云计算基础技术与应用PPT完整全套教学课件

云计算的简介第一章目录01云计算的概念02云计算的内涵03云计算的发展历史04其他计算05实战项目--多人共同使用云Office1.云计算的概念云计算的概念云计算（CloudComputing）是一个新概念，产生的历史并不长，但对云计算的定义有多种说法。云计算的概念（1）厂商角度：云计算的“云”是存在于互联网服务器集群上的资源，它包括硬件资源（如CPU处理器、内存储器、外存储器、显卡、网络设备、输入输出设备等）和软件资源（如操作系统、数据库、集成开发环境等），所有的计算都在云计算服务提供商所提供的计算机集群上完成。（2）用户角度：云计算是指技术开发者或者企业用户以免费或按需租用方式，利用云计算服务提供商基于分布式计算和虚拟化技术搭建的计算中心或超级计算机，使用数据存储、分析以及科学计算等服务。云计算的概念（3）抽象角度：云计算是指一种商业计算模型，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。（4）正式的定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。这是美国国家标准与技术研究院（CommerceDepartment’sNationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）对云计算的定义，是被大众广泛接受的定义。2.云计算的内涵云计算的内涵对云计算概念的定义虽然很多，但脱离不开一个名词，即互联网。可以说，“云”是互联网的一种比喻说法。而云计算可以被认为是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展的资源。云计算的兴起代表着计算和数据资源正在逐渐迁移至互联网，所以有的人认为云计算就是“互联网+计算”。云计算和互联网应用正在日益结合，不断推动互联网应用和云计算的发展。云计算的内涵一方面，大规模互联网的应用（如搜索引擎、网络媒体、社交网络、网上购物等网络应用）使得服务提供商拥有了大型数据中心来支撑自身业务的发展。这些服务商如美国网络电子商务公司亚马逊（Amazon）、美国搜索引擎公司谷歌（Google）、美国系统软件公司微软（Microsoft）等大型公司都计划或已经在自己庞大的基础设施上面提供更多的服务。这一趋势使用户可以采取租用基础设施的服务方式完成自身业务，避免了自建机房和维护系统，使云计算服务成为可能，从而推动互联网应用的进一步发展。云计算的内涵另一方面，不同类型的互联网应用，使用户越来越多地将数据（如文字、图片、音频、视频等个人数据）存储到互联网上。与此同时，智能手机和平板计算机等移动终端在近年来快速发展，不仅提供了随时随地接入互联网的能力，还可以运行各种互联网应用，使用户可以方便地通过这些轻量级的设备访问存储在互联网上的数据。这样，大量的数据存储和计算功能都需要通过网络来实现，进一步推动了云计算的发展。云计算的内涵除了“互联网”，云计算与另一个名字紧密相关，即“虚拟化”。虚拟化是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。云计算通过虚拟化实现了有弹性可扩展的资源和服务，虚拟化技术是云计算的一个重要基础。云计算服务商通过对软硬件资源的虚拟化，将基础资源变成了可以自由调度的资源池，从而实现资源的按需配给，向用户提供按使用付费的服务。用户可以根据业务的需要动态调整所需的资源，而云计算服务提供商也可以提高自己的资源使用效率，降低服务成本，通过多种不同类型的服务方式为用户提供计算、存储和数据业务的支持。3.云计算的发展历史云计算的发展历史云计算的概念产生的历史并不长，但云计算技术在近年来得到了飞速的发展。云计算的发展历史真正意义上的云计算服务是在2000年以后出现的，即Amazon公司于2006年3月推出弹性计算云（ElasticComputeCloud）服务。同年8月，Google公司的首席执行官埃里克·施密特（EricSchmidt）在美国加利福尼亚州圣何塞（SanJose）举行的搜索引擎大会（SES2006）介绍的“Google101”项目中使用了“云计算”的名词，云计算概念第一次出现在公众视野中。2007年10月，Google公司与美国国际商业机器公司（IBM）开始在美国的大学中推广“云计算”计划，为这些大学提供相关的云计算软硬件设备及技术支持，旨在降低云计算技术在学术研究方面的成本。2008年2月，IBM公司在中国无锡太湖新城科教产业园启动“IBM-中国云计算中心”的建设，这被认为是全球第一个云计算中心（CloudComputingCenter）。云计算的发展历史2010年7月，美国国家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA）和美国云计算公司Rackspace、美国超威半导体公司（AMD）、美国英特尔公司（Intel）、美国戴尔公司（Dell）等计算机硬件设备公司共同宣布“OpenStack”开放源代码计划，持续推动开源的云计算管理平台项目的发展。2013年12月，IBM公司首次宣布将IBM的顶级计算基础结构服务引入中国大陆，随后Amazon公司也将Amazon的公有云计算服务引入中国。云计算的发展历史云计算的兴起和发展顺应了当前全球范围内整合计算资源和服务能力的需求，满足了高速处理海量数据的需求，为高效、可扩展和易用的软件开发和使用提供了支持和保障。4.其他计算其他计算01并行计算02分布式计算03集群计算04网格计算05效用计算并行计算并行计算（ParallelComputing）或称平行计算，是相对串行计算提出的概念，是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，其主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题。并行计算的特点是将任务分解成离散的多个部分，通过执行多个程序指令来完成计算。在多计算资源下解决问题的耗时要明显少于单个计算资源下的耗时。并行计算云计算与并行计算的区别1.云计算源于并行计算并行计算的出现是人们不满足于Intel公司创始人戈登·摩尔（GordonMoore）提出来“摩尔定律”（当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍）的增长速度，希望将任务分解成离散的多个部分，随时并及时地执行多个离散部分，从而获得更快的计算速度。这种很简单的实现高速计算的方法被证明相当成功，但由于并行计算可以达到的并行度有限，人们开始把提高计算速度的思想从一台计算机的并行转移到多台计算机协同并行上来，逐渐产生了云计算的概念。云计算与并行计算的区别2.用户群体不同并行计算的提出最初主要是为了满足科学和技术领域的专业需要，利用并行计算的领域也基本局限于科学领域。传统并行计算机的使用是一个相当专业的工作，需要使用者有较高的专业素质，而且并行计算绝大部分采用命令行的操作，这对普通用户要求非常高。云计算面向的不仅仅是科学领域和专业用户，它将计算资源包装成易使用的服务，无须专业的操作知识，几乎所有的行业和用户都也可以很容易使用云计算。云计算与并行计算的区别3.高性能与低要求为了提高并行计算的能力，人们采用昂贵的服务器，不惜代价地提高计算速度。为提高并行计算能力而设计和开发的高性能计算机在不断推陈出新，一台大型高性能计算机如果在3年内不能得到有效的利用就会逐渐被淘汰，巨额的投资将无法收回。而云计算的最重要目的并不是追求高性能，而是将计算资源以服务的形式提供给更多的人使用。云计算并不一定要求使用昂贵的服务器，云计算中心的计算力和存储力可随着需要逐步增加，云计算的基础架构支持这一动态增加的方式，每个节点可以是非常廉价的计算机。分布式计算分布式计算（DistributedComputing）是把需要进行大量计算的工程数据分区成小块，由多台计算机分别计算，在上传运算结果后，将结果统一合并得出数据结论的计算方法。分布式计算分布式计算并行计算与分布式计算都是运用并行来获得更高性能，化大任务为小任务。简单说来，如果处理单元共享内存，就称为并行计算，反之就是分布式计算。但是，分布式的任务包互相之间有独立性，上一个任务包的结果未返回或者是结果处理错误，对下一个任务包的处理几乎没有什么影响。因此，分布式的实时性要求不高，而且允许存在计算错误。相比并行计算，分布式计算的资源利用率更高，计算效率也更高。相比并行计算，分布式计算与云计算的理念更加接近。可以说，云计算是在分布式计算的基础上扩充和发展起来的。分布式计算分布式计算具有以下几个优点：（1）稀有的资源可以共享；（2）通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载；（3）可以把程序放在最适合运行的计算机上。分布式计算目前常见的分布式计算项目通常使用世界各地上千万志愿者计算机的闲置计算能力，通过互联网进行数据传输。例如，分析计算蛋白质的内部结构和相关药物的项目，该项目结构庞大，需要惊人的计算量，由一台计算机计算是不可能完成的。集群计算集群计算（ClusterComputing）是指同时使用多台计算机（例如个人计算机、服务器、工作站等计算机）、多个存储设备和记忆冗余的互连线路来组成一个对用户来说单一的、高可用的系统，通过这个系统来实现计算的负载均衡。集群系统中的单个计算机通常称为节点，通常通过局域网连接，但也有其他的可能连接方式。集群计算机通常用来改进单个计算机的计算速度和可靠性。一般情况下集群计算机比单个计算机，如工作站或超级计算机性价比要高得多。集群计算云计算与集群计算的异同1．连接方式相同集群计算将多台计算机、多个存储设备和记忆冗余的互连线路来组成一个对用户来说单一的、高可用的系统，而云计算也是将多个计算设备连接起来组成一个云计算平台，为用户提供服务。2．组织方式不同集群计算连接的多台计算机一般是同构的，通常通过局域网连接，而云计算组成的计算设备不要求同构，甚至可以是不同配置、不同种类的设备。3．主要用途不同集群计算的一个常用用途是在一个高流量的网站中实现负载均衡。而云计算的用途不仅限于负载均衡，它面向的用户更加广泛，可以为广大用户提供廉价、高性价比的计算服务。网格计算网格计算（GridComputing）是指利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（例如，计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等），连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（如计算、存储、访问等）。网格计算网格计算网格计算和集群计算是相对提出的，集群计算连接的是同构的计算机，网格计算是异构的，连接的是一组相关并不信任的计算机，它的运作更像一个计算公共设施而不是一个独立的计算机。网格计算扩展包括用户桌面机，而集群计算一般局限于数据中心。云计算与网格计算的异同1．可以提高网络资源的利用率网格计算和云计算都可以提高网络资源的利用率，特别是将闲置的计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等连入互联网，连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务。2．主要用途不同网格计算和集群计算的主要用途一致，十把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。而云计算的主要用途不是为科研人员解决复杂运算，而是面向广大用户提供廉价、高性价比的计算服务。3．侧重点不同云计算侧重于互联网资源的整合；网格计算侧重于不同组织间计算能力的连接。云计算依靠互联网资源供给的灵活性，革新了互联网产业的商业模式，是基础互联网资源外包商业模式的典型运用。网格计算是拥有计算能力的节点自发形成联盟，共同解决涉及大规模计算的问题，是基础互联网资源联合共享模式的运用。效用计算效用计算（UtilityComputing）用于为用户提供个性化的计算服务，以满足不断变化的用户需求，并且基于实际占用的资源进行收费，而不是仅仅按照时长或速率进行收费。所以，效用计算也叫作使用收费或者配量服务。效用计算利用互联网来实现企业用户的数据处理、存储和利用，企业不必再组建自己的数据中心。效用计算把计算包装成一种服务，形成效用计算服务模型，它发展的进一步延伸就是云计算。效用计算和云计算在很多方面有着共性。效用计算效用计算效用计算是一种提供服务的模型，在这个模型里，服务提供商提供用户需要的计算资源和基础设施管理，并根据应用所占用的资源情况进行计费，而不是仅仅按照速率进行收费。云计算也是一种服务模型，它使用互联网上大量的分布式计算机来代替本地计算机或远程服务器，帮助企业完成大量计算任务，为企业节省了大量时间和设备成本，从而能够将更多的资源放在自身业务的发展上，将数据业务外包给公用计算供应商来处理。效用计算云计算需要效用计算，需要对用户进行计费。可以说，云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算科学概念的商业实现，并采用效用计算的商业模式，为广大用户提供服务。5.实战项目实战项目能够在线使用云端的Office，并邀请其他人共同使用Office。项目目标实战项目注册新建文档编辑文档体验功能THANKYOU回顾01云计算的概念02云计算的内涵03其他计算云计算的服务第二章目录01云计算的服务02三种服务模式03云计算服务模式例04实战项目—github云端代码仓库1.云计算的服务云计算的服务云计算是一种服务，它将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源和服务。云计算的服务云计算服务提供商是云计算服务的提供者，它以软件即服务、平台即服务、基础设施即服务的模式将云计算资源组织起来，提供给用户。云计算服务的用户可以是大型企业、政府、事业单位、科研单位，也可以是中小型企业，甚至是个人。云计算服务提供商把云计算以多种模式进行组织，以服务的形式像水和电一样提供给用户使用。云计算的服务云计算的服务以中小型企业为例，云计算服务提供商可以为它们搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运作平台，并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务。云计算的服务（1）从技术方面来看：企业采用云计算服务模式在效果上与企业自建信息系统基本没有区别，企业无须再配备互联网方面的专业技术人员，同时又能得到最新的技术实现，满足企业对信息管理的需求。云计算服务提供商通过有效的技术措施，可以保证每家企业数据的安全性和保密性。云计算的服务（2）从投资方面来看：企业不用一次性投资到位，不占用过多的营运资金，只以相对低廉的租金进行投资，即可通过互联网享用信息系统。企业无须购买软硬件、建设机房、招聘互联网技术人员，只需前期支付一次性的项目实施费和定期的软件租赁服务费，节省了大量用于购买互联网产品、技术和维护运行的资金。企业从而缓解了资金不足的压力，不用考虑成本折旧问题，并能及时获得最新硬件平台及最佳解决方案。云计算的服务（3）从维护和管理方面来看：由于企业采取租用服务的方式来进行物流业务管理，不需要专门的维护和管理人员，也不需要为维护和管理人员支付额外费用。很大程度上缓解企业在人力、财力上的压力，使其能够集中资金对核心业务进行有效的运营。并且，企业可以像使用水电一样，方便地利用信息化系统，从而大幅度降低了中小企业信息化的门槛与风险。云计算的服务从以上的例子可以看出，云计算服务提供商可以为用户提供网络软件、开发平台、甚至基础设施的服务。根据现在最常用，也是较权威的标准，美国国家标准技术研究院（NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）的定义，从用户体验的角度，云计算主要分为三种服务模式。云计算的服务（1）SoftwareasaService，软件即服务，简称SaaS，这层的作用是将应用作为服务提供给用户。（2）PlatformasaService，平台即服务，简称PaaS，这层的作用是将一个开发平台作为服务提供给用户。（3）InfrastructureasaService，基础设施即服务，简称IaaS，这层的作用是提供虚拟机或者其他资源作为服务提供给用户。2.三种服务模式软件即服务SaaS软件即服务（SoftwareasaService，SaaS）是云计算的一种服务模式，即把软件作为一种服务提供的商业模式，SaaS诞生于互联网，随着云计算的发展而快速发展。软件即服务SaaS云计算服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上，用户可以根据自己实际需求，通过互联网向服务提供商定购所需的应用软件服务，按定购的服务多少和时间长短向服务提供商支付费用，并通过互联网获得厂商提供的服务，用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限的应用程序设置。用户不用再购买软件，而改用向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动，且无须对软件进行维护，服务提供商会全权管理和维护软件，服务提供商在向用户提供互联网应用的同时，也提供软件的离线操作和本地数据存储，让用户随时随地都可以使用其定购的软件和服务。软件即服务SaaSSaaS产品主要有以下几个功能：软件即服务SaaS（1）随时随地访问：在任何时候或者任何地点，只要接上网络，用户就能访问SaaS产品。（2）支持公开协议：SaaS产品通过支持公开协议（如HTML4/5等协议），能够方便用户使用。（3）安全保障：SaaS产品需要提供一定的安全机制，不仅要使存储在云端的用户数据处于绝对安全的境地，而且也要在用户端实施一定的安全机制(例如HTTPS协议)来保护用户。（4）多住户机制：SaaS产品通过多住户机制，不仅能更经济地支撑庞大的用户规模，而且能提供一定的可定制性以满足用户的特殊需求。软件即服务SaaS（5）优化服务的收费方式：用户可以按需要选择不同种类的收费方式，从而有效降低用户的运营成本。（6）灵活选择：用户可以灵活选择SaaS产品的模块、备份、维护、安全、升级等功能，按需定购，选择更加自由。（7）面向用户：SaaS产品为用户提供面对面使用指导，用户不需要额外增加专业的互联网技术人员，让用户可以更专注核心业务。（8）产品优化：SaaS产品可以灵活启用和暂停，产品更新速度加快。平台即服务PaaS平台即服务（PlatformasaService，PaaS）是云计算的一种服务模式，即把平台作为一种服务提供的商业模式。平台即服务PaaS云计算服务提供商提供的PaaS服务模式是将开发环境、服务器平台、硬件资源等服务提供给用户，用户在平台的基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他用户。PaaS和SaaS服务模式的区别在于SaaS的用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限的应用程序设置。PaaS服务模式将软件研发的平台作为一种服务放在网上，加快了SaaS产品的开发。PaaS服务模式可以提供的平台包括操作系统、编程语言环境、数据库和Web服务器等，用户可以在平台上部署和运行自己的应用。同时，用户不能管理和控制底层的基础设施，只能控制自己部署的应用。平台即服务PaaSPaaS服务模式面向的主要用户是开发人员。通过使用PaaS模式的产品，用户可以在一个包含软件开发工具包（SoftwareDevelopmentKit，SDK）、文档和测试环境等在内的开发平台上非常方便地编写应用。而且不论是在部署，或者在运行的时候，用户都无须为服务器、操作系统、网络和存储等资源的管理操心，这些烦琐的工作都由PaaS服务提供商负责处理。而且PaaS的整合率非常惊人，一台运行GoogleAppEngine的服务器能够支撑成千上万的GoogleAndroid应用，也就是说，开发人员通过利用PaaS服务模式极大地降低了开发成本。平台即服务PaaSPaaS产品主要有以下几个功能：平台即服务PaaS（1）友好的开发环境：PaaS产品通过提供SDK和集成开发环境（IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE）等工具来让用户能在本地方便地进行应用的开发和测试。（2）丰富的服务：PaaS产品会以应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface，API）的形式将各种各样的服务提供给上层的应用。（3）自动的资源调度：PaaS产品具有即可伸缩性，不仅能优化系统资源，而且能自动调整资源来帮助运行于其上的应用，以便更好地应对突发流量。平台即服务PaaS（4）精细的管理和监控：PaaS产品可以提供应用层的管理和监控，能够观察应用运行的情况和具体数值，例如，吞吐量和反映时间，以便更好地衡量应用的运行状态，PaaS产品还可以通过精确计量应用使用所消耗的资源来更好地计费。（5）易学习：PaaS产品包括不同类型的平台，用户在PaaS上面开发，则有可能不需要学习新的语言或者新的框架。（6）使用高安全的安全协议：PaaS产品需要使用高安全的安全协议，并不断更新安全协议和措施，数据泄露以及个人身份数据的丢失都将招致严厉的处罚，并有可能导致非常重大的业务损失或失败。平台即服务PaaS制约PaaS产品发展的最大的问题是安全问题，即数据加密需求对应用程序性能的影响以及灾难恢复。数据加密是在把数据发送给PaaS服务之前PaaS产品必须执行的一个操作步骤，而这一步骤需要花费大量的时间，从而对应用程序的性能造成了不利影响。第二个问题是灾难恢复。如果一家PaaS服务提供商发生了长时间的故障，那么PaaS服务的所有用户是否能够继续开展正常的业务，处于队列中或处理过程中的消息会被如何处理，数据是否会被恢复，这都是PaaS产品需要解决的问题。基础设施即服务IaaS基础设施即服务（InfrastructureasaService，IaaS）是云计算的一种服务模式，即把基础设施作为一种服务提供的商业模式。基础设施即服务IaaSIaaS服务模式可以理解为云计算服务提供商将多台服务器的内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池，为用户提供存储资源和虚拟化资源等服务。IaaS服务模式的主要用户是系统管理员。用户可以通过IaaS获取计算机、存储空间、网络连接、负载均衡和防火墙等基本资源，可以在此基础上部署和运行各种软件，包括操作系统和应用程序。但是，用户不能管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、存储空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如路由器、防火墙、负载均衡器等）的控制。这些基础设施的烦琐的管理工作将由IaaS服务提供商来处理。基础设施即服务IaaSIaaS产品主要有以下几个功能：基础设施即服务IaaS（1）资源抽象：IaaS使用资源抽象的方法，例如资源池，可以更好地调度和管理物理资源。（2）资源监控：IaaS通过对资源的监控，能够保证基础设施高效率的运行。（3）负载管理：通过负载管理，IaaS不仅使部署在基础设施上的应用更好地应对突发情况，还可以更好地利用系统资源。基础设施即服务IaaS（4）数据管理：IaaS产品需要保证数据的完整性、可靠性以及可管理性。（5）资源部署：IaaS资源的部署将整个资源从创建到使用的流程自动化。（6）安全管理：IaaS的安全管理的主要目标是保证基础设施和其提供的资源能被合法地访问和使用。（7）计费管理：通过细致的计费管理，IaaS能使用户更灵活地使用资源。基础设施即服务IaaS但是，IaaS也可能存在安全漏洞，例如，服务商提供一个共享的基础设施，包括CPU缓存、GPU等，对于该系统的使用者而言，基础设施并不是完全隔离的，这样就会产生一个后果，当一个攻击者得逞时，全部服务器都向攻击者敞开了大门。目前，IaaS一般从分区和防御策略的角度来解决这个问题，监控环境是否有未经授权的修改和活动。三种服务模式的关系云计算的三种主要的服务模式SaaS、PaaS和IaaS之间既有联系也有区别。三种服务模式的关系可以从两个角度进行分析：（1）用户体验角度：SaaS、PaaS和IaaS之间关系是独立的，因为它们主要的用户类型不同。SaaS的用户主要是中小型企业和普通用户，用户直接使用云平台的软件服务，不要求用户掌握编程开发知识；PaaS的用户主要是开发者，用户需要在云平台开发程序，要求用户掌握一定的编程开发知识；IaaS的用户是系统管理员，用户需要对云平台的系统进行管理，要求用户掌握较好的编程开发知识和系统管理知识。（2）技术角度：虽然SaaS是基于PaaS产生，而PaaS基于IaaS产生，但它们并不是简单的继承关系，因为首先SaaS可以基于PaaS或者直接部署于IaaS之上，其次PaaS可以从IaaS上构建，也可以直接构建在物理资源之上。三种服务模式的关系

服务类型用户类型用户获取的资源对用户的要求代表产品SaaS软件普通用户有限不需要掌握特定知识GoogleAppsPaaS平台开发者中等需要一定编程知识AzurePlatformIaaS基础设施系统管理员较大需要较好的系统管理知识EC2三种服务模式的关系除了NIST定义的云计算的三种主要服务模式SaaS、PaaS和IaaS之外，云计算在发展过程中还涌现了以下几种服务模式：三种服务模式的关系（1）HardwareasaService，硬件即服务，简称HaaS，这层的作用是将硬件作为服务提供给用户。（2）BackendasaService，后端即服务，简称BaaS，这层的作用是将后端作为服务提供给用户。（3）MobileBackendasaService，移动后端即服务，简称MBaaS，这层的作用是将移动后端作为服务提供给用户。三种服务模式的关系（4）MetalasaService，金属即服务，简称MaaS，这层的作用是将金属设备作为服务提供给用户。（5）InformationTechnologyasaService，IT即服务，简称ITaaS，这层的作用是将信息技术作为服务提供给用户。（6）CommunicationsasaService，通信即服务，简称CaaS，这层的作用是将通信作为服务提供给用户。3.云计算服务模式例天翼云中国电信公司从2009年启动云计算的研究和开发，至2011年8月正式对外发布名为“天翼云”的云计算战略、品牌及解决方案，2012年9月，电信正式对外提供云主机和云存储服务，成为中国3大运营商中对外提供云计算服务的第一家。中国电信公司的云计算发展战略明确提出做IaaS服务提供商领导者、PaaS应用的主导者和SaaS服务的提供者，因此“天翼云”的云计算体系主要包括IaaS、PaaS和SaaS三个平台以及其他平台。天翼云（1）HaaS平台：包括服务器、存储设备、网络设备、安全设备等。（2）IaaS平台：以虚拟机服务为主，完成计算机设备、网络设施、移动互联网设施等IT资源的虚拟化和基础管理，建立相应的多租户管理、服务管理、计费、账务等云计算服务管理系统，通过现有业务渠道，对外提供弹性存储、弹性计算、大容量数据库、灾备等IaaS云计算服务。（3）运营支撑系统（TheOfficeofStrategicServices，OSS）：主要支撑电信的运营，包括网络管理系统（NetworkManagementSystem，NMS）和网元管理系统（ElementManagementSystem，EMS）等。天翼云（4）业务支撑系统（BusinessSupportSystem，BSS）：主要支撑电信的业务，包括用户关系管理（CustomerRelationshipManagement，CRM）、业务运营支撑系统(Business&OperationSupportSystem，BOSS)、在线计费系统（OnlineChargingSystem，OCS）、融合计费系统（ConvergentBillingSystem，CBS）、电子充值中心（E-VoucherCenter，EVC）、经营分析系统（BusinessIntelligence，BI）等。（5）OS-PaaS平台：包括计费引擎、协议适配、网络接入、商业智能引擎、海量存储、分布式文件系统、并行数据处理、分布式锁服务、集群调度管理等。天翼云（6）AS-PaaS平台：包括媒体（图片、音乐、视频）、通信（语言、短信、彩信、网络）、业务，Web资源（搜索、地图、邮箱）等；PaaS平台整合电信业务服务能力、IaaS平台的计算、存储能力，以及地理信息、社交网络、搜索等互联网热门应用，对政府、企业和其他社会机构提供综合的云平台服务。（7）SaaS平台，包括融合通信、融合信息、移动商店、数字音乐、多重播放、融合视讯、移动办公、统一通信、行业应用等；针对特定行业和典型应用，中国电信还提供基于云计算的专业解决方案，例如，中国电信在上海等地实施的金融云、职能交通云。天翼云（8）ITaaS平台，包括企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning，ERP）、管理信息系统（ManagementInformationSystem，MIS）、办公自动化（OfficeAutomation，OA）、供应链管理（Supplychainmanagement，SCM）、企业信息（EnterpriseMessaging，EM）等。4.实战项目实战项目直观地看到项目代码更新变化完成云端代码备份项目目标实战项目注册创建仓库SSH配置上传代码THANKYOU回顾01云计算的服务02三种服务模式03云计算服务模式例云计算的部署第三章目录01云计算的部署方式02部署方式的联系和区别03实战项目—部署CloudSim云计算平台1.云计算的部署方式云计算的部署方式云计算的部署是由数以万计的计算机组成，并通过计算机网络对外提供云计算服务，云端使用的计算资源可以随时随地进行扩展和压缩，使所有的计算机硬件资源都能充分发挥各自的效能，最大程度的减少硬件资源的使用，降低成本。对于云端数据的存储和处理，云计算通过计算机机群来进行存储和处理，利用数据处理中心管理大量计算机组成的机群，按照用户的需求进行计算资源分配，实现和超级计算机一样的访问速度和处理效果，却大大降低了硬件成本。云计算的部署方式云计算的部署方式云计算的四种部署模型：公有云公有云，也称外部云，描述了云计算的传统主流含义，通常指云计算服务提供商为公众提供的能够使用的云计算平台。公共云建立在一个或多个数据中心上，并由云计算服务提供商操作和管理，公有云的服务通过公共的基础设施提供给多个用户。公有云的核心属性是共享资源服务，理论上任何人都可以通过授权接入该平台。公有云公有云在公有云模式下，应用程序、资源、存储和其他服务都由云计算服务提供商提供给用户。这些服务大部分都是免费的，也有部分按需按使用量来付费，公有云的模式只能使用互联网来访问和使用。云计算服务提供商通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务，外部用户通过互联网访问服务，并不拥有云计算资源。公有云公共云的部署模式通常可以提供可扩展的云计算服务以及进行高效设置，可以充分发挥云计算服务的规模经济效益。公共云能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户，创造较高的业务价值，公有云作为一个支撑平台，还能够整合上游的服务（例如增值业务和广告），以及服务提供者和下游用户，打造一套价值链和生态系统。公有云公共云的最大优点是，它由外部或者第三方提供商采用细粒度、自服务的方式在互联网上通过网络应用程序或者Web服务动态提供资源。而这些外部或者第三方提供商基于细粒度和效用计算方式分享资源和费用，其所使用的程序、服务及相关数据都存放在公共云的提供者处，自己无须做相应的投资和建设。公有云公有云的计算模型分为三个部分：1.公有云接入2.公有云平台3.公有云管理公有云公有云被认为是云计算的主要形态。在国内外发展如火如荼，目前，典型的公共云有中国电信的天翼云、微软的WindowsAzurePlatform、亚马逊的AWS、Salesforce公司的S，以及国内的阿里云、用友伟库等。根据市场参与者类型分类，可以分为四类。公有云（1）传统电信基础设施运营商，包括中国移动的移动云、中国联通的联通云和中国电信的天翼云等。（2）互联网巨头打造的公有云平台，如腾讯的腾讯云、百度的百度云、盛大云等。（3）传统计算机软硬件厂商开发的云平台，如微软的WindowsAzurePlatform等。（4）部分IDC运营商创建的云平台，如亚马逊的AWS、世纪互联、阿里云等。公有云目前，制约公有云发展最大的问题是它的安全性。由于用户的数据不存储在自己的数据中心，数据的安全性存在一定风险。同时，公共云的可用性不受使用者控制，这方面也存在一定的不确定性。在公共云中，安全管理以及日常操作划归给第三方供应商，由第三方供应商负责公共云计算服务产品。因此，相对于私有云而言，公共云计算服务产品的用户对于云计算的物理安全以及逻辑安全层面的掌控及监管程度较低。社区云社区云是指在一定的地域范围内，由云计算服务提供商统一提供计算资源、网络资源、软件和服务能力所形成的云计算形式。社区云基于社区内的网络互连优势和技术易于整合等特点，通过对区域内各种计算能力进行统一服务形式的整合，结合社区内的用户需求共性，实现面向区域用户需求的云计算服务模式。社区云社区云社区云建立在一个特定的小组里多个目标相似的成员之间，他们共享一套基础设施，所产生的成本由社区云成员共同承担，能节约一定的成本。社区云的成员都可以登入云中获取信息和使用应用程序。社区云社区云具有如下特点：（1）区域型和行业性。（2）有限的特色应用。（3）资源的高效共享。（4）社区内成员的高度参与性。私有云私有云也称内部云，是建立在私有网络上的云计算的产品。私有云是为用户单独使用而构建的，因而可以提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。私有云的用户拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云的用户可部署在企业数据中心的防火墙内，也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所。私有云私有云一般来说，私有云是企业自己使用的云，它所有的服务不供别人使用，而只供自己内部人员或分支机构使用，它的核心属性是专有资源。与私有云相关的网络、计算以及存储等基础设施都是为用户所独有的，并不与其他的用户分享。私有云在私有云计算模式下，用户的数据安全性、系统可用性都可由自己控制，安全管理以及日常操作划归到内部IT部门或者基于SLA合同的第三方。这种直接管理模式的好处在于，私有云用户可以高度掌控及监管私有云基础设施的物理安全和逻辑安全层面。这种高度可控性和透明度，使得企业容易实现其安全标准、策略以及合规。私有云的部署比较适合于有众多分支机构的大型企业或政府部门。随着这些大型企业数据中心的集中化，私有云将会成为他们部署IT系统的主流模式。私有云私有云分为以下三个部分：（1）私有云平台：向用户提供各类私有云计算服务、资源和管理系统。（2）私有云计算服务：向用户提供了以资源和计算能力为主的云计算服务，包括硬件虚拟化、集中管理、弹性资源调度等。（3）私有云管理：负责私有云计算各种服务的运营，并对各类资源进行集中管理。私有云与公有云相比，私有云的优势在于以下几点：1.数据安全2.服务质量SLA3.充分利用现有硬件资源和软件资源私有云但是，相比公有云，私有云的缺点在于：企业必须购买、建造以及管理自己的云计算环境，这样就无法获得较低的前期费用开销，也无法实现较少的维护管理等。私有云的企业用户需要对其私有云的管理全权负责。所以，私有云的投资较大，尤其是一次性的建设投资较大。而且，云计算的规模经济效益也受到了限制，整个基础设施的利用率要远低于公有云。混合云混合云是两种或两种以上的云计算模式的混合体，如公有云和私有云的混合，它是介于公有云和私有云之间的一种折中方案。他们相互独立，但在云的内部又相互结合，可以发挥出所混合的多种云计算模型各自的优势。一般来说，混合云由内部及外部供应商共同构建。使用混合云计算模式，用户在公有云上运行非核心应用程序，而在私有云上支持其核心程序以及内部敏感数据。混合云混合云企业是混合云的主要用户，这是因为企业用户愿意将数据存放在私有云中，但是同时又希望可以获得公有云的计算资源。在这种情况下混合云被越来越多的企业采用，混合云将公有云和私有云进行混合和匹配，以获得最佳的效果，这种个性化的解决方案，达到了既省钱又安全的目的。混合云混合云通过整合云计算的部署模式，提供的服务在逐步改进，障碍逐渐被克服，云计算的能力也在逐渐增强。混合云的主要优势在于以下几点。混合云1.更完美私有云的安全性比公有云高，而公有云的计算资源又是私有云无法企及的。在这种矛盾的关系下，混合云完美地解决了这个问题，它既可以利用私有云的安全，将内部重要数据保存在本地数据中心；同时也可以使用公有云的计算资源，更高效快捷地完成工作，相比私有云或是公有云，混合云更完美。混合云2.可扩展混合云突破了私有云的硬件限制，利用公有云的可扩展性，可以随时获取更高的计算能力。企业通过把非机密功能移动到公有云区域，可以降低对内部私有云的压力和需求。混合云3.更节省混合云可以有效地降低成本。它既可以使用公有云又可以使用私有云，企业可以将应用程序和数据放在最适合的平台上，获得最佳的利益组合。2.部署方式的联系和区别

部署方式的联系和区别公有云、社区云、私有云、混合云各占据一定的云计算市场，各有优势和劣势。部署方式的联系和区别1.私有云安全性好数据安全对于企业来说至关重要，公有云平台存在一定的安全隐患，私有云平台更适合关键性业务，企业用户，尤其是大型企业用户会更多地倾向于选择私有云平台。对于中小企业来说，传统IT服务足以满足现有需求，并且随着技术的进步，传统IT服务与云计算服务的成本差距会越来越小。部署方式的联系和区别2.公有云更符合云计算规模经济效益云计算的最大优势就是其规模经济效益，大多数企业在选择云计算方案时更多地考虑成本因素。并且，随着技术的进步，公有云的安全问题会逐渐得到解决，服务提供商与企业之间会逐渐建立信任关系。部署方式的联系和区别3.社区云能降低企业的运营和开发成本社区云建立在一个特定的小组里多个目标相似的成员之间，他们共享一套基础设施，所产生的成本由社区云成员共同承担，能节约一定的成本。部署方式的联系和区别4.混合云集成公有云、私有云双重优势混合云既可以尽可能地发挥云计算系统的规模经济效益，同时又可以保证数据安全性。那些不是很敏感的非关键业务可以由混合云中的公有模块实现，而对那些安全性要求较高的应用则可以迁移到私有模块实现。混合云可以引入更多诸如身份认证、数据隔离、加密等安全技术来保证数据的安全，同时保留云计算系统的规模经济效益。部署方式的联系和区别5.公有云、私有云、社区云、混合云共同发展，相互补充公有云、私有云、社区云、混合云四种云计算部署模式并不会出现谁取代谁，谁压倒谁。不同企业的不同需求需要不同的解决方案。公有云、私有云、社区云、混合云可能会长期共存，优势互补，共同服务于企业用户。3.实战项目实战项目部署CloudSim云计算平台项目目标实战项目安装和配置JDK配置环境变量安装eclipse导入项目THANKYOU回顾01云计算的部署方式02部署方式的联系和区别云计算的特点第四章目录01云计算的本质02云计算的特点03实战项目—安装虚拟机软件1.云计算的本质云计算的本质2006年，全球产生161EB的数据，印成书是地球到太阳距离的10倍；2007年，全球产生280EB数据，全世界平均每人45GB，而人类历史5000年的文字记载只有5EB。大数据，指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。云计算的本质传统的计算机的计算方法没有足够的能力计算海量的信息，云计算作为计算机科学范畴内的一种概念，应运而生。云计算自从它诞生以来，经历了一个飞速发展的过程。在百度中搜索关键词“数据库”“Linux”“计算机网络”“虚拟现实”，分别返回10000万、4480万、6690万、3000万搜索结果，搜索关键词“云计算”，返回3760万搜索结果，可以看到的是，云计算虽然是一门新技术，但它在网络上的热度已经比肩一些传统的计算机学科和技术。云计算的本质云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。与传统的计算模式相比，云计算主要具有这些特点：超大规模、支持异构基础资源、高可靠和容灾能力、廉价和性价比高、按需服务按量计费、资源利用率高、资源虚拟化和透明化、高可伸缩和高扩展性。2.云计算的特点超大规模云计算服务通常由运行在多个数据中心的集群系统提供，每个数据中心的节点数量可以达到上万台。这样，云计算能够为各种不同的应用提供海量的计算和存储资源。例如，Google的云计算中心已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软等公司的云计算中心均拥有几十万台服务器，一般中小企业企业的私有云拥有数百至上千台服务器。云计算超大规模的特性能赋予用户前所未有的计算能力，用户可以通过自己的计算机、笔记本、平板计算机或者移动终端等设备在任意时间和任意地点访问自己存储在云端的数据。高可靠和容灾能力云计算使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，在某种程度上，使用云计算比使用本地计算机更加可靠，这是因为一旦本地计算机损坏，在没有备份的情况下，损失的数据较难恢复。云计算的分布式数据中心可将云端的用户信息备份到地理上相互隔离的数据库主机中，云计算的存储服务保证用户的数据在存储时有多个备份，甚至用户自己也无法判断信息的确切备份地点，任意一台物理机器的损坏都不会造成用户数据的丢失。高可靠和容灾能力多数据中心的设计不仅仅提供了数据恢复的依据，也使得网络病毒和网络黑客的攻击失去目的性而变成徒劳，大大提高系统的安全性。在容灾方面，云计算也保证了地震、海啸、火灾等灾难不会对用户的数据存储和访问产生影响。在储存上和计算能力上，云计算技术相比以往的计算机技术具有更高的服务质量，同时在节点检测上也能做到智能检测，在排除问题的同时不会对系统带来任何影响。廉价和性价比高云计算的核心理念是由廉价甚至过时的计算机组成并提供高性能和可靠的服务。云计算平台不需要都由高性能服务器组成，云计算的特殊容错措施使云计算可以采用极其廉价的节点来构成云。在达到同样性能的前提下，组建一个超级计算机所消耗的资金很多，而云计算通过采用大量商业机组成集群的方式，所需要的费用与之相比要少很多。同时，云计算的自动化集中式管理使用户无须负担日益高昂的数据中心管理成本。云计算设施可以建在电力资源丰富的地区，从而大幅降低能源成本。在使用同样的硬件资源时，云计算能够为更多的用户服务，减少了硬件、机房和电力的投入，降低了运营成本。云计算对用户的用户端要求低，可以轻松地共享不同设备之间的数据和应用，使用起来很方便。按需服务按量计费云计算是一个庞大的资源池，按需服务按量计费是云计算的重要特点，云计算是一种即付即用的服务模式。云计算可以针对用户不同的服务类型，通过计量的方法来自动控制和优化资源配置，所以云计算的资源使用可被监测和控制。按需分配是云计算平台支持资源动态流转的外部特征表现。云计算平台通过虚拟分拆技术，可以实现计算资源的同构化和可度量化，可以提供小到一台计算机，多到千台计算机的计算能力。按量计费起源于效用计算，在云计算平台实现按需分配后，按量计费也成为云计算平台向外提供服务时的有效收费形式。按需服务按量计费云计算按用户的需要提供服务，用户使用云计算可以像自来水、电和煤气那样做到按实际使用资源的数量付费，大大降低了用户在硬件上的投入。例如，用户可以充分享受云计算的低成本优势，花费几百元、一天时间就能完成以前需要数万元、数月时间才能完成的数据处理任务。用户在服务选择上将具有更大的空间，通过缴纳不同的费用来获取不同层次的服务。资源利用率高云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，通过资源虚拟化的方式为用户提供可伸缩的资源，支持各种不同类型的应用同时在系统中运行，并利用各种应用对资源的需求可能随时间而变化的特点，以对不同应用进行“削峰填谷”的方式，提高整体的资源利用率，从而对外提供低成本的云计算服务。云计算根据每个租户的需要在一个超大的资源池中动态分配和释放资源，不需要为每个租用者预留峰值资源。由于云计算平台规模大、租户数量众多、支撑的应用种类多样，比较容易做到平稳的整体负载，因此，云计算资源利用率可以达到80%左右。资源利用率高如果使用传统的方法托管服务器，互联网数据中心一般采用服务器和虚拟主机等方式对网站提供服务，每个网站租用的网络带宽、处理能力和存储空间都是固定的。为了保证服务质量，网站一般会按照峰值要求来配置服务器和网络资源，造成服务器的利用率通常仅为10%～15%，磁盘系统的利用率也仅仅在40%左右，许多物理服务器的购买实际上并不必要。因此，云计算资源利用率是传统计算模式的5～7倍。资源虚拟化和透明化云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取服务。所请求的资源来自云计算平台，而不是固定的有形实体。应用在云平台中某处运行，但实际上用户无须了解应用运行的具体位置，只需要一台计算机或一台手机或平板，就可以通过网络服务来获取各种能力超强的服务，甚至包括超级计算这样的任务。资源虚拟化和透明化对云计算服务提供商而言，各种底层资源，例如计算、储存、网络、资源逻辑等资源的异构性被屏蔽，边界被打破，所有的资源可以被统一管理和调度，成为云计算资源池，从而为用户提供按需服务。对用户而言，云计算的虚拟化技术将云平台上方的应用软件和下方的基础设备隔离开来，用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类设备，基础设备层是透明的，无限大的，用户无须了解内部结构，只关心自己的需求是否得到满足即可。这种架构减少了设备依赖性，也为动态的资源配置提供可能。高可伸缩和高扩展性云计算将传统的计算、网络和存储资源通过虚拟化、容错和并行处理技术，转化成可以弹性伸缩、可扩展的服务，从而满足应用和用户规模增长的需要。高可伸缩和高扩展性云计算支持资源动态伸缩，实现基础资源的网络冗余，意味着添加、删除、修改云计算环境的任一资源节点，抑或任一资源节点异常宕机，都不会导致云环境中的各类业务的中断，也不会导致用户数据的丢失。这里的资源节点可以是计算节点、存储节点和网络节点。而资源动态流转，则意味着在云计算平台下实现资源调度机制，资源可以流转到需要的地方。高可伸缩和高扩展性如在系统业务整体升高情况下，可以启动闲置资源，纳入系统中，从而提高整个云平台的承载能力。而在整个系统业务负载低的情况下，则可以将业务集中起来，而将其他闲置的资源转入节能模式，从而在提高部分资源利用率的情况下，达到其他资源绿色、低碳的使用效果。高可伸缩和高扩展性云计算的虚拟资源池为用户提供弹性服务，根据用户的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源，当用户增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供，如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。因此云计算对于在非恒定需求的应用，如对需求波动很大、阶段性需求等，具有非常好的使用效果。云计算的虚拟资源池既可以对规律性需求通过事先预测事先分配，也可根据事先设定的规则进行实时动态调整。弹性的云计算服务可帮助用户在任意时间得到满足需求的计算资源。云计算为用户提供的这种能力是无限的，实现了IT资源利用的可扩展性。支持异构基础资源云计算可以构建在不同的基础平台之上，即可以有效兼容各种不同种类的硬件和软件基础资源，包括计算、存储、网络等设备和操作系统、中间件、数据库等软件。云计算不针对特定的应用，在云计算平台的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个云计算平台可以同时支撑不同的应用运行。云计算为用户提供良好的编程模型，用户可以根据自己的需要进行程序制作，这样便为用户提供了巨大的便利性，同时也节约了相应的开发资源。支持异构基础资源云计算为用户提供自助化的资源服务，用户无需同提供商交互就可自动得到自助的计算资源能力。同时云计算系统为用户提供一定的应用服务目录，用户可采用自助方式选择满足自身需求的服务项目和内容。4.实战项目实战项目安装虚拟机软件Vmware了解虚拟化特点项目目标实战项目安装VMwareTHANKYOU回顾01云计算的本质02云计算的特点云计算安全第五章目录01云计算和信息安全02密码技术和密码学03对称密码和公钥密码04密码算法05公钥基础设施和身份与访问管理06哈希07实战项目1—文件的MD5校验08实战项目2—云端安全通信1.云计算和信息安全云计算和信息安全云计算的业务共享场景复杂多变，相比传统领域其在安全性方面的挑战更加严峻，一些新型的安全问题变得比较突出，如多个虚拟机租户间并行业务的安全运行，公有云中海量数据的安全存储等。由于云计算的安全问题涉及广泛，主要包括以下几个方面。云计算和信息安全（1）用户身份安全问题：云计算通过网络提供弹性可变的IT服务，用户需要登录到云端来使用应用与服务，系统需要确保使用者身份的合法性，才能为其提供服务。如果非法用户取得了用户身份，则会危及合法用户的数据和业务。（2）共享业务安全问题：云计算的底层架构（IaaS和PaaS层）是通过虚拟化技术实现资源共享调用，优点是资源利用率高的优点，但是共享会引入新的安全问题，一方面需要保证用户资源间的隔离，另一方面需要面向虚拟机、虚拟交换机、虚拟存储等虚拟对象的安全保护策略，这与传统的硬件上的安全策略完全不同。云计算和信息安全（3）用户数据安全问题：数据的安全性是用户最为关注的问题，广义的数据不仅包括用户的业务数据，还包括用户的应用程序和用户的整个业务系统。数据安全问题包括数据丢失、泄漏、篡改等。传统的IT架构中，数据是离用户很“近”的，数据离用户越“近”则越安全。而云计算架构下数据常常存储在离用户很“远”的数据中心中，需要对数据采用有效的保护措施，如多份复制，数据存储加密，以确保数据的安全。云计算和信息安全所以，云计算需要信息安全，信息安全主要包括以下五方面的内容，即需保证信息的保密性、真实性、完整性、未授权复制和所寄生系统的安全性。信息安全本身包括的范围很大，其中包括如何防范商业企业机密泄露、防范青少年对不良信息的浏览、个人信息的泄露等。网络环境下的信息安全体系是保证信息安全的关键，包括计算机安全操作系统、各种安全协议、安全机制（数字签名、消息认证、数据加密等），直至安全系统，如UniNAC、DLP等，只要存在安全漏洞便可以威胁全局安全。云计算和信息安全信息安全是指信息系统（包括硬件、软件、数据、人、物理环境及其基础设施）受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断，最终实现业务连续性。信息安全学科可分为狭义安全与广义安全两个层次，狭义的安全是建立在以密码论为基础的计算机安全领域，早期中国信息安全专业通常以此为基准，辅以计算机技术、通信网络技术与编程等方面的内容广义的信息安全是一门综合性学科，从传统的计算机安全到信息安全，不但是名称的变更也是对安全发展的延伸，安全不再是单纯的技术问题，而是将管理、技术、法律等问题相结合的产物。2.密码技术和密码学密码技术和密码学密码是一种用来混淆的技术，它希望将可识别的信息转变为无法识别的信息。当然，对一小部分人来说，这种无法识别的信息是可以再加工并恢复的。登录网站、电子邮箱和银行取款时输入的“密码”其实严格来讲应该仅被称作“口令”，因为它不是本来意义上的“加密代码”，但是也可以称为秘密的号码。密码按特定法则编成，是对通信双方的信息进行明密变换的符号。换而言之，密码是隐蔽了真实内容的符号序列。密码把用公开的、标准的信息编码表示的信息通过一种变换手段，将其变为除通信双方以外其他人所不能读懂的信息编码。密码技术和密码学密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。密码的相关知识组成一门深奥的学科，被称为密码学，密码学是研究如何隐秘地传递信息的学科，在现代特别指对信息以及其传输的数学性研究，常被认为是数学和计算机科学的分支，和信息论也密切相关。密码技术和密码学密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的，并随着先进科学技术的利用，已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果，特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。密码技术和密码学密码学有着悠久的历史，密码在古代就被用于信息通信传输过程中的保密和存储中的保密。在近代和现代战争中，传递情报和指挥战争均离不开密码学，外交斗争中也离不开密码学。著名的密码学者RonRivest解释道：“密码学是关于如何在敌人存在的环境中通信”，自工程学的角度，这相当于密码学与纯数学的异同。密码学是信息安全等相关议题，如认证、访问控制的核心。密码学的首要目的是隐藏信息的含义，并不是隐藏信息的存在。密码技术和密码学密码算法的基本类型可以分为四种：（1）错乱：按照规定的图形和线路，改变明文字母或数码等的位置成为密文。（2）代替：用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文。（3）密本：用预先编定的字母或数字密码组，代替一定的词组单词等变明文为密文。（4）加乱：用有限元素组成的一串序列作为乱数，按规定的算法，同明文序列相结合变成密文。以上四种密码体制，既可单独使用，也可混合使用，以编制出各种复杂度很高的实用密码算法。使用密码算法进行密码运算的系统叫作密码系统。密码技术和密码学一个密码系统包括以下功能：对于给定的明文和密钥，加密变换将明文变为密文，在接收端，利用解密密钥完成解密操作，将密文恢复成原来的明文。在密码系统中，除合法用户外，还有非法的截收者，他们试图通过各种办法窃取机密或窜改消息，利用文字和密码的规律，在一定条件下，采取各种技术手段，通过对截取密文的分析，以求得明文，还原密码编制，即破译密码。破译不同强度的密码，对条件的要求也不相同，甚至很不相同。密码技术和密码学一个安全的密码系统应该满足：（1）非法截收者很难从密文中推断出明文；（2）加密和解密算法应该相当简便，而且适用于所有密钥空间；（3）密码的保密强度只依赖于密钥；（4）合法接收者能够检验和证实消息的完整性和真实性；（5）消息的发送者无法否认其所发出的消息，同时也不能伪造别人的合法消息；（6）必要时可由仲裁机构进行公断。3.对称密码和公钥密码对称密码和公钥密码区别于古典密码学，一般认为现代密码学包括对称密码学（又被称作单钥密码学）和非对称密码学（又被称作公钥密码学）。由于信息技术和电子工业的发展，现有的密码算法的安全性都存在极大的挑战，不断有旧的密码算法被攻破，有新的密码算法被推出。现代密码学正因为密码算法的推陈出新而不断发展。同时，根据密码算法设计的密码软硬件的使用范围也极为广泛，这也推动了密码学的发展。对称密码和公钥密码对称密码的加密方式一般有两种：第一种是流密码算法，即按明文的字符顺序逐位地进行加密第二种是分组密码算法，即将明文进行分组，然后逐组地进行加密。对称密码和公钥密码对称密码在一定程度上解决了保密通信的问题，但随着密码学的发展，它可使用的范围的局限性就显现出来了。公钥密码的概念是由美国密码学家WhitfieldDiffie和MartinHellman在1976年首次共同提出的。公开密钥即运用单向函数的数学原理，以实现加、解密密钥的分离。加密密钥是公开的，解密密钥是保密的。对称密码和公钥密码公钥密码一般都是基于计算复杂度上的困难问题设计的密码，例如大整数因子分解问题和离散对数问题。由于这些困难问题目前不存在实际的攻击方法，使得基于这些问题的公钥密码也处于同样的安全程度。其中，在公钥密码中，基于大整数因子分解或者基于离散对数问题的密码主要有RSA密码和椭圆曲线密码。对称密码和公钥密码数字签名（又称公钥数字签名、电子签章）是一种类似写在纸上的普通的物理签名，使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。数字签名的文件的完整性是很容易验证的，而且数字签名具有不可抵赖性。对称密码和公钥密码数字签名的过程是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者；接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函数对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过。所以，数字签名具有保证信息传输的完整性、发送者的身份认证、防止交易中的抵赖发生等特点。对称密码和公钥密码公钥数字签名体制包括普通数字签名和特殊数字签名。普通数字签名算法有RSA、ElGamal、Fiat-Shamir、Guillou-Quisquarter、Schnorr、Ong-Schnorr-Shamir、Des/DSA。椭圆曲线数字签名算法和有限自动机数字签名算法等；特殊数字签名有盲签名、代理签名、群签名、不可否认签名、公平盲签名、门限签名、具有消息恢复功能的签名等，它与具体使用环境密切相关。4.密码算法DES密码DES密码算法，即数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码算法。DES密码在1976年，它被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料的处理标准。DES密码算法是一种使用密钥加密的块算法，它的明文按64位进行分组，参与运算的密钥长度为56位（不包括8位校验位），分组后的明文组和密钥以按位替代或交换的方法形成密文组。DES密码算法现在已经不是一种安全的加密方法，主要因为它使用的56位密钥过短。对于一切密码而言，最基本的攻击方法是暴力破解法，即我们依次尝试所有可能的密钥。DES密码密钥长度决定了可能的密钥数量，因此也决定了这种方法的可行性。不幸的是DES密码算法正是因为密钥过短被破解，1999年1月，与电子前哨基金会合作，在22小时15分钟内公开破解了一个DES密钥。为了应对DES的安全问题，3DES密码算法作为DES密码算法的替代者浮现了出来。事实上，3DES密码算法是DES的派生算法，也存在理论上的攻击方法，它并没有成为替代者，取代DES密码算法的是AES密码算法。AES密码AES密码算法，即高级加密标准，又被称作Rijndael加密算法，是美国联邦政府采用的一种区块加密算法。AES密码AES密码算法由两位比利时密码学家JoanDaemen和VincentRijmen设计，两位作者用他们的姓氏进行组合，以Rijndael为名投稿至美国联邦政府的高级加密标准的甄选流程。最终它由美国国家标准与技术研究院于2001年11月26日发布，它在2002年5月26日正式成为有效的加密标准，是DES密码算法的替代者。AES密码算法的区块长度固定为128bits，密钥长度的选择则可以是128、192或256bits，就密钥长度而言，AES密码算法就比DES密码算法的安全等级要高得多。RSA密码RSA密码算法是目前使用与研究的最广泛的公钥密码算法之一。RSA密码在1977年，三位美国密码学家RonRivest、AdiShamir和LeonardAdleman共同提出了以三人姓氏首字母命名的RSA密码算法。它的设计基于一个十分简单的数学困难问题，即将两个大素数相乘的运算十分容易，但对它们的乘积进行因式分解的运算却极其困难。因此，我们可以将两个大素数的乘积公开作为RSA密码的加密密钥。这表明，RSA密码算法的安全性完全依赖于大整数的因子分解问题的困难性。RSA密码随着现代计算机的计算能力的不断提升和对大整数的因子的分解算法的进一步改进，为了保证RSA密码的安全性，密码算法的设计者就必须增加RSA的模数的长度，目前公认的相对安全的RSA的模数是2048bits。所以，对于计算能力和资源受限的设备，RSA密码算法并不是一个很好的选择。椭圆曲线密码椭圆曲线密码算法也是目前最流行的公钥密码算法之一。椭圆曲线密码在1985年，美国密码学家NealKoblitz和VictorMiller分别独立提出了椭圆曲线公钥密码。它的设计基于椭圆曲线数学的一个数学困难问题，即椭圆曲线离散对数问题。它的主要优势是它能够在某些情况下使用更小的密钥并且能够保证它的安全性。椭圆曲线密码算法一般使用有限域GF(p)和有限域GF(2^n)，其中p是素数，所以它容易在通用处理器和硬件上实现，这使得它的应用研究的热度并不亚于RSA密码算法。多变