云计算与应用-北大

云计算与应用莫同[e-mail]个人简介Name:莫同WorkUnit:北京大学软件与微电子学院电子服务系Phone:[phone]Mobile:[phone]Fax:[phone]E-mail:[e-mail]参考资料•参考书•其他参考资料：网络资源知识体系•基本概念、发展历史、典型应用、优势、产生动因云计算概论•基本架构、基础设施层、平台层、服务层云架构•虚拟化、GFS、MapReduce、Chubby、Bigtable、等等云计算关键技术•IBM、Google、Amazon、Microsoft、Salesforce云计算业界动态•Hadoop、Eucalyptus开源云计算平台•云计算研究热点、主流云计算对比、应用发展方向总结与展望课程安排•第一讲云计算概论•第二讲云架构•第三讲云计算关键技术一•第四讲云计算关键技术二•第五讲云计算业界动态一•第六讲云计算业界动态二•第七讲开源云计算平台•第八讲云计算的发展与未来•实验背景知识•编程语言•数据库•数据结构•操作系统•计算机网络•分布式•SOA课程建设方案•课程基本信息：–名称：云计算技术与应用–面向对象：研究生、高年级本科生–课程类别：专业课（专业必修课）–教学方法：课堂授课+上机实验–学时：48学时（32学时课程+16学时实验）–成绩评估：课堂作业20%+实验30%+考试50%第一讲云计算概论莫同[e-mail]内容提要云计算的概念云计算的发展历程典型应用云计算的优势云计算的动因内容提要云计算的概念云计算的发展历程典型应用云计算的优势云计算的动因云计算的概念•什么是云？“云”的规模较大“云”具有可伸缩性“云”的边界模糊“云”飘忽不定，无法确定具体位置云计算的概念•起源：人们在绘制互联网示意图时，习惯用一朵云来表示互联网。•技术概念vs象形概念Internet云计算的概念•起初，人们更加关心服务器端和客户端，网络转发过程对用户透明，网络被抽象成一朵云•随着互联网发展，接入设备种类增多，网络的作用除了接入、路由，还包括计算、存储、服务等元素，云变得充实、具体化、复杂。计算存储服务云计算的概念•云计算是一种能够将动态伸缩的虚拟化资源通过互联网以服务的方式提供给用户的计算模式。-wiki•XaaS+pay-as-you-gocomputing-Google•云计算是一种共享的网络交付信息服务的模式，云服务的使用者看到的只有服务本身，而不用关心相关基础设施的具体实现。-IBM云计算的概念范畴仍在探索中尚无统一明确的定义一种新的资源提供模式云计算的概念•云计算的特征•通过互联网以服务方式获得•资源不仅包括处理器机时、网络带宽等物理范畴，还包括软件平台、Web服务和应用程序等•传统自给自足的IT模式-网络化分工专业、协同配合模式•将IT交由他人管理硬件和软件都是资源•按需分配，需要多少使用多少•取之不尽用之不竭•避免无谓的浪费资源可以根据需要进行动态扩展与配置云计算的概念•云计算的特征•计算密集型需要并行计算提高效率•地域上的分布式•合作共享机制•实现机制对用户不可见物理上分布式共享，逻辑上以单一整体呈现•租用式，用多少交多少钱•只负责使用，无需管理按用计费、无需管理云计算的概念•云计算的分类•为用户提供底层的、接近于直接操作硬件资源的服务接口•用户直接通过接口获取计算和存储能力，几乎没有逻辑限制•仅提供计算和存储等基础功能，应用的实现需用户自行完成基础设施云•为用户提供应用的托管平台•应用的开发和部署需遵守平台的规则和限制，如语言、编程框架、数据存储模型等平台云•避免无谓的浪费应用云云计算的概念•服务类型：基础设施云、平台云、应用云•服务方式：公有云、私有云、混合云分类服务类型灵活性难易程度基础设施云接近原始的计算存储能力高难平台云应用的托管环境中中应用云特定功能的应用低易内容提要云计算的概念云计算的发展历程典型应用云计算的优势云计算的动因云计算的发展历程SuperComputer云计算的发展历程集群计算ClusterComputing将一组松散的计算机硬件通过软件集成、连接起来，紧密的协作完成计算工作PVM、MPI1960~相对于超级电脑有较高的性价比SuperComputer云计算的发展历程ClusterComputingSuperComputer分布式计算•把需要进行大量计算的工程数据分割成小块，由多台计算机分别计算，然后上传计算结果，将结果统一合并得出最终结果。•Remoteprocedurecalls(RPC)DistributedComputing云计算的发展历程ClusterComputingSuperComputerDistributedComputing网格计算将大量异构计算机的未用资源（CPU时间和磁盘空间）作为嵌入在分布式系统基础设施中的一个虚拟的计算机集群，为解决大规模的计算问题提供一个模型。Globus1990~GridComputing云计算的发展历程ClusterComputingSuperComputerDistributedComputingGridComputing效用（公用）计算提倡一种理想化的企业信息架构，让IT服务模仿公共服务的方式进行，如水、电力、煤气的供应方式，“用多少付多少”以及“随需即用”FromIBM,UtilityComputing云计算的发展历程ClusterComputingSuperComputerDistributedComputingGridComputingUtilityComputing云计算CloudComputing通过网络将庞大的运算处理程序自动拆分成若干个较小的子程序，再交给多个服务器所组成的庞大系统经过搜索、运算分析后讲处理结果返回给用户云---网络Google：GFS、MapReduce及BigTable云计算的发展历程GoogleAmazonIBMMicrosoft…云计算的发展历程•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。云计算的发展历程GoogleCloudInfrastructureSchedulerChubbyGFSmasterNodeNodeNode…UserApplicationSchedulerslaveGFSchunkserverLinuxNodeMapReduceJobBigTableServer云计算的发展历程•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。云计算的发展历程S3EBSEC2EBSEC2EBSEC2EBSEC2SimpleDBSQSUserDeveloperSQS:SimpleQueueServiceEC2:RunningInstanceofVirtualMachinesEBS:ElasticBlockService,ProvidingtheBlockInterface,StoringVirtualMachineImagesS3:SimpleStorageService,SOAP,ObjectInterfaceSimpleDB:SimplifiedDatabase云计算的发展历程•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。云计算的发展历程DeveloperMonitoringApplicationServerProvisioningManagerUserOpenSourceLinuxwithXenTivoliMonitoringAgent……云计算的发展历程•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。云计算的发展历程Azure™ServicesPlatform云计算的发展历程IaaSInfrastructureasaServicePaaSPlatformasaServiceSaaSSoftwareasaService专用通用云计算的发展历程架构即服务•提供了核心计算资源和网络架构的服务•infrastructurestack:–操作系统访问–防火墙–路由–负载平衡IaaS云计算的发展历程IaaSExamples•Flexiscale•AWS:EC2(AmazonElasticComputeCloud)云计算的发展历程IaaS平台即服务•提供平台给系统管理员和开发人员，以为它构建、测试及部署定制应用程序•降低管理系统的成本•Popularservices–Storage–Database–ScalabilityPaaS云计算的发展历程IaaSPaaSExamples•GoogleAppEngine•AWS:S3(SimpleStorageService)•MicrosoftAzure云计算的发展历程IaaSPaaS软件即服务•通过Internet提供软件的模式，用户向提供商租用基于Web的软件来管理企业经营活动，且无需对软件进行维护，服务提供商会全权管理和维护软件SaaS云计算的发展历程IaaSPaaSSaaSExamples•GoogleDocs•CRM•FinancialPlanning•HumanResources•Wordprocessing•Salesforce.com内容提要云计算的概念云计算的发展历程典型应用云计算的优势云计算的动因典型应用•案例一：–美国国家档案馆公布1993-2001年希拉里作为第一夫人期间的白宫日程档案–低质量的PDF需要被转换成可检索的文件格式–华盛顿邮报现有的计算能力转换1页要30min–新闻时效性–AmazonEC2在9小时内提供了1407小时的虚拟服务器机时，将全部档案转换完毕–只需支付144.62美元典型应用•案例二：–Giftag是与好友分享购物清单的Web2.0应用–以插件形式安装在浏览器上–一经推出便广泛流行，服务器不堪重负–迁移到GoogleAppEngine平台–通过GAE可伸缩的计算性能来响应用户请求–实现初创应用向稳定、持续增长的服务过渡典型应用•案例三：–哈根达斯需要一个CRM解决方案–让分布在世界各地的员工进行沟通协作–可根据不同的需求进行灵活配置–通过SalesforceCRM在不到6个月上线–无需构建自己的计算中心内容提要云计算的概念云计算的发展历程典型应用云计算的优势云计算的动因云计算的优势•成本关键由硬件成本转为电力成本、散热成本•分散的、高能耗模式转变为集中的、资源友好的模式•自给自足资源作坊转变为规模效应的工业化资源工厂优化产业布局•专业的大型云计算厂商•实力雄厚的科研技术团队推动硬件技术革新•具有丰富知识和经验的维护管理团队和配套软件•产