交通基础设施智能化基础课件 第四章 云计算概述

第4章云计算概述目录云计算发展及特点云计算服务类型云计算部署形式及应用云计算的关键技术云应用本章重点云计算发展及特点云计算服务类型云计算部署形式及应用云计算的关键技术云应用大数据发展的推动数据量大（Volume）类型繁多（Variety）价值密度低（Value）速度快（Velocity）数据复杂（Complexity）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，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的海量、高增长率和多样化的信息资产。制造业交通运输生物医学物流行业IBM提出什么是大数据？大数据特征大数据应用环境技术/市场条件技术条件数据中心技术和WSC宽带网络普及化大规模分布式系统的成熟虚拟化技术开源软件带来一系列标准化推动云计算发展市场条件发展过程埃里克·施密特Google总裁起源1961年约翰·麦卡锡首次提出“网络即计算机”，为云计算概念前身。提出2006年埃里克·施密特在搜素引擎大会（SESSanJose2006）上首次提出“云计算”概念。云计算产生的五大契机约翰·麦卡锡图灵奖获得者VMWare公司成立并首次引入x86虚拟化技术贝尼奥夫离开Oracle，创建Salesforce，在网络端向客户提供软件服务Google发表学术论文详细论述OFS文件系统和MpaReduce框架亚马逊推出S3、EC2服务，开创IaaS服务先河Google、Microsoft、IBM推出云计算服务2004年1999年2005年2008年发展过程约翰·麦卡锡提出“效应计算”概念。电厂模式阶段MIT和DARPA下属信息处理技术办公室共同启动了“MAC”项目，开发“多人可同时使用的电脑系统”。效应计算阶段网格计算应用在商业模式、技术和安全性方面，但存在诸多问题，并未在工程、商业界取得成功。网格计算阶段虚拟化、WSC等技术以及互联网大规模应用、人工智能不断发展的多方面因素推动下，云计算迎来了前所未有的发展。云计算阶段云计算发展的四个阶段并行计算云计算网格计算集群计算云计算定义一个虚拟化的计算机资源池。托管多种不同的工作负载通过快速提供虚拟机器或物理机器，迅速部署和增加工作负载。以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务。“云—端计算”即“云”和终端都会具备很强的计算能力；所有应用程序都在本地终端上使用也不一定合理，因此强调“云”和终端的均衡将是一种合理的方式；云是“软件+服务”的综合。一种将规模可动态扩展的虚拟化资源通过Internet提供对外按需使用服务的计算模式，用户无需了解提供这种服务的底层基础设施，也无需去拥有和控制。“云计算”是一种可随时随地通过网络以便捷且按需付费的方式获取可配置计算资源（网络、服务器、存储、应用和服务等）的模式。权威机构关于云计算的定义云计算核心理念理念1：并行化理念2：虚拟化理念3：规模经济核心设计理念“云”内资源“云”外终端用户开放硬件平台，软件与硬件解耦；分布式设计，软件定义存储；IT建设转向互联网架构；动态调配、弹性伸缩、低成本、标准化硬件等；芯片、新介质取得突破，CPU、硬盘等性能大幅提升为IT架构水平化演进提供了技术支撑。不开放硬件平台，软件与硬件捆绑；烟囱式系统建设，IT成本高（硬件/能耗/管理）；建设周期长，无法快速提供与部署；每个系统按峰值规模建设，资源利用率低。传统IT建设云计算IT建设云计算基本框架图共享的资源池快速的伸缩性按需的自助服务泛在的网络访问可度量的服务混合云私有云公有云社区云软件即服务(SaaS)平台即服务(PaaS)基础设施即服务(IaaS)5个基本特征4种部署方式3种服务模式云计算基本理念1.共享的资源池2.快速的伸缩性3.按需的自助服务5.可度量的服务4.泛在的网络访问本章重点云计算发展及特点云计算服务类型云计算部署形式及应用云计算的关键技术云应用云计算服务类型分类云计算服务提供商专注于自己所在层次，无需拥有三个层次服务能力，上层服务提供商可以利用下层云计算服务来实现自己计划提供的云计算服务。软件即服务SaaS（SoftwareasaService）平台即服务PaaS（PlatformasaService）基础设施即服务IaaS（InfrastructureasaService）应用层平台层基础设施层云计算服务：云计算是一种新的技术，也是一种新的服务模式。IaaSIaaS：把计算、存储、网络以及搭建应用环境所需的一些工具当成服务提供给用户，使得用户能够按需获取IT基础设施。低成本免维护伸缩性强支持应用广泛灵活迁移AmazonEc2IBMBlueCloudSunGrid优势PaaSPaaS：是一种分布式平台服务，为用户提供一个包括应用设计、应用开发、应用测试及应用托管的完整的计算机平台。优势友好的开发环境丰富的服务精细的管理和控制弹性强多租户机制整合率高FGoogleAppEngineWindowsAzureCloudFoundrySaaSSaaS：软件服务提供商为了满足用户的需求提供的软件计算能力。SaaS云服务提供商负责维护和管理云中的软件以及支撑硬件设施，同时免费提供服务或者以按需使用的方式向用户收费。优势GoogleAPPSSoftWare+Services使用简单支持公开协议成本低安全保障本章重点云计算发展及特点云计算服务类型云计算部署形式及应用云计算的关键技术云应用公有云公有云：一种对公众开放的云服务，由云服务提供商运营，为最终用户提供各种IT资源，众多用户可在开放的共有网络中共用一个云服务器。优势劣势适用群体前期无需进行大量投资和建设价格低廉、使用便捷维护成本较低小微、创新型企业数据安全性较低流量峰值期易出现网络问题数据移动时费用较高私有云私有云：组织机构建设的专供自己使用的云平台，可部署在企业数据中心防火墙内，也可部署在一个安全主机托管场所。适用群体优势劣势支持动态灵活的基础设施，降低IT架构的复杂度，降低企业IT运营成本安全性及隐私性较高定制程度较高企业需要有大量的前期投资，需要采用传统的商业模型私有云的规模相对于公有云来说一般要小得多，无法充分发挥规模效应金融、电信、政府、能源、教育、交通等大中型企业社区云社区云：服务的用户是一个特定范围的群体，它既不是一个单位内部的，也不是一个完全公开的服务，而是介于两者之间。适用群体优势劣势便于统一管理及资源整合方便用户使用支持范围较小建设成本较高混合云混合云：由私有云及外部云提供商构建的混合云计算模式。使用混合云计算模式，机构可以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。使用场景优势劣势跨国灾备由于跨平台等导致兼容性较差后期维护成本较高混合云部署方式对提供者要求较高公有云、私有云相互独立又相互结合，发挥多种云计算模型优势企业可以在私有云的私密性和公有云的低廉之间做一定的权衡本章重点云计算发展及特点云计算服务类型云计算部署形式及应用云计算的关键技术云应用云布局“让计算离用户更近“共有云全国布局“让内容离用户更近“阿里云CDN“离能源丰富的地方最近“微软海底数据中心“离寒冷的地方最近“谷歌芬兰数据中心云布局原则存储存储：一方面是虚拟内存的组成部分，另一方面也是软件、数据的存放场所。目前的技术已能够做到将存储与CPU分离，该技术带来很多好处，例如可以共享存储、计算机可以无状态、便于计算资源横向伸缩等。根据存储与CPU分离的程度外部存储直接存储分布式存储虚拟化虚拟化分类按虚拟平台角度完全虚拟化半虚拟化按实现结构分类宿主型Hypervisor型混合型按层次分类软件辅助虚拟化硬件支持虚拟化按应用领域分类服务器虚拟化存储虚拟化应用程序虚拟化平台虚拟化桌面虚拟化云计算资源配置应用效率物理实体机虚拟机①虚拟机②实体资源抽象化打破结构阻碍虚拟化优势集中化管理高硬件利用率动态资源配置高可靠性减少总体成本终端设备少虚拟化虚拟化在云计算应用领域分类①服务器虚拟化将物理资源抽象成逻辑资源，一台服务器变成多个虚拟服务器，将硬件转换为可动态管理的“资源池”，提高资源利用率，简化系统管理。②存储虚拟化将所有的存储模块在一个存储池中得到统一管理，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统。A类B类虚拟化分离解耦虚拟化在云计算应用领域分类桌面终端通过网络访问个人的桌面系统⑤平台虚拟化集成各种开发资源虚拟出一个面向开发人员的统一接口。分离解耦应用程序操作系统解决版本不兼容问题③应用程序虚拟化④桌面虚拟化负载均衡如何合理安排众多用户的需求？负载均衡技术需要解决的问题服务器承担较多的活跃桌面服务器消耗资源占比相等应用软件相同的桌面分配到同一服务器同一租户分配在同一服务器本章重点云计算发展及特点云计算服务类型云计算部署形式及应用云计算的关键技术云应用园区云园区管委会主导并运营云端，通过光纤接入区内企业，企业内部配备云终端。应用云化后部署于云端，企业按需租用，降低成本。企业应用云移动办公云实现随时随地办公、应用部署快速更多精力投入核心业务。数据存储云规避诸多事故导致的企业数据丢失或泄密风险。电子商务云对内可以打通上下游企业的信息通路，降低成本；外形成统一的门户和宣传口径，避免内部恶意竞争。高性能计算云园区统一引入高性能计算云和3D打印设备，出租给需要的企业，从而加快产品迭代的步伐。医疗云以全民电子健康档案为基础，建立覆盖医疗卫生体系的信息共享平台，打破各个医疗机构信息孤岛现象，建立远程医疗系统，尤其使得很多缺医少药的农村受惠。有利于公共业务联动服务；有利于疾病预防与控制管理……公共卫生服务管理部门有利于提高医疗服务质量；有利于节省患者支出，缓解群众看病贵问题……医疗卫生服务机构有利于开展“六位一体”业务；有利于开展健康干预跟踪服务……社区卫生服务站能减少重复的检查检验开支；便于“移动”（如转院、跨地区等）治病……个人公民档案云全部纸质材料电子化后集中存放于云中，再辅以公民的指纹数据，并给每个公民发放一对独一无二的公/私钥，而且还可以纳入公民和企业的诚信信息、学历资料等。人口普查档案调动户口迁移诚信信息检索简历查询公共决策户口注册和注销交通云将车辆监控、路况监视、