云计算与大数据（第二版）云计算应用

云计算与大数据第2版云计算应用

6.1云计算与物联网6.2云计算与移动互联网6.3云计算企业实践案例6.1.1物联网概述物联网的概念物联网，顾名思义就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。6.1云计算与物联网2.物联网的网络架构物联网网络架构由感知层、网络层和应用层组成。

感知层实现物理世界的智能感知、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络。应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。1.物联网技术体系物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域，因此，物联网涵盖的关键技术也非常多，为了系统分析和理解物联网的技术体系，现将物联网技术分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、共性技术和支撑技术。1）感知、网络通信和应用关键技术传感器技术是物联网感知物理世界、获取信息和实现物体控制的首要环节。传感器将物理世界中的物理量、化学最、生物量转化成可供处理的数字信号。识别技术实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。网络通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制，重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M（MachinetoMachine）通信增强、口承载技术、网络异构网络融合接入技术及认知无线电技术。2）支撑技术物联网支撑技术包括嵌入式系统、微机电系统（MicroElectroMechanicalSystems,MEMS）、软件和算法、电源和储能、新材料技术等。微机电系统可实现对传感器、执行器、处理器、通信模块、电源系统等的高度集成，是支撑传感器节点微型化、智能化的重要技术。

嵌入式系统能满足物联网对设备功能、可靠性、成本、体积、功耗等的综合要求，可以按照不同应用定制裁剪的嵌入式计算机技术，是实现物体智能的重要基础。软件和算法是实现物联网功能，决定物联网功能、决定物联网行为的主要技术，重点包括各种物联网计算系统的感知信息处理、交互与优化、软件与算法、物联网计算系统体系结构与软件平台研发等。

电源和储能是物联网关键支撑技术之一，包括电池技术、能量储存、能量捕获、恶劣情况下的发电、能量循环、新能源等技术。新材料技术主要指应用于传感器的敏感组件实现的技术。传感器敏感材料包括湿敏材料、气敏材料、热敏材料、压敏材料、光敏材料等。新敏感材料的应用可以使传感器的灵敏度、尺寸、精度、稳定性等特性得到改善。3）共性技术物联网共性技术涉及网络的不同层面，主要包括架构技术、标识和解析、安全和隐私、管理技术等。4．标准化物联网标准体系相对庞杂，若从物联网总体、感知层、网络层、应用层、共性关键技术标准体系等5个层次可初步构建标准体系。物联网标准体系涵盖架构标准、应用需求标准、通信协议、标识标准、安全标准、应用标准、数据标准、信息处理标准、公共服务平台类标准，每类标准还可能会涉及技术标准、协议标准、接口标准、设备标准、测试标准、互通标准等方面。物联网总体性标准包括物联网导则、物联网总体架构、物联网业务需求等。6.1.2物联网中的云计算首先，云计算是实现物联网的核心，运用云计算模式使物联网中以兆计算的各类物品的实时动态管理和智能分析变得可能。其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合，从而构建智慧地球。物联网和互联网的融合，需要更高层次的整合，需要“更透彻的感知，更安全的互联互通，更深入的智能化”。这同样也需要依靠高效的、动态的、可以大规模扩展的技术资源处理能力，而这正是云计算模式所擅长的。云计算与物联网的结合方式一是单中心，多终端。此类模式中，分布范围较小的各物联网终端（传感器、摄像头或3G手机等），把云中心或部分云中心做为数据/处理中心，终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储，云中心提供统一界面给使用者操作或者查看。二是多中心，大量终端。对于很多区域跨度加大的企业、单位而言，多中心、大量终端的模式较适合。三是信息、应用分层处理，海量终端。这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。云计算与物联网结合面临的问题1）规模问题2）安全问题3）网络连接问题4）标准化问题6.2.1移动互联网概述移动互联网(MobileInternet，简称MI)是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业务，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑、电子书、MID等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等。应用层包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同应用与服务。6.2云计算与移动互联网6.2.2云计算助力移动互联网1.移动互联网的“端”、“管”、“云”云生态系统将从“端”、“管”、“云”这3个层而展开。“端”指的是接入终端设备，“管”指的是信息传输管道，“云”指的是服务提供网络。具体到移动互联网而言，“端”指的是手机、MID等移动接入终端设备，“管”指的是（宽带）无线网络，“云”指的是提供各种服和应用的内容网络。3.移动互联网云计算的优势1）突破终端硬件的限制2）便捷的数据存取3）智能均衡负载4）降低管理成本5）按需服务，降低成本4.移动互联网云计算的挑战1）可靠的无线连接2）弹性的移动业务3）标准化工作6.3.1Google云计算方案Google云计算技术包括Google文件系统(GoogleFileSystem，GFS)、分布式计算编程模型MapReduce、分布式锁服务Chubby和分布式结构化数据存储系统Bigtable等。其中，GFS提供了海量数据的存储和访问的能力，MapReduce使得海量信息的并行处理变得简单易行，Chubby保证了了分布式环境下并发操作的同步问题，Bigtable使海量数据的管理和组织十分方便。6.1云计算企业实践案例2.GFS3．并行数据处理MapReduce4.分布式锁服务Chubby5.分布式结构化数据表Bigtable6.3.2Amazon弹性计算云方案AmazonWebServices（AWS）是一组服务，它允许用户通过程序访问Amazon的计算基础设施，为用户提供远程计算能力和存储空间，Amazon也因此成为云计算领域的先驱，尽管该服务在Amazon总收入中的占比仅为2%，但增速却非常迅猛。AWS支持PaaS、IaaS和SaaS。1．弹性计算云EC22.简单存储服务S33．数据库服务SimpleDB4.SQS6.3.3IBM云计算BlueCloud方案IBM的BlueCloud方案提供了先进的企业基础架构管理平台，它能够实现硬件和软件资源的统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份，从而降低成本，加速企业创新。6.3.4Oracle云计算方案6.3.5微软云计算WindowsAzure方案微软的云计算战略有3个典型特点，即软件+服务、平台战略和自由选择。1）软件+服务2）平台战略图6-8微软公有云计算平台WindowsAzurePlatform3）自由选择为用户提供自由选择的机会是微软云计算战略的第三大典型特点。这种自由选择表现在以下3个方面。①用户可以自由选择传统软件或云服务两种方式：自己部署IT软件、采用云服务、或者两者都用，无论是用户选择哪种方式，微软的云计算都能支持。②用户可以选择微软的不同云服务。③无论用户需要的是SaaS、PaaS还是Iaa