《高校云计算》PPT课件

谈高校云计算的必要性和可行性,肖波中央民族大学,一、云计算是IT发展的趋势,1980s计算机就是计算机；1990s网络就是计算机2000s数据中心就是计算机2010-云计算就是计算机？,2011Gartner“ITHypeCycle”forEmergingTechnologies,Copyright2012,ElsevierInc.Allrightsreserved.,CloudsandInternetofThings,HPC:High-PerformanceComputingHTC:High-ThroughputComputingP2P:PeertoPeerMPP:MassivelyParallelProcessors,TheInternetofThings(IoT),SmartEarth:AnIBMDream,Cloud,云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取所需要的服务。,Vaquerolm的定义云是一个包含大量可用的虚拟资源（硬件、开发平台、I/O服务）的资源池。这些资源可以根据不同的负载动态地重新配置，以达到更优化的资源利用率。,TheNextRevolutioninITCloudComputing,ClassicalComputingBuy&OwnHardware,SystemSoftware,Applicationsoftentomeetpeakneeds.Install,Configure,Test,Verify,EvaluateManage.Finally,useit$.$(HighCapEx),CloudComputingSubscribeUse$-payforwhatyouuse,basedonQoS,Copyright2012,ElsevierInc.Allrightsreserved.,(CourtesyofRajBuyya,2012),BasicConceptofInternetClouds,TransparentCloudComputingEnvironment,CloudComputingChallenges:Dealingwithtoomanyissues(CourtesyofR.Buyya),云计算技术,三大模式四大部署云计算的关键技术,云计算的三大交付模式,SaaSPaaSIaaS,云计算的四大部署,公共云私有云社区云混合云,云计算的关键技术,虚拟化技术分布式计算和并行计算分布式存储分布式海量数据管理,1.虚拟化技术,服务器虚拟化存储虚拟化应用虚拟化平台虚拟化桌面虚拟化,二、高校云计算必要性,减少硬件浪费绿色节能提高效率方便管理资源共享降低管理成本,业务系统增多，只能通过采购新的硬件设备进行业务支撑，硬件设备一多，导致“机房空间拥堵、能耗较高、不够环保”！数据中心虽拥有众多PC服务器，但服务器的资源利用率一直较低，存在较为严重的资源浪费！数据中心软硬件较多，但安全性重视程度不够，缺少系统必备的可靠性设计，且设备宕机的风险较大！机房环境复杂，软硬件设备繁多，系统管理人员难以有足够的精力来进行管理和维护！,传统数据中心现状,服务器的百分比,主时间,高峰时间,20%,40%,60%,80%,0%,0-10%,20-30%,40-50%,60-70%,80-90%,CPU利用率,当前服务器利用率很低,为未使用的计算资源买单,x86服务器采购量/年,需要管理的服务器数量不断增长,服务器部署：20%,杂项30%,安全：10%,支持：20%,备份和监视：15%,在低价值的任务上花费了太多的时间，例如采购和调配数据中心管理效率低,系统管理员如何使用他们的时间,低价值任务,硬件采购：5%,除了硬件的成本，服务器对空间的不断侵占还带来了管理成本的增长,2000,2002,2004,2006,2008,费用（以十亿美元为单位）,管理和管制成本,服务器费用,50,100,150,0,200,管理成本占TCO的大部分,100%,9,90%的服务器,90%的运行时间,CPU占用率低于10%,9,1,9-9-1原则,1-主机存储层面,大学数据中心现状,DatacenterandServerCostDistribution,三、高校云计算可行性,数据中心虚拟化私有云PaaSSaaS,虚拟机与数据中心虚拟化,ServerConsolidationinVirtualizedDatacenterVirtualStorageProvisioningandDeprovisioningCloudOperatingSystemsforVirtualDatacentersTrustManagementinvirtualizedDatacenters,传统计算机与虚拟机的区别,(CourtesyofVMWare,2008),何为虚拟化?,(CourtesyofVMWare,2008),VMM作用(1),(CourtesyofMendelRosenblum,2006),VMM作用(2),(CourtesyofMendelRosenblum,2006),VMM作用(3),(CourtesyofMendelRosenblum,2006),VMM作用(4),(CourtesyofMendelRosenblum,2006),主要的VMM和Hypervisor软件包,存储虚拟化,I/O虚拟化,CPU,存储器和I/O虚拟化的总结CPUvirtualizationdemandshardware-assistedtrapsofsensitiveinstructionsbytheVMMMemoryvirtualizationdemandsspecialhardwaresupport(shadowpagetablesbyVMWareorextendedpagetablebyIntel)tohelptranslatevirtualaddressintophysicaladdressandmachinememoryintwostages.I/OvirtualizationisthemostdifficultonetorealizeduetothecomplexityifI/OserviceroutinesandtheemulationneededbetweentheguestOSandhostOS.,虚拟机的热迁移,Resourceprovisioningmethods,Demand-drivenresourceprovisioningbasedonthecurrentutilizationleveloftheallocatedresources.(60%)Event-drivenresourceprovisioningbasedonaspecifictimeevent.(predicte)Popularity-drivenresourceprovisioningbypopularitydemand.(Internetsearches),虚拟机可信管理,虚拟化市场2006to2011增长情况,私有云操作系统,March5,2012,Prof.KaiHwang,USC,CloudRolesinTheFutureInternet,(CourtesyofG.XieandZ.Li2012),ThreeAspectsinHardwarethatcanbenefitfromCloudComputing,Theillusionofinfinitecomputingresourcesavailableondemand,therebyeliminatingtheneedforclouduserstoplanfaraheadforresourceprovisioning.Theeliminationofanup-frontcommitmentbycloudusers,therebyallowingcompaniestostartsmallandincreasethehardwareresourceswhenneededinthefuture.Theabilitytopaythecostsofcomputingresourcesonashort-termbasisasneeded(e.g.,processorsbythehourandstoragebytheday)andreleasethemafterdoneandtherebyrewardingresourceconservation.,(CourtesyofM.Ambrust,etal2