云计算概述 110116课件

1、云计算知识与应用侯宾北京邮电大学云计算泡沫或未来？讲师简介侯宾，男，34岁，博士学位，北京邮电大学讲师，北邮-渥太华大学“下一代网络与信息安全联合实验室”技术负责人。主要研究方向为云计算与数据挖掘、信息与网络安全等；承接过多项云计算研究与建设项目；发表过多篇科研论文等；内容安排一、云计算概述侯宾北京邮电大学目录“云计算”概念的起源一位接近Google的人士分析，Google推出这一计划，还有更深层次的考虑：一是可以为Google培养未来的员工；二是从学校开始，逐渐改变人们的思维方式，让他们意识到PC时代行将过去；三是扩大Google在“云计算”领域的影响力。在很多企业眼中，Google只是针对

2、个人用户的互联网公司。企业把数据库交给你，会不放心。Google推广“云计算”，可以让企业意识到Google是这方面的领跑者。此外，对于个人用户，Google想推的服务不仅仅是搜索，让个人用户了解“云计算”，也有助于相关产品的推广。“云计算”概念的提出维基百科：云计算是一种计算架构转型，用户不再需要在云中的技术架构层面的专家和控制。云计算描述了一种新的，基于网络的IT服务的供应、消费和传递模式。这种模式的特点是动态地组织并做为一种服务供应可扩展的，通常是虚拟化的网络资源。核心理念：硬件、软件、计算等一些皆是服务，作为公共设施提供给公众用户 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

3、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、存储空间和各种软件服务。历史上的相似概念云计算并非新事物或一夜成名。早在20多年前，Sun公司当时的首席技术官就提出了“网络就是计算机”（Thenetworkisthecomputer）的宣传语，较早地表达了云计算的工作模式：分散的个人电脑管理成本很高，维护、更新和配置都很不方便，随着网络的发展，个人桌面电脑可通过网络共享网络上的计算能力等资源。 十几年后，软件公司甲骨文CEO拉里 埃利森为抗衡微软和英特尔主导的个人电脑，推出了网络计算机（NetworkComputer），被看作是对Sun公司宣传语的一个回应。不过，这个计划无疾而终。 在此

4、之后，又出许多新的概念，包括：无处不在的运算、瘦客户机、网络操作系统（WebOS）;20世纪90年代以来，网格概念、MPI概念、分布式计算、WEB2.0；云计算出现的技术原动力硬件、芯片技术虚拟化技术面向服务：SOASaaS概念兴起互联网、3GWEB 2.0 新体验、交互更加丰富RIA：AjaxRss、WIKI、SNS、Blog、P2P云计算出现的契机云计算强调的特点和优势总体拥有成本（TCO）初期费用硬件采购成本软件使用授权成本培训费用后继费用管理操作维护电能数据中心的TCO分析大型企业在IT方面的开销Source: IBM Corporate Strategy analysis of ID

5、C data, Sept. 2007Global Annual IT SpendingEstimated US$B 1996-2010$0B50100150200250300199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010New Server SpendingServer Mgt and Admin CostsPower and Cooling Costs数据：Google的电力需求相当于半个旧金山市区（500兆瓦）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/

6、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云计算对个人的影响（1）云计算对个人的影响对PC性能要求降低：“上网本”、Ipad、物联网终端不再依赖某一台电脑存储和处理资料不用维护自己的程序或文件云操作系统：Chrome OS在线使用、软件维护、升级简单交互：“Presence”、QQ、开心网云计算对个人的影响（2）办公协作：更好的团队协作和文档共享管理（Groove与谷歌文档）在线合作SVN在在线工作流、OA等SOHU：随时随地办公云计算对企业的影响云计算对企业的影响软件商业模式管理效率提高、服

7、务水平提高运维成本降低提高资源利用率改变硬件产品的应用模式中小企业的IT投资将大为降低，特别是软件开发、互联网应用开发企业的初始投资将大为降低。 非IT开发企业可能不需要IT部门，甚至不需要办公电脑以外的服务器，可能采用第三方提供的标准或定制化的远程企业数据中心服务。 中小企业有可能以较少的人力成本，利用Paas和Saas服务，开展大规模的业务。云计算对企业的影响（2）对非IT企业（及其提供商）的影响“拥有”IT资产-购买IT服务IT支持、管理需求弱化专注于业务和高附加值工作新业务推出更容易在线业务处理更容易Freemium模式（free+premium）供应商从机器产业到信息服务产业云计算的

8、影响IT实施模式发生变化云计算的影响实施模式发生变化（2）云计算对软件销售模式的影响 Saas模式软件销售在10年内将超过基于授权许可证的销售，基于授权许可证的销售将主要存在于特殊行业中必须独占运营的软件。 软件免费和开源、服务收费的模式将持续增长，并在15年内超过付费私有软件。 无论是开源软件、免费软件、私有软件，在十年之后，都将以在线销售为主，云计算为在线销售提供了极大的便利。云计算对嵌入式设备的影响 嵌入式设备的性能还需要不断提高，但不需要无限提高，只要满足作为云计算客户端的性能需求即可。 智能手机、手提电脑将主要使用云计算基础设施服务。 智能家电都将接入互联网，人类将能通过互联网控制家

9、电。 嵌入式设备接入互联网的规模将大大超过桌面电脑。顺便说一句，移动运营商、移动终端制造商试图控制移动互联网入口和内容的尝试将失败。强化用户体验和接口，强化图形等运营商云计算的潜在业务musicpreferencesmapsnewscontactsmessagesmailing listsphotoe-mailscalendarphone numbersinvestments3G时代的云计算更多的使用者更广泛的使用时空更多类型的终端更丰富的业务内容目录云计算如何使用？云计算提供服务的特点数据在云端存储软件与服务在云端运行基于通用标准与服务- Linux, AJAX, LAMP, etc.支持任

10、何终端、任何网络的访问云计算提供什么？（服务层次）（IT）aaSKaaSCaaSIDaaS基础设施层基础设施的基本功能（物理资源的抽象管理）资源抽象：虚拟机、集群、虚拟数据中心、云资源监控：Amazon CloudWatch负载管理：均衡数据管理：结构化管理、数据库资源 部署：包括容错安全管理：例如平台层代码权限计费部署：平台层平台层基本功能(构建并应用SaaS应用)开发测试环境代码库SDK、流行编程语言、统一服务接口运行时环境隔离（应用和用户）、可伸缩、资源复用运营环境升级、状态监控、运营数据、计费应用层业务应用层业务浏览器访问按使用量计费多元化、长尾标准应用：标准、通用软件客户应用：多元应

11、用目录云计算内部简化机制云计算的技术层次云计算的技术基础技术分支1：虚拟化技术虚拟化集群管理、迁移、部署等技术分支2：并行处理(parallel computing)分布式处理(Distributed computing)分布式存储分布式数据库网格运算(Grid computing)技术分支3：数据搜索、数据挖掘基础技术：宽带互联网核心应用：超大规模（绿色）数据中心服务器集群 服务器集群是指将一组服务器关联起来，使它们在外界从很多方面看起来如同一台服务器。集群内的服务器之间通常通过局域网连接，通常用来改善性能和可用性，但一般而言比具有同等性能功能和可用性的单台主机具有更低的成本。网格通常更加松

12、散连接、异构、地理位置分散，主机之间信任度更低。虚拟化虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用或用户隐藏了计算资源的底层属性。它既包括使单个的资源（比如一个服务器，一个操作系统，一个应用程序，一个存储设备）划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源（比如存储设备或服务器）整合成一个虚拟资源。虚拟化技术是指实现虚拟化的具体的技术性手段和方法的集合性概念。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化可以分为操作系统级虚拟化，应用程序级，和虚拟机管理器。虚拟机管理器分为宿主虚拟机和客户虚拟机。云计算的客户端技术浏览器Google：Chrome采用沙箱技术，确

13、保不同标签页面不会相互干扰。丰富的插件资源交互能力强界面交互技术RIA（Rich Internet Application）比传统的B/S架构更加强大，可以实现和C/S架构下相似的窗体效果跨平台、丰富的交互能力和表现能力Ajax、Flash（Flex）、SliverLight云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。分布式计算技术Hardware CentricSoftware CentricService CentricPersona

14、l PCClient ServerCloud Computing云计算的实现技术快速部署技术关键词：虚拟化、镜像、流传输、并行部署和协同部署、P2P、组播虚拟机镜像可达10 GB级别；资源调度关键词：监控、(进程或虚拟机)动态迁移、负载平衡任务量太大了多租户技术数据隔离：多数据库模式、单库模式客户化配置：架构扩展：性能定制虚拟化VS多租户云计算的实现技术2海量数据处理1999年：River模型MapReduce大规模消息通信同步、异步、队列、生产者/消费者模型解耦合、面向服务稳定性、规模、安全、SQS大规模存储分布式文件系统Frangipani、JetFile、CephGFS可靠性、大文件与小

15、文件许可证管理与计费EC2平台：数据传输、存储、处理计费修改、添加数据收费、删除、读取不收费以虚拟机为单元技术难点安全性自身环境的安全性：环境对客户不可控企业应用从内部环境迁移外部环境改变现有软件系统的防护模式只做边界防护-全民皆兵远程执行云安全政策法律、信誉机制（银行）信息保密：授权、访问、AAAA难度较大、但缺乏根本解决方案法律问题、审计问题技术难点2高性能半虚拟化：减低额外CPU开销容易；内存共享较为麻烦，可能有冲突、内存监控可能产生较大开销I/O密集型应用不太适合，例如数据库通信开销标准化Open Cloud Manifesto（开放云计算宣言）Vcloud（Vmware 进军云计算运

16、营）可用性、容错SLA整体99.999% (节点失效概率 vs 集群规模)单点故障、冗余、备份、恢复-应用层故障可伸缩性代码方案和系统方案垂直伸缩：在现有服务节点上增减资源、需要调整虚拟机资源水平伸缩：增减节点、需要进行集群管理调整粒度的问题、自动化二、云计算的现状与展望侯宾北京邮电大学云计算领跑者企业和研究机构肯最终会把高级别的计算任务交给全球运行的服务器网络，也就是云。以下领先者在这一领域占据着主导位置：Google唯一以硬件起家的搜索公司。每年在数据中心的投入超过20亿美元。成为云计算领域难以超越的领跑者和极力推动者。Yahoo规模和资金比Google稍逊一筹，开发的软件与云计算兼容不够

17、。但是作为Hadoop的首要资助方，可能后来居上。IBM商业数据计算的龙头和传统超级计算机的绝对领导者。与Google合作后立足云计算一方。为越南政府开发了飞行员云系统试点。并在无锡成立了数据中心。Microsoft现在只能与自身开发的软件结合，这可能成为它的软肋。但是在云科学基础理论中扮演重要的角色。正在伊利诺伊州和西伯利亚建立大型数据中心。Amazon第一个将云计算作为服务出售的公司。规模小于其他竞争者，但是在该领域的专业性为这家零售商在下一代网络服务方面从零售到传媒业的转型助了一臂之力。云计算的现状各大IT巨头纷纷跟进，推出各自的云计算平台与服务。IBM的创立者托马斯沃森曾表示，全世界只

18、需要5台电脑就足够了。比尔盖茨则在一次演讲中称，个人用户的内存只需640K足矣。国内的云计算现状2008年12月30日下午消息，阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件刚刚宣布，将筹建多个“电子商务云计算中心”，首个云计算中心将在2009年初落户江苏南京，首期投资额将达上亿元人民币，并将在未来几年内追加投资。 希望打造出规模能够匹敌Google(谷歌)服务器集群的“商业云”体系。 对“商业云”的未来，阿里软件总经理王涛认为这绝不是短期的盈利手段，阿里巴巴集团旗下“达摩五指”的各种资源和优势将整合到“商业云”中，包括阿里系各个平台上的商品信息、信誉体系、支付工具、IM用户资源，再通过调用来挖掘提炼，其商业

19、价值是无法预估的。 淘宝、当当网等具有很多大数据量存储、维护、查找，以及相应的日志分析等分布式并行处理的需求，目前均采用了云计算（或类似）的新技术。因此，具有扩展支持云计算的潜力。网易、腾讯等纷纷展开搜索引擎业务，一定程度上推动云计算的发展。云计算的未来趋势据市场调研机构IDC称，当下美国的经济危机让那些投资云计算的IT公司看到了希望的曙光，这将给他们未来五年带来大幅度的增长。据分析，Amazon AWS服务2008年营收已经达到2亿美元（有的说法是1.2亿），每年保持30%以上的增长。尽管总收入规模相对于Amazon的在线商店销售规模还很小，但其年增长率和Amazon年报中对AWS服务的重点

20、描述，已经证明Amazon对该业务的重视。资料：亚马逊云计算2010年销售收入将超5亿美元【赛迪网讯 】8月4日消息，据国外媒体报道，随着更多的企业把自己重要的业务应用程序转移到云计算，亚马逊的云计算部门AWS（亚马逊Web服务）正在变得更加重要和更盈利，成为推动亚马逊销售收入增长的重要因素。亚马逊的AWS部门包括12个云计算产品，如EC2（弹性计算云）和S3（简单存储服务）等。然而，到目前为止确定这个部门推动亚马逊的销售收入增长多少仍然是很困难的。亚马逊在季度财务报告中没有单独报告AWS部门的销售收入，而是把这个部门的销售收入归类为“其它”销售收入类。亚马逊只是指出其AWS部门的销售收入在增

21、长。不过，UBS投资研究公司最近发表的一篇研究报告介绍了亚马逊AWS部门将给亚马逊带来多少收入。UBS分析师Brian Pitz和Brian Fitzgerald预测，亚马逊AWS部门2010年的销售收入将达到5亿美元，2011年的销售收入将达到大约7.50亿美元。到2014年，亚马逊AWS部门的销售收入将达到大约25亿美元。UBS的预测与花旗集团在今年4月的预测差不多。花旗集团预测亚马逊AWS部门今年的销售收入将达到6.50一美元。UBS分析师指出，亚马逊2009年的销售收入是245亿美元，2010年第二季度销售收入超过了65亿美元。AWS部门的销售收入仅占很小的一部分。但是，AWS部门将成

22、为亚马逊销售收入的重要组成部分。云计算的未来趋势2基于对企业主管、CIO和其他业务领导的调查结果，IDC近日表示，到2012年在IT云服务上的开支将达到420亿美元，而这个增长部分是由于美国经济危机以及波及全球范围的经济衰退所推动的。信息技术咨询公司IDC预计，到2013年“云计算”服务开支将占整个IT开支增长幅度的近1/3，云计算市场将在未来几年保持年27%的增长率。美林则预计未来5年，全球“云计算”市场规模将达到950亿美元。云计算对电信运营商的影响全球电信运营商，如AT&T、Telstra、英国电信、Vodafone等，也积极寻找云计算带给电信业的机会，部分运营商甚至已经宣布为客户提供基

23、于云计算的服务。2008年8月，AT&T和美国奥委会合作，为后者提供奥运期间所需的计算和存储服务，以满足其网站临时大量增加的奥运赛事新闻和录像的访问流量。近日，NEC为西班牙最大、也是欧洲最大规模的电信运营商Telefonica S.A.公司提供SaaS（Software as a Service）服务。该服务将面向中小企业于近日展开。Telefonica公司在欧洲、中南美的20多个国家开展固定电话、手机、网络业务。此次SaaS服务项目作为Telefonica公司巨型数据中心构想的一环，将由NEC搭建平台，以SaaS形式为企业和一般家庭用户提供各种各样的应用软件。 Telefonica计划以S

24、aaS服务面向中小企业提供CRM、资产管理以及其他业务应用，并在将来继续扩大应用。今后，NEC和Telefonica将围绕备受瞩目的云计算，在PaaS、DaaS等各种服务领域探讨合作事宜。云计算对电信运营商的影响2NTT进入以知识为服务的KaaS阶段NTT集团2009年已明确将云计算和SaaS业务作为整个集团盈利的主要工作。从2009年夏天开始，NTT集团把原来各自开展SaaS业务的NTT数据公司和NTT通信公司的力量统合起来，建立NTT集团的云计算平台，集全集团之力，大力推进云计算。目前，NTT集团已成为日本运营商开展云计算的领头羊。2010年春，NTT正式推出云计算平台Setten，提供公

25、开的API（应用程序界面），使外部用户和企业可利用其BizCITY的功能，独立开发自己的应用软件，并可扩大至其他的业务模式。对各方面用户，NTT可提供不同强度的用户认证。策略研究大云平台研发应用研发试验/试点方案/规范技术预研大云项目主要研究内容云计算技术路标：制定中国移动云计算技术策略和引入路标，并制定云计算系统的应用解决方案，指导中国移动云计算系统发展和建设云计算产业政策和商务模式研究：跟踪云计算产业政策与建议，研究中国移动云计算商业模式大云IPR风险分析BigCloud平台研发：针对Big Cloud体系，进行原型系统和产品开发；在应用试验的过程中不断完善Big Cloud体系和产品云计

26、算资源层、云计算平台层、云计算能力层、云计算运管管理4大研发方向，分布式文件系统、对象存储系统、并行计算系统、海量结构化存储系统、弹性块存储、云计算管理系统、弹性计算系统、并行数据挖掘工具、搜索引擎、云存储等10大子系统，UI设计应用试点： ETL（业支、上海等）、KPI（业支）、数据处理挖掘（业支、上海等）、政府机构资源整合（天津）应用试验：音乐平台业务监测（四川）、经分搜索（业支、上海）、云存储（河南）应用开发：基于云计算的无线网络质量分析系统、基于云计算的服务器性能测试工具、 BC-Mail系统、研究院其他部所应用开发与支持应用研究：云计算在结算系统中的应用研究、数据仓库研究（业支）大云

27、SDN建设与运营SSD存储/SIMD/GPU、万兆网、Infiniband、分布式消息队列、并行计算环境调研及适用场景分析、基于消息中间件MapReduce计算框架研究“云联邦”服务平台研究IT支撑系统云计算技术方案与规范支持云平台安全体系及关键技术研究云计算网络安全解决方案研究业务云总体方案研究云计算数据中心互联方案研究12345中国移动云计算引入策略研究2009.09V0.52009.12V1.x2010.05V3.x 云计算业界发展状况研究 中国移动云计算定义 中国移动云计算技术架构 IT应用特征分类及云化模型云计算目标和关键技术云计算技术与服务模式分析云计算关键技术引入策略分析云计算规

28、范体系构建及规范初稿中国移动云计算总体战略及关键技术引入、建设实施、研发创新策略中国移动各IT系统、数据中心、内部云资源池云计算引入策略及路线中国移动IT系统云计算分阶段演进目标作为分析决策基础，形成计划部云计算建设指导意见X86替代Unix服务器可行性分析及方案研究云计算硬件定制化研究X86服务器硬件技术要求PC服务器虚拟化技术引入策略研究分布式云存储技术引入策略研究PC服务器虚拟化技术评估及方案/规范小机虚拟化/存储技术策略及方案/规范研究数据库/数据仓库/分布式云存储技术评估及方案/规范IDC云计算技术策略及方案/规范WAP/彩信双业务云资源池平台方案/规范 安全风险评估云计算的误解与分

29、歧云计算是炒概念云计算只适合中小企业云计算是一项技术或产品云计算就是SaaS云计算就是虚拟化云计算就是网格计算云计算一定要大规模、数据量？云计算是搜索引擎的副产品？炒概念？实打实的技术基础虚拟化、并行计算吹出来的经济效益？可以展望的化繁为简安全吗？完善吗？何时可以落地？何时可以迁移？云计算在可靠性上的特点优点：容量无限大，计算能力超强，对客户端要求很低，不管硬件、软件都不需要维护更新等。缺点：对网络太依赖，“云”如果发生问题，影响会很严重，而且客户端与“云”之间的数据传输也容易受到威胁。使用云计算服务的风险优先访问权风险管理权限风险数据处所风险数据隔离风险 数据恢复风险调查支持风险 长期发展风

30、险 云计算发展的10大挑战及相应的机会1服务的可用性选用多个云计算提供商；利用弹性来防范DDOS攻击2标准化的API3数据安全性和可审计性采用加密技术，VLANs 和防火墙；跨地域的数据存储4数据传输瓶颈快递硬盘数据备份/获取；更加低的广域网路由开销；更高带宽的LAN交换机5性能不可预知性改进虚拟机支持；闪存；支持HPC应用的虚拟集群6可伸缩的存储7大规模分布式系统中的错误发明基于分布式虚拟机的调试工具8快速伸缩基于机器学习的计算自动伸缩；使用快照以节约资源9声誉和法律危机采用特定的服务进行保护10软件许可使用即用即付许可；批量销售云计算存在的难题 连续高可用性某个集群的失效处理一致性不同集群

31、的同步互操作性和标准化在萌芽和成长期，各厂商都试图建立自己的接口API所有构件的扩展信息保密跨地区存储和数据传输可能会引发法律和政治问题性能问题差异化定制问题组织障碍云计算标准化组织CSA（云计算安全联盟）的目标是为云计算的安全保证提供实践指南，同时提供如何安全地利用云计算方面的指导。DMTF（分布式管理工作组）通过开放云计算标准孵化器致力于互操作和安全机制方面的标准化。ETSI（欧洲电信标准协会）致力于信息技术和电信融合的问题。NIST（国家标准核技术研究院）致力于云计算概念的定义。OGF（开放网格计算论坛）通过OCCI（开放云计算接口）工作组提出IaaS的接口标准。OMG（对象管理工作组）

32、致力于云上的应用和服务的建模和部署。SNIA（存储网络行业协会）通过云存储技术工作组开发了一个云存储系统实现的体系结构，并希望能主导制定一系列云存储相关的标准。OCC（开放云计算联盟）主要是支持不同云之间交互的云计算标准的制定，以及制定一个云计算测试基准，支持开源云计算实现。CCIF（云计算互操作性论坛）则提出了一个通用云计算接口以屏蔽不同的基础设施服务接口。云计算标准化组织2“开放云计算”(Open Cloud)的六大原则。1. 云计算提供者必须合作，确定能通过公开合作和适度采用标准，解决采用云计算可能遭遇的挑战，包括安全性、整合性、便携性、互通性、管理、测量与监测等方面。 2. 云计算提供者不可以运用自己的市场地位，把顾客套牢在自己特有的平台里，并限制他们对云计算提供者的选择。3. 云计算提供者必须在适当情况下，采用现有的标准。IT工业已在现有的标准与标准组织投入大量资金，没必要再重复投资或重新发明。 4. 当需要新的标准(或调整既有的标准)时，我们必须谨慎、务实，以免创造太多的标准。我们必须确定标准能促进创新，而不是阻止创新。5. 开放云计算社区的任何计划，都应该由顾客需求来主导，而不只是取决于云计算提供者的技术需求，而且应该根据实际的用户需