样的社会公共基础设施意义：信息化成为社会、个人基本属性8云计算特点以服务为提供方式以按需服务的方式根据不同用户的个性化需求推出多层次的服务基于网络构建的云计算可以快速灵活适应用户不断变化的需要，同时通过网络冗余机制实现高可靠性高伸缩高可靠性云计算模式通过物理资源复用，按需购买等方式实现高性价比高性价比底层资源（计算/存储/网络资源等）对用户透明，用户无需了解资源具体实现和地理分布等细节资源透明化云计算的整体架构是建立在由多台计算机或其它硬件设备构成的网络环境中以网络为中心9云计算的价值•随时随地可以工作，可以娱乐，可以协作更方便的应用体验•使用者就是使用者，IT的维护交由专业的团队维护更专业的社会分工•资源的使用有突发性，往往并不持续，云带来更高的计算资源复用效率更高效的资源使用在错综复杂的云炒作背后，确有能够推动社会信息化发展的核心价值10云计算价值企业传统IT建设模式云建设模式管理维护电：从购买发电设备到购买电力服务发电机现代发电厂信息：从购买软硬件到购买信息服务信息服务提供商计算软件存储业务体验：计算和存储从局域网向互联/专网迁移，软件从终端向云端迁移。网络按需购买，即买即用，建设周期大大缩短。运营商管理人员专人维护，运营商级可靠性保证，降低维护成本。企业客户需求：自建数据中心成本高，涉及资金申请、立项、投标、测试选型、安装部署及维护，部署周期冗长应用系统多样，维护大量服务器，运维效率低互联网企业（尤其是网游）对未来业务量不确定，导致突发需求大量服务器或闲置大量服务器投资大，周期长建设规划复杂，需专业设计人员扩容周期长业务系统容灾备份难软硬件设备升级维护难自建数据中心管理维护11云计算产业规模Gartner评估：云计算继续排名2011年10大战略技术首位Gartner预测：到2012年，80%的财富1000强企业将会应用云计算服务IDC报告：在未来3年里，中国云计算市场复合增长率将达到45%，在2012年达到75亿美元ForresterResearch报告：2011年全球云计算市场规模407亿美元，2020年增至2410亿美元排名2011年2010年2009年1云计算云计算虚拟化2移动应用和媒体平板高级分析云计算3下一代分析技术社交交流和协作客户端计算计算架构4社交分析绿色IT面向互联网架构5社交传播和合作新式数据中心企业级聚合6视频社交计算专业化系统7情景感知计算安全—行为监控社交计算8普适计算闪存统一通信9存储级内存虚拟化商业智能10基于结构的基础设施和电脑移动应用绿色IT12国外发达国家云计算发展情况美国日本韩国颁布“25点计划”白皮书，明确云计算国家战略，占据全球60%云计算市场份额.美国政府带头转向使用云服务。其中美国总务管理局(GSA)为首个使用基于云的电子邮件服务计划2011年设立云计算特区，投资5.37亿美元，目前总体市场规模占全球10%在2014年之前向云计算领域投资6146亿韩元（36亿人民币）全球市场占有率提高至10%13云计算产业早起步、快发展、上规模，迫在眉睫北京济南南京上海杭州长沙深圳重庆天津石家庄郑州青岛合肥成都广州武汉西安昆明北京“祥云”工程•北京市已经制定了云计算战略发展规划，力争到2015年形成500亿产业规模，成为世界级的云计算产业基地深圳云计算•“十二五”期间建设智慧深圳，建设华南云计算中心，打造云计算产业链，力争到2015年，培育10家年营业收入超亿元的云计算企业，带动信息服务业创收超过1000亿上海云计算•上海市发布“云海计划”，致力打造“亚太云计算中心”，培育十家年经营收入超亿元的云计算企业，带动信息服务业新增经营收入千亿杭州云计算无锡云计算•无锡市在2008年开始建设云计算中心。与其它试点城市提出的专业云建设不一样，无锡提出了“城市云”构想•杭州联合电信运营商，建设城市云计算中心；2009年，微软中国首个云计算中心落户杭州无锡中国政府已将云计算纳入十二五战略规划胡锦涛总书记在两院院士大会上的讲话指出：“互联网、云计算、物联网、知识服务、智能服务的快速发展为个性化制造和服务创新提供了有力工具和环境”十二五规划纲要：新一代信息技术产业中重点发展云计算等十大领域。云计算被纳入“十二五”战略性新兴产业之一，北京等五城市抢跑云计算产业1414云计算市场正处于被用户接受的早期阶段很多客户仍不清楚利用云或者实施云到底意味着什么数据治理、隐私、安全和成本是用户选择云计算的主要障碍未来两到三年内云计算市场将迅速扩大截至2012,财富1000强企业中80%将会使用云计算服务*2013年云计算市场规模预计将达到1501亿美金*两年内，更多的中国大企业将开始尝试使用云计算或进行云计算试验与验证＊＊Gartner:2010HypeCycle云计算获得越来越多的关注Accenture:China’sPragmaticPathtoCloudComputing2010使用云计算不使用云计算现在两年内云计算进入相对理性阶段15提纲：云计算技术篇云计算虚拟化技术云计算分布式技术16云计算核心技术概要两大核心技术把一台机器虚拟成多台机器把多台机器虚拟成一台机器技术推动因素很多应用独占一台机器浪费严重大型系统需要一台超级计算机其他技术元素主要是Web技术的一些发展一分多（Vmware)多合一（Google）虚拟化分布式17虚拟化篇－虚拟化解决的问题物理机性能日益提高CPU、内存仍快速发展多用户共享物力资源差安全隔离要求使得一台主机往往被一个用户独享，浪费严重安装迁移维护不够灵活操作系统安装、打包不够灵活，缺少虚拟机技术的动态迁移、硬件无关等特性18虚拟化篇-主流的虚拟化服务服务器虚拟化把一台物理计算机虚拟化成一台或多台虚拟计算机虚拟机间通过虚拟机监控器（VMM，VirtualMachineMonitor）共享CPU、内存、硬盘等物理资源虚拟机是对物理机的隔离复制，要求同质、高效和资源受控存储虚拟化在物理存储系统和服务器之间增加一个虚拟层，把物理存储虚拟化成逻辑存储，使用者访问逻辑存储整合不同类型的存储系统网络虚拟化分割：将物理网络分割成多个不同的逻辑网络，使得不同应用相互隔离，VLAN、MPLS-VPN、Multi-VRF整合：整合网络节点虚拟化出一台逻辑设备，简化网络架构19虚拟化篇－服务器虚拟技术原理指令拦截虚拟机平台优先加载，取得对CPU、内存、IO的控制权限，客户操作系统的指令由虚拟机平台读取指令翻译虚拟机平台截取指令后，对指令进行必要翻译，包括地址转换内存映射虚拟机平台需要维护大量内存影射表，纪录每个客户操作系统的内存空间I/O映射虚拟机平台需要虚拟多个IO设备，避免产生IO冲突多机调度虚拟机平台需要将物理资源分配，实现公平、高效使用资源20虚拟化篇－热迁移镜像文件物理位置保持不变，挂载到新的VMM内存数据被打包，通过网络快速迁移到新的VMMVM的配制如IP地址、域名保持不变，中断影响小VM镜像文件VM配制文件VM镜像文件VM配制文件VM1VMM操作系统镜像VM2VMM内存影射表VM1VM2VMM内存影射表物理机物理机共享存储21虚拟化篇-主流的虚拟化产品VMWare商用软件；Windows,Linux更可靠的稳定性和售后服务微软Hyper-VWindows2008思杰XenServer基于开源软件；Netbsd,Linux,Solaris优势：桌面虚拟化RedhatKVMLinux22分布式篇－分布式解决的问题分布式问题由来已久，把多台机器合并成一台机器是梦寐以求的目标编写程序，需要考虑任务怎么分解，怎么汇总结果分发程序，需要把程序拷贝到不同的机器上，逐一启动程序收集结果，需要把每部分程序的结果收集起来，并进行汇总显示结果，需要通过统一的界面把结果输出给用户自动分发程序自动启动程序自动收集结果.java.java.java.java.java.java.java.java虚拟超级计算机23分布式篇—云计算带来了什么分布式计算是由来已久的问题传统方法：传统分布式系统试图解决任何CPU访问任何数据云方法：数据就近处理，尽量减少数据在不同主机之间的迁移CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘中间件承担多机之间的“总线”结束输入开发者必须将程序逻辑转换成分布式平台的逻辑CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘CPU内存硬盘高速网络承担多机之间的“总线”结束输入MapMapMapMapReduce应用逻辑转换逻辑分布执行24分布式篇—分布式文件系统分布式文件系统为提供海量存储空间提供了极大的便利，文件大小不再受单台服务器磁盘限制NameNode负责文件目录管理DataNode负责真实的数据存储25分布式篇——分布式数据库数据库关系模型不再是PaaS解决的问题，海量存储与快速访问是核心26分布式篇——主流技术Google数据中心核心组件GPS(GoogleFileSystem)分布式文件系统；MapReduce:分布式编程模型–它实现了两个功能：Map把一个函数应用于集合中的所有成员，然后返回一个基于这个处理的结果集。而Reduce是把从两个或更多个Map中，通过多个线程，进程或者独立系统并行执行处理的结果集进行分类和归纳。Map()和Reduce()两个函数可能会并行运行，即使不是在同一的系统的同一时刻。BigTable分布式数据库Hadoop：一个分布式系统基础架构，由Apache基金会开发HFDS、MapReduce、HBaseAmazon：Dynamo分布式存储引擎；微软：Dryad，DryadLINQ27提纲：云计算应用篇Google搜索引擎GoogleAppEngineAmazonEC2云存储Dropbox28互联网最流行的应用互联网依旧是创造年轻巨富神话的舞台，大部分服务都以云模式提供830亿10亿40亿400亿2000亿460亿29云计算在大型互联网公司中的典型应用解决海量数据的存储和处理问题Facebook部署了两千多个CPU的服务器集