新一代信息技术 课件 04-云计算应用

新一代信息技术

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课程内容介绍新一代信息技术课程学习内容01云计算的基础知识和模式模块一02技术原理和架构模块二04平台即服务(PaaS)模块四05软件即服务(SaaS)模块五06云计算应用举例模块六03基础设施即服务(IaaS)模块三模块七07HDFS应用服务实践学习目标知识目标（1）掌握云计算的概念、主要应用场景（2）掌握云计算的服务类型和关键技术（3）了解云计算的主流产品和应用场景能力目标能应用云计算产品解决生活中的问题

素质目标

熟悉我国云计算领域杰出科学家的奋斗历程，激发爱国创新与奉献精神生活中的云计算生活中的云计算----云存储是否使用过网盘？通过百度云、阿里云、腾讯云等提供的网盘、云相册等服务，将数据备份到云端，随时随地访问。用户可以使用这些服务来存储和访问个人文件、照片和视频，无需担心本地存储空间不足的问题‌。生活中的云计算----在线办公编辑文档时是否保存过云文档？是否使用过在线文档？腾讯文档、金山文档等工具允许用户在线编辑和共享文档，方便团队协作和远程办公。这种在线办公方式不仅提高了工作效率，还降低了对物理办公环境的依赖‌。生活中的云计算----智能家居你关电了吗？小米、华为等智能家居品牌通过云计算技术实现远程控制家居设备，提高了生活的便利性。例如，用户可以通过手机远程控制家中的智能灯泡、空调等设备‌，再也不用担心外出没关电了生活中的云计算----无处不在当你每天使用公共服务的邮箱......在线使用公共服务的相册.....通过公共服务搜索资讯.....当你和同学使用网络上面的......你已经使用了云计算服务任务描述

21世纪，“云”已不在是天空虚无缥缈的自然现象，而是与计算机结合，成为新一代信息技术的专业术语“云计算”。在2022年的冬奥会上，云计算技术更是大展身手，进行了云转播。这也是奥运史上的技术变革，科技可以强国，科教可以兴国。科技的革新，更需要我们每一代人的不懈努力。因此，本节主要了解它的概念及特点、分类、典型应用。CONTENT目录一云计算的概念二云计算服务类型三云计算关键技术四云计算应用场景五云计算优势与挑战六典型案例分析云计算的概念云计算的概念

云计算（cloudcomputing），是一种基于互联网的计算模式，通过将计算资源（如服务器、存储、数据库、网络、软件等）以服务的形式提供给用户，实现资源的按需分配、灵活扩展和高效利用。其核心思想是将计算能力从本地设备转移到远程的数据中心，用户通过网络按需访问和使用这些资源，而无需关心底层硬件和软件的维护与管理。

云计算是一种分布式计算。它通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序，分解成无数个小程序，然后通过多部服务器组成的系统，进行处理和分析，将得到的结果返回给用户。云计算的概念

“云”实质上就是一个网络，云计算就是一种提供资源的网络，“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用、按使用量付费。“云”就像自来水厂一样，我们可以随时接水，并且不限量，按照自己家的用水量，付费给自来水厂就可以了。以服务为提供方式

以按需服务的方式根据不同用户的个性化需求推出多层次的服务基于网络构建的云计算可以快速灵活适应用户不断变化的需要，同时通过网络冗余机制实现高可靠性高扩展高可靠性

底层资源（计算/存储/网络资源等）对用户透明，用户无需了解资源具体实现和地理分布等细节资源透明化

云计算的整体架构是建立在由多台计算机或其它硬件设备构成的网络环境中以网络为中心云计算的特点

基本特征基于互联网络按需的自服务资源池化弹性能力安全可靠资源可控云计算的特征（1）基于互联网络

云计算可以把一台一台的服务器用网络连接起来，使它们相互之间可以进行数据传输。数据通过网络像云一样自动“飘到”另一台服务器上。云计算同时通过网络向用户提供服务。（2）按需服务“云”的规模可以动态伸缩。用户在使用云计算服务的时候，是按照自己所能承受的费用获得计算机服务资源的，这些计算机服务资源会根据用户的个性化需求增减，或者通过云计算得到更多层次的服务，以满足不同用户的需求。（3）资源池化资源池（或池）是一种配置机制，是将所使用的各种资源（比如网络资源、存储资源等）统一进行配置，用户无须关心这些资源采取的设备型号、复杂的内部结构、实现的方法和地理位置。从用户的角度看，这些资源是一个整体的设备，可按需为用户提供服务。作为这些资源的管理者来说，资源池可以无限地增减和更换设备，统一管理、调度这些资源，使用户得到满足。（4）安全可靠云计算必须要保证服务的可持续性、安全性、高效性和灵活性，故其必须采用各种冗余机制、备份机制、足够完全的安全管理机制、髙效的反应机制和保证存取海量数据的灵活机制等，从而保证用户数据和服务的安全可靠。（5）资源可控云计算提出的初衷，是让人们能够像使用水电一样便捷地使用云计算服务，极大地方便人们获取计算服务资源，并有效节约技术成本，使计算资源的服务效益最大化。事实上，在云计算在线计费服务领域，如何对云计算服务进行合理和有效的计费，即如何就提供的云计算服务向最终用户收取服务费用，仍然是一项值得业界关注的课题。云计算的特征云计算发展历程

20世纪60年代，约翰·麦卡锡提出“计算迟早有一天会被组织成公共事业”的理念。萌芽期发展期成熟期20世纪90年代，网格计算、效用计算、软件即服务等理念和技术不断涌现，为云计算奠定了技术基础。21世纪初，亚马逊、谷歌等公司推出了一系列云计算服务，标志着云计算进入成熟阶段。030201中国云计算发展里程碑

2009年：阿里云成立，自主研发“飞天”操作系统。2013年：腾讯云、华为云相继入局，推动本土市场竞争。2017年：中国“企业上云”政策出台，加速传统行业数字化转型。2020年：中国云计算市场规模突破2000亿元，阿里云跻身全球前三。2023年：规模超3000亿元，增速约30%，占全球市场15%。云计算的概念

云计算专家委员会认为，云计算最基本的概念是：通过整合、管理、调配分布在网络各处的计算资源，并以统一的界面同时向大量用户提供服务。借助云计算，网络服务提供者可以在瞬息之间，处理数以千万计甚至亿计的信息，实现和超级计算机同样强大的效能，同时用户可以按需计量的使用这些服务，从而实现让计算机成为一种公用设施来按需而用的梦想。云计算的概念

任何人、在任何地点、任何时间、使用任何设备(计算机、手机、各类移动终端等),进行计算、使用应用软件、存储资料。云计算的服务类型云计算的分类

按部署类型进行分类：云计算的分类

公有云和私有云在技术上并没有本质差异，只是运营和使用对象有所不同：前者是指企业使用其他单位运营的云平台服务；而后者则是企业自己运营并使用云平台服务。介于两者之间还有混合云。云计算的服务类型

云计算按照服务类型分为三类

基础设施即服务(IaaS)

平台即服务(PaaS)

软件即服务(SaaS)提供虚拟化的计算资源，包括CPU、内存和存储等。提供虚拟化的网络资源，包括网络连接、负载均衡和防火墙等。提供块存储、文件存储和对象存储等不同类型的存储服务。提供自动化的资源管理和调度，支持弹性伸缩和按需付费。计算资源网络资源存储资源自动化管理IaaS：基础设施即服务

IaaS（基础设施即服务，InfrastructureasaService）提供虚拟化的计算资源（如服务器、存储、网络），用户按需租用。应用开发环境数据库服务中间件服务运维管理01020304提供完整的应用开发环境，包括编程语言、开发框架和工具等。提供关系型数据库、非关系型数据库和数据库缓存等服务。提供消息队列、分布式缓存和API网关等中间件服务。提供应用部署、监控、日志管理和安全管理等运维服务。PaaS：平台即服务PaaS（平台即服务，PlatformasaService）提供应用开发和部署的平台环境，屏蔽底层基础设施管理。在线软件多租户架构定制化功能集成与扩展提供基于Web的在线软件，用户无需安装即可使用。提供丰富的定制化功能，满足不同行业和企业的特定需求。支持多租户架构，不同租户的数据相互隔离，保证数据安全性。支持与其他系统的集成，提供API接口和插件机制，方便扩展功能。SaaS：软件即服务SaaS（软件即服务，SoftwareasaService）通过云端直接提供完整应用，用户按需订阅。云计算关键技术将物理服务器划分为多个虚拟服务器，提高服务器利用率。服务器虚拟化将分散的存储资源整合为统一的虚拟存储资源，提供灵活的存储服务。存储虚拟化构建虚拟网络，实现网络资源的动态分配和灵活配置。网络虚拟化虚拟化技术03分布式数据库技术如HBase和Cassandra，支持海量数据的存储和访问。01MapReduce编程模型处理大规模数据集的编程模型，实现数据的并行处理和分布式计算。02分布式文件系统如Google的GFS和Hadoop的HDFS，提供高可靠性、高扩展性的数据存储服务。SaaS分布式计算技术通过自动化工具实现应用程序的快速部署和配置。自动化部署实时监控云计算平台的运行状态，及时发现并处理故障。自动化监控根据业务需求自动调整云计算资源，保证业务的连续性和稳定性。自动化扩容自动化管理技术云计算优势与挑战大型互联网企业是目前国内主要云服务提供商Paas+Iaas形式的开放平台为主，Iaas较为成熟，Paas初具雏形云主机、云存储、开放数据库等基础IT资源服务，以及网站云、游戏云等一站式、托管服务ICT制造商在云计算专用服务器、存储设备以及企业私有云解决方案的技术研发上具备了相当的实力国内企业研发的云计算服务器产品已经具备一定竞争力在国内大型互联网公司的服务器新增采购中，国产品牌的份额占到了50%以上，同时正在逐步进入国际市场国内设备制造企业的私有云解决方案已经具备千台量级物理机和百万量级虚拟机的管理水平云计算在国内的发展现状软件厂商逐渐转向云计算领域，开始提供SaaS服务，并向PaaS领域扩展国内SaaS软件厂商多为中小企业，业务形式多以企业CRM服务为主领先的国内SaaS软件厂商签约用户数已经过万电信运营商依托网络和数据中心的优势，主要通过IaaS服务进入云计算市场电信天翼云计算战略提供云主机、云存储等IaaS服务、商务领航SaaS服务移动自2007年起开始搭建大云（BigCloud）平台联通“沃·云”业务主要以存储服务为主IDC企业作为云服务切入点目前已能提供弹性计算、存储与网络资源等IaaS服务少数IDC企业还基于自己的传统业务，扩展到提供PaaS和SaaS服务，如应用引擎、云邮箱等云计算在国内的发展现状

商业模式发生变化：企业将从购买软硬件产品（包括各种软件、服务器，存储器，IDC机架和接入带宽），向购买服务转变互联网服务商网络供应商传统IT厂商大企业/行业电信运营商互联网服务商IT厂商转型云计算服务商，电信/IT/Internet相互竞争消费者中小ICP中小企业行业员工从购买软硬件产品到购买信息化服务计算软件存储信息服务提供商软硬件制造商

产业形态发生变化：传统产业界面被打破，技术融合给IT企业和CT企业提供彼此进入对方领域的机会云计算带来的变革弹性扩展云计算允许用户根据需求快速扩展或缩减资源，无需大量前期投资。高可用性通过分布式架构和冗余设计，云计算提供了更高的服务可用性。降低成本通过共享资源、按需付费等方式，云计算可以降低用户的IT成本。易于管理和维护云计算提供了统一的管理界面和工具，简化了IT管理任务。优势分析

给用户带来好处经济：租用方式，降低首次投入和TCO快速：快速部署、简单运维弹性：各个部门不需要分别建设各自的很小规模的计算中心和数据中心，而是享用集中部署和维护大量设备的大型数据中心，享用规模效益带来的弹性方便：可以在Anyone、Anywhere、Anytime访问。优势分析给提供商、开发人员的好处客户群体剧增。产品可以很容易接近大量客户。产品快速卖出。网上卖产品、用户直接体验简化售后维护。计算中心和数据中心的硬件、服务、应用程序维护简单；利于成功转型。从一个软件开发商（靠人力发财的公司）快速转变成为资源型公司（就和谁都想做中石油一样）。优势分析数据安全和隐私保护是云计算面临的重要挑战之一。安全性问题云计算服务需要稳定的网络连接，网络故障可能导致服务中断。网络依赖性将数据和应用迁移到云平台可能是一个复杂和耗时的过程。迁移困难过度依赖单一云供应商可能导致在更换供应商时面临困难。供应商锁定风险挑战与问题

用户的观点数据安全性：数据在云里而不在用户本地，这是公有云不可避免问题。响应不及时：延迟，相对与本地执行而言远程一定有一定延迟；应用可用性：原来的C/S程序如何转化为云服务？纯粹的B/S应用漏洞太多、开发复杂、维护困难（SOA）——一旦成为云服务问题将被放大；挑战与问题提供商观点服务质量问题。SLAs(ServiceLevelAgreements)，计费问题、法律问题。商业模式问题。SaaS商业模式如何拓展用户锁定问题。用户可能不断从不同云中迁移、丢掉。CustomerLock-in：通过云如何提供优良的SaaS平台（不断提供增值服务addvalueService），然后提供Open/standardAPIs演变成为PaaS；挑战与问题企业将更加倾向于采用混合云和多云策略，以充分利用不同云平台的优势。混合云和多云策略边缘计算的崛起AI与云计算的融合绿色计算和可持续性随着物联网和5G技术的发展，边缘计算将在云计算领域发挥越来越重要的作用。人工智能和机器学习技术将与云计算深度融合，为用户提供更智能化的服务。随着环保意识的提高，云计算将更加注重绿色计算和可持续性发展。发展趋势预测云计算的应用1.云存储与同步：数据安全与跨设备访问的核心典型应用：百度网盘、腾讯微云、阿里云盘、华为云空间应用场景：照片备份：手机拍摄的照片自动上传至云端，释放本地存储空间。文件共享：通过链接或二维码分享大文件，无需压缩或拆分。跨设备办公：在电脑上编辑的文档，可在手机上继续修改。2.在线办公与协作：打破时空限制的生产力工具典型应用：腾讯文档、石墨文档、WPS云办公、飞书文档应用场景：远程团队：分布在不同城市的成员通过腾讯文档共同完成项目方案。学生作业：教师通过石墨文档布置作业，学生在线提交并接收批改反馈。

中国典型个人云应用介绍3.云笔记与知识管理：个人信息的数字化整理典型应用：印象笔记（Evernote）、有道云笔记、OneNote、语雀应用场景：学习笔记：学生记录课堂重点，插入课件截图或录音。工作灵感：职场人随时记录创意，搭配标签管理不同项目。4.云音乐与视频：娱乐内容的按需流式传输典型应用：网易云音乐、QQ音乐、腾讯视频、爱奇艺、B站应用场景：通勤娱乐：用户在地铁上通过网易云音乐播放收藏的歌单。家庭观影：周末通过腾讯视频与家人观看最新电影。5.云安全与隐私保护：数据安全的最后一道防线典型应用：360安全云、腾讯电脑管家云查杀、华为云安全应用场景：网购安全：用户在淘宝购物时，360安全云拦截虚假支付链接