计算机与互联网-互联网

计算机与互联网1---未来已来，将至已至总目录

Contents总目录ABOUTME计算机概述计算机系统计算机中信息表示计算机程序设计计算机网络基础云计算基础大数据基础物联网基础计算机上篇互联网下篇下篇互联网3信息科学与工程学院计算机基础教研室第5章计算机网络4信息科学与工程学院计算机基础教研室Basis

ofComputerNetwork目录

Contents目录Contents5.1计算机网络概述壹5.2计算机网络组成贰5.3Internet技术及应用叁5.4计算机网络安全肆引例Example双十一你剁手了吗？引例Example你今天微信了吗？你今天刷朋友圈了吗？引例Example你今天QQ了吗？你今天更新空间了吗？引例Example你今天进行电子支付了吗？引例Example设想一下，没有了网络，你的生活会有什么样的变化？推荐

Recommend更多内容，尽在在线开放课程平台呈现，欢迎浏览！！！！5.1计算机网络概述壹NetworkOverview计算机网络概述NetworkOverview5.1.1网络体验消费者借助网络，进入网络商务平台进行购物行为。电子商务网络游戏网络社交游戏玩家通过互联网连接来进行多人游戏的在线游戏方式。用户借助服务商提供的应用程序、web应用等软件，在网络上加入感兴趣的相关群体，开展交友、沟通、讨论、分享等社交活动计算机网络概述NetworkOverview5.1.2网络的定义及功能计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。通过通信介质连接起来独立自主的终端集合遵守共同的标准组建网络的目的1、网络的定义计算机网络概述NetworkOverview04负载均衡网络中的计算机可以互为备份，在工作过程中，一台计算机出现故障，可以使用网络中的另一台计算机。当网络中的某些计算机负荷过重时，网络可以分配任务给较空闲的计算机去完成。网络中一条通信线路出现故障，可以切换到另一条线路，从而提高了可靠性。02

资源共享资源共享是整个计算机网络的核心，建立计算机网络的主要目的在于实现“资源共享”，资源共享主要包括硬件共享、软件共享、数据共享，网络中的用户可以部分或全部使用网络中的资源。01

数据通信数据通信是计算机网络最基本的功能，也是实现其他功能的基础。当前的很多网络应用就是通过网络数据传输功能实现的，如电子邮件、IP电话、FTP文件传输、视频会议等。03分布式处理分布式处理是计算机网络提供的基本功能之一，通过网络，许多大型信息处理难题可以借助于网络中的计算机群协同完成，解决单机无法胜任的海量信息处理任务。2、网络的功能计算机网络概述NetworkOverview5.1.3网络的分类1、按地理范围分类局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是限定在一定范围内的网络。一般覆盖范围在10km之内，由互联的计算机、打印机、网络连接设备和其他在短距离间共享设备组成。城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）。城域网是作用范围在广域网与局域网之间的网络，其网络覆盖范围通常可以延伸到整个城市，广域网（WideAreaNerwork，WAN）是由多个局域网、城域网连接在一起形成的，最常见的广域网就是我们使用的国际互联网（Internet）。局域网城域网广域网视频：网络的分类计算机网络概述NetworkOverview5.1.3网络的分类2、按使用范围分类专用网是指一个政府部门或一个公司组建经营的，仅供本部门或单位使用，不向本单位以外的人提供服务的网络。例如军队、民航、铁路、电力、银行等系统均有其系统内部的专用网。一般较大范围内的专用网需要租用电信部门的传输线路。公共网也称为公众网或公共网，是指为公众提供公共网络服务的网络。公用网一般由国家的电信公司出资建造，并由国家政府电信部门进行管理和控制，网络内的传输和转接装置可提供给任何部门和单位使用（需交纳相应费用）。公用网属于国家基础设施。公用网专用网计算机网络概述NetworkOverview5.1.4网络的拓扑结构02040301总线型拓扑是指所有入网设备共用一条物理传输线路，所有主机都通过相应的硬件接口连接在一根传输线路上，这根传输线路被称为总线。环型拓扑环型结构由网络中若干节点通过环接口连在一条首尾相连形成的闭合环的通信链路上树型拓扑树型拓扑实际上是星型拓扑的发展和补充，为分层结构，具有根节点和各分支节点星型拓扑星型结构中，网络中的各节点通过点到点的方式连接到一个中央节点（又称中央转接站，一般是集线器或交换机）上，由该中央节点向目的节点传送信息.网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接。视频：网络拓扑结构5.2计算机网络体系结构及组成贰Computernetworkarchitectureandcomposition计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition5.2.1网络的体系结构对于一个复杂的系统，我们普遍的做法是将其分解即模块化、简单化，这样才利于我们开发、构建、维护、研究及学习，对计算机网络这样一个庞大而复杂的系统也不能例外。对网络的模块化被称为分层（layering），网络被分作如右图所示的五个层（layer），即应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，并且每一层都有自己的协议来规定该做些什么。上述的这五层及各层上的协议就构成了网络的体系结构。网络分层示意图计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition常见的应用层协议有HTTP（超文本传输协议，用于网页的请求和发送）、SMTP（简单邮件传输协议，用于发送邮件）、POP3（邮局协议第3版，用于邮件接收）、FTP（文件传输协议，用于文件的收发）等。发送方应用层按照它和接收方选择的某应用层协议将用户的原始数据封装成消息（Message），然后让其下层即传输层通过网络传输到接收方，而接收方的应用层则按照相应的协议将原始数据从消息中取出，因为它知道该消息是如何封装的。1应用层(ApplicationLayer)计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition发送方传输层将其上层即应用层递交给它的消息封装为段（segment），然后递交给其下层即网络层传输到接收方。网络的传输层有两个协议，一个是TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议），一个是UDP（UserDatagramProtocol，用户数据报协议）。两者最大的区别是TCP是可靠的协议，具有流量控制和拥塞控制功能，而UDP是不可靠的、非常简单的协议，没有流量控制和拥塞控制功能。2传输层(TransportLayer)QQ默认通讯端口是4000；浏览器(HTTP):80。计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition发送方网络层将传输层递交给它的段封装成包（Packet），然后递交给其下层即数据链路层传输到接收方。封装成包是按照网络层的一个著名的IP协议（Internet协议）的规定进行的。除此之外，网络层还负责处理每个网络设备都分配到的一个全球唯一的地址（称为IP地址），并且通过IP地址为包在网络中找到一条合适的路由。3网络层（NetworkLayer）计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition一条完整的网络路径是由一段段小的路径构成的，这些一段段的网络路径我们称之为数据链路。数据链路的两端可以是终端设备或包交换机，我们也称这些设备为节点（node）。数据链路层将为链路两端的节点提供数据链路连接的建立、维持和释放等功能，也在传输过程中进行流量控制和差错检测等。数据链路层中的协议有Ethernet协议（也可称为IEEE802.3）、Wi-Fi（无线保真协议，也可称为IEEE802.11）和PPP（点到点协议）协议等。4数据链路层(DataLinkLayer)计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition节点的物理层将其上层即数据链路层递交下来的帧进行编码（即怎样来表示0和1），然后转换为相应的物理信号按比特以一定的速度发送并传播到下一个节点。5物理层(PhysicalLayer)计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition5.2.2网络硬件组成工作站连接到网络中的计算机就称为工作站。工作站是网络用户直接的操作平台。用户在工作站上通过向服务器发出指令，向服务器传送数据或申请服务。工作站一般不用来管理共享资源，但必要时也可以将工作站的外设设备设置为网络共享资料，从而具备了某些服务器的功能。网络设备为了实现网络中的计算机之间的数据通信，就必须使用各种网络连接设备，它们在网络中起到信号的接收、发送、中转、放大，以及数据的寻路、转换等作用。传输介质网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。服务器在网络中提供服务资源并承担服务作用的计算机称为服务器。根据所提供服务的不同，可以把服务器分为文件服务器、打印服务器、应用服务器等。视频：internet技术（00:12-3:36）计算机网络体系结构及组成Computernetworkarchitectureandcomposition5.2.3网络软件组成网络操作系统运行在服务器上，是使网络中的计算机能方便而有效的共享网络资源，向网络用户提供的各种服务软件和有关规程的集合。网络操作系统负责处理工作站的请求，控制网络用户可用的服务程序和设备，维持网络的正常运行。网络操作系统网络协议，是指网络通信双方共同遵循的控制两实体间数据交换的规则的集合。在计算机网络中的各节点都需要运行其共同遵循的网络协议软件，才能实现节点间的正常通信，数据交换、资源共享的目的才能得以达成。网络协议网络应用系统有通用和专用之分。通用网络应用系统适用于较广泛的领域和行业，如数据收集系统、数据转发系统和数据库查询系统等。专用网络应用系统只适用于特定的行业和领域，如银行核算、铁路控制、军事指挥等。网络实用软件叁5.3Internet技术及应用InternetTechnologyandApplicationsInternet技术及应用InternetTechnologyandApplications5.3.1Internet的发展196919801986199419952017……….截至2017年6月，全球网民达到37.55亿，中国网民规模达到7.51亿，占全球网民总数的五分之一。中国互联网普及率为54.3%，超过全球平均水平4.6个百分点。37.55亿连接了美国四个大学。ARPANET的建成和不断发展标志着计算机网络发展的新纪元ARPANET有Internet之父之称的瑟夫和卡恩两人成功开发出了现在广泛使用的TCP/IP协议，ARPANET旋即于1982年就开始采用TCP/IP协议，这极大的规范和统一了Internet上的协议。TCP/IP协议由于NSFNET彻底对公众开放，而不像以前那样仅仅供计算机研究人员、政府职员和政府承包商使用，它后来取代了ARPANET而成为主干网。与此同时，世界各地也迅速建立了网络并相互连接，真正的Internet诞生了！NSFNETNSFNET转入商业化运作使得众多的商业公司为了利益投入巨资进行研究和开发，这可以认为是Internet的第二次飞跃NSFNETInternet发展到现在也不过几十年的时间，到目前为止，还没有什么东西能像Internet那样影响着全球。科学家们研究和推出新的下一代Internet（Next-GenerationInternet，NGI）技术，并积极投入建设NGINGI全球第一个浏览器的出现，互联网的发展和应用出现了新的飞跃万维网视频：互联网时代1（10:00-33:00）Internet技术及应用InternetTechnologyandApplicationsInternet在中国第二阶段第一阶段第三阶段研究试验阶段，这个阶段仅为少数高等院校、研究机构提供电子邮件服务起步阶段，随着1994年4月中关村地区教育与科研示范网络接入Internet，实现和Internet的TCP/IP连接，从而开通了Internet全功能服务，从此中国被国际上正式承认为有互联网的国家是快速增长阶段，这一阶段我国的几大Internet骨干网相继建立并快速发展壮大起来视频：Internet应用——网络中国：科技的引领Internet技术及应用InternetTechnologyandApplicationsInternet上有成千上万台计算机，需要有能标识每台计算机的普适性方法。这就如同我们每个人都有自己的居住地址一样，Internet上的计算机或设备也通过唯一性的网络地址来识别自身。Internet上的网络地址有两种形式：IP地址和域名。5.3.2Internet技术1、Internet地址位于Internet中的每一个网络设备都必须有一个全球唯一的地址—IP（InternetProtocol）地址来标识自己，类似于我们的身份证号码。1）IP地址IP地址Internet技术及应用InternetTechnologyandApplicationsIP地址结构=网络号+主机号所谓“分类的IP地址”就是将IP地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成。Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications点分十进制记法在写IP地址时，将32bit（或128bit）的IP地址中的每8bit（或16bit）用其等效的十（或十六）进制数字表示，在这些数字之间加上一个点。这就叫做点分十进制记法。Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications域名:是由字符串组成的对应某个IP地址的有意义的主机名。2)域名域名服务器域名格式：主机名.单位名.机构名.顶层域名主机名.机构名.顶层域名域名服务器（DNS）：就是将域名转换成对应的IP地址，这些域名不仅包括在浏览器地址栏输入的网址，还包括电子邮件地址。Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications3)常见的接入Internet的方式网络接入方式ADSL接入ADSL中的所谓非对称是指用户访问Internet的过程中，上行的流量要远小于下行的流量，电话线的信道被分成了供通话用的语音信道、供上行的数据信道和供下行的数据信道（这种技术就是所谓的多路复用）。Wi-Fi接入目前在家庭、学校、咖啡店、宾馆、机场、地铁甚至飞机上，不管是为了方便，或是为了吸引顾客，为了获利，现在都使用一种称为IEEE802.11的无线局域网（WirelessLAN，它更流行的名称是Wi-Fi）技术，通过提供无线接入点（AccessPoint）来将用户的无线终端设备接入Internet。 LAN接入企事业单位、学校和公司等由于终端设备终端众多，且都具有较大的访问量，如果还使用电话系统接入Internet，则带宽就显得有点力不从心了，因此我们必须使用一种称之为LAN的方式接入Internet移动通信接入通过连接2G或3G的移动通信系统基站，我们可以非常方便地接入Internet。通常，这种接入方式能提供我们几Mbps的带宽，具体速度与你移动的快慢以及蜂窝内用户的数量有关，但目前费用相对较贵。Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications4)5G网络Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications第五代移动通信技术（5thgenerationmobilenetworks、5thgenerationwirelesssystems、5th-Generation，简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术。5G网络的主要优势：数据传输速率最高可达10Gbit/s，比4G网络快100倍；较低的网络延迟，低于1毫秒。5G移动网络也是数字蜂窝网络，在这种网络中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器（发射机和接收机）进行通信。5)网速的计算Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications网速的计算方法：网速=测速*8？Internet技术及应用InternetTechnologyandApplications5.3.3Internet应用电子商务电子邮件网络娱乐WWW服务信息检索网络通讯010203060504肆5.4计算机网络安全ComputerandNetworkSecurity计算机网络安全ComputerandNetworkSecurity

/mycourse/teacherstudy?chapterId=161787264&courseId=204573120&clazzid=9275571网络安全的主要威胁计算机网络安全ComputerandNetworkSecurity

5.4.1网络安全的主要威胁病毒破坏管理失当自然灾害恶意攻击系统漏洞和“后门”网络黑客计算机病毒与防范Theconceptandpreventionofcomputervirus计算机病毒的概念及特点传染性破坏性潜伏性计算机病毒指的是具有破坏作用的程序或一组计算机指令。可触发性计算机病毒的特点计算机病毒与防范Theconceptandpreventionofcomputervirus视野拓展：史上破坏力最强的10种计算机病毒排名

1.

CIH

(1998年)

2.梅利莎（Melissa,1999年）

3.

I

love

you

(2000年)

4.

红色代码

(Code

Red，2001年)5.

冲击波（Blaster，2003年)

6.

巨无霸（Sobig.F，2003年)7.

MyDoom（Sobig.F，2004年)8.

震荡波(Sasser)（2004年)

9.

熊猫烧香(Nimaya)(2006年)10.网游大盗

(2007年)计算机信息系统安全的范畴Thecategoryofcomputerinformationsystemsecurity什么黑客？黑客(Hacker)是一个喜欢用智力通过创造性方法来挑战脑力极限的人，特别是他们所感兴趣的领域，例如电脑编程或电器工程。真正的黑客是主动研究安全技术,探知未知,主要去帮助弥补系统漏洞,是网络战士,是网络时代的牛仔。但到了今天，黑客一词已被用于泛指那些专门利用电脑搞破坏或恶作剧的家伙。对这些人的正确英文叫法是Cracker，有人翻译成“骇客”。黑客和骇客根本的区别是：黑客们建设，而骇客们破坏。计算机信息系统安全的范畴Thecategoryofcomputerinformationsystemsecurity一、史上最著名的五大白帽黑客：渥兹涅克；2.姆·伯纳斯－李；3.李纳斯·托沃兹；4.理查德·斯托曼；5.下村努二、史上最（臭名昭）著的九大黑帽黑客：1、约翰·德雷珀；

2、凯文·米尼克；

3、罗伯特·莫里斯

4、凯文·普尔森；5、弗拉迪米·莱文6、大卫·史密斯

7、乔纳森·詹姆斯

8、麦克·凯尔

9、盖瑞·麦金农

视野拓展：视频：拓展知识-史上10大电脑黑客攻击事件拓展知识-史上5大最危險的黑客计算机网络安全ComputerandNetworkSecurity

5.4.2网络安全防范手段访问控制防火墙入侵检测漏洞扫描数据加密防恶意程序数据备份第五章总结Summary计算机网络概述计算机网络组成Internet技术及应用010203本章总结：计算机网络安全04第五章课后任务Assignment课后任务：拓展知识：观看视频通过学习通移动端或登录在线学习中心进入《计算机与互联网》课程观看本章视频，计入平时成绩中。课后练习：课后作业2通过学习通移动端或登录在线学习中心进入《计算机与互联网》课程完成课后作业5，计入平时成绩中。计算机与互联网57---未来已来，将至已至信息科学与工程学院计算机基础教研室@2018总目录

Contents总目录ABOUTME计算机概述计算机系统计算机中信息表示计算机程序设计计算机网络基础云计算基础大数据基础物联网基础计算机上篇互联网下篇下篇互联网59信息科学与工程学院计算机基础教研室第6章云计算基础60信息科学与工程学院计算机基础教研室CloudComputingIntroduce目录

Contents目录Contents6.1云计算概述壹6.2云计算的关键技术贰6.3云计算的应用叁引例Example云城市：看云计算如何帮助杭州改善交通？视频连接：https:///mycourse/teacherstudy?chapterId=135914754&courseId=201682832&clazzid=54085036.1云计算概述壹Overviewofcloudcomputing云计算概述Overviewofcloudcomputing2005年,美国新建立的数据中心需要消耗的能量=加利福尼亚州所消耗能量的10%（大约5GW），约40亿美金。英国的1500个数据中心每年消耗的能量和英国第十大城市莱卡斯特所需要的能量相当。2010年，英国单个数据中心每年在能量上的花费达到大约740万英镑。计算机集群系统由于采用商用化部件，其能耗问题更为突出。6.1.1云计算的起源----IT基础设施能耗云计算概述Overviewofcloudcomputing6.1.1云计算的起源----IT基础设施能耗Google数据中心以集装箱为单位，每个集装箱有1160台服务器，每个数据中心有众多集装箱。Google一次搜索查询的能耗能点亮100瓦的灯泡11秒钟。比利时的圣吉兰（SaintGhislain）数据中心完全依靠数据中心外面的空气来冷却系统。Dalles数据中心位于俄勒冈州的哥伦比亚河旁，河上的Dalles大坝为数据中心提供电力。数据中心有2座4层楼高的冷却塔。云计算概述Overviewofcloudcomputing6.1.1云计算的起源云计算大部分企业IT基础设施的利用率只有35%.还有许多企业的IT资源利用率不到15%（IDC报告）.Google的数据表明其绝大部分服务器的利用率在10%到50%之间。6.1.2云计算的概念云计算（CloudComputing）是在2007年第3季度才诞生的新名词。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构成的资源池上，使能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。之所以称为“云”，还因为云计算的鼻祖之一亚马逊公司将大家曾经称为网格计算的东西，取了一个新名称“弹性计算云”（ElasticComputingCloud），并取得了商业上的成功。按需付费计算模式云计算概述Overviewofcloudcomputing6.1.2云计算的概念从技术层面来看，云计算是一种动态的易扩展的、基于互联网利用虚拟化技术为不同用户提供服务的计算模式。云计算之所以发展迅速与它一直以来所遵循的“按需计费”的原则有关，这点也符合人类社会劳动发展规律。从需求层面看，用户通过客户界面接口就可以访问硬件、存储设备、应用软件等组成的资源池，对于资源池的具体物理位置及所用相关技术不需要去了解，访问端接到请求后自动分配资源。由此可知，云计算具有即买即卖的服务模式、动态易扩展的弹性化业务，用户也可以在云的基础上完成存储、开发、传输等业务。按需付费计算模式云计算概述Overviewofcloudcomputing计算机网络概述NetworkOverview什么是云计算？视频链接：https:///mycourse/teacherstudy?chapterId=135912772&courseId=201682832&clazzid=5408503云计算（CloudComputing）：是指基于互联网的超级计算模式--即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。6.1.3云计算的基本特征云计算概述Overviewofcloudcomputing硬件为中心软件为中心服务为中心PCC/S云计算数据在云端：不怕丢失,不必备份,可以任意点的恢复；软件在云端：不必下载自动升级；无所不在的计算：在任何时间，任意地点，任何设备登录后就可以进行计算服务；无限强大的计算：具有无限空间的，无限速度。6.1.3云计算的基本特征云计算概述Overviewofcloudcomputing超大规模弹性化业务虚拟化资源池化动态分配按服务计费方便接入高可靠性潜在的危险性……………..6.1.4云计算的发展云计算概述Overviewofcloudcomputing在云计算基础产品方面，我国已经突破EB级存储系统软、硬件技术和支持亿级任务并发处理的服务器系统技术。同时，互联网企业在大规模云计算操作系统方面取得突破，包括弹性计算系统、分布式计算系统、结构化数据存储系统和开放存储系统等。美国

欧洲日本韩国澳大利亚亚马逊思科微软IBM甲骨文惠普苹果iCloud富士通国外的发展现状国内的发展现状6.1.5典型云计算平台云计算概述OverviewofcloudcomputingAmazon的弹性计算云Amazon将自己的弹性计算云建立在公司内部的大规模集群计算的平台上，而用户可以通过弹性计算云的网络界面去操作在云计算平台上运行的各个实例(instance)。微软云计算平台WindowsAzure的主要目标是为开发者提供一个平台，帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。IBM“蓝云”计算平台它包括一系列的云计算产品，使得计算不仅仅局限在本地机器或远程服务器农场（即服务器集群），通过架构一个分布式、可全球访问的资源结构，使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。Google的云计算平台Google的云计算主要由MapReduce、Google文件系统(GFS)、BigTable组成。计算机网络概述NetworkOverview6.1.6云计算分类公共云：公有云是由若干企业和用户共享使用的云环境。私有云：私有云是由某个企业独立构建和使用的云环境混合云：指公有云与私有云的混合。按云的部署模式和云的使用范围进行分类按云计算的服务层次和服务类型进行分类IaaS（基础设施级服务）PaaS（平台级服务）SaaS（软件）计算机网络概述NetworkOverview6.1.7云计算体系结构云计算的核心服务层具有三个子层，分别是平台服务层、软件服务层、以及基础设施服务层。核心服务层服务管理层主要负责保障核心服务层的安全性、可靠性、及可用性，具体分为服务质量的保证和安全管理等多个方面的内容。服务管理层用户访问借口实现了云计算服务的泛在访问。它所提供的泛在访问服务既能够为终端设备提供应用程序开发借口,又能够实现多种服务的组合应用。用户访问接口层6.2云计算的关键技术贰Keytechnologiesofcloudcomputing云计算的关键技术Keytechnologiesofcloudcomputing6.2.1虚拟机虚拟机通过软件来模拟具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。优点：提高资源的利用率。多个操作系统可以同时存在和运行于同一个物理平台上（在单个服务器上有可能同时运行数百个虚拟机器）。有效隔离操作系统和资源。虚拟机中的操作系统崩溃后恢复比较容易，并不会对同一个物理平台上的其它操作系统造成影响，而且比较容易实现操作系统的数据重放和回滚。桌面虚拟化平台虚拟化应用虚拟化存储虚拟化服务器虚拟化云计算的关键技术Keytechnologiesofcloudcomputing6.2.2分布式海量数据存储技术分布式存储与传统的网络存储并不完全一样，传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。在当前的云计算领域，Google的GFS和Hadoop开发的开源系统HDFS是比较流行的两种云计算分布式存储系统。云计算的关键技术Keytechnologiesofcloudcomputing6.2.3海量数据管理技术云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。对于云计算来说，数据管理面临巨大的挑战。云计算不仅要保证数据的存储和访问，还要能够对海量数据进行特定的检索和分析。由于云计算需要对海量的分布式数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。云计算系统中的数据管理技术主要是Google的BigTable数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。云计算的关键技术Keytechnologiesofcloudcomputing6.2.4并行编程技术为了高效地利用云计算的资源，使用户能更轻松地享受云计算带来的服务，云计算的演变是必须保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。云计算采用MapReduce编程模式，将任务自动分成多个子任务，通过Map和Reduce两部实现任务在大规模计算节点中的调度与分配。云计算的关键技术Keytechnologiesofcloudcomputing6.2.5云计算平台管理技术云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布在不同的地点，同时运行着数百种应用，如何有效地管理这些服务器，保证整个系统提供不间断的服务是巨大的挑战。云计算系统的平台管理技术，需要具有高效调配大量服务器资源，使其更好协同工作的能力。其中，方便地部署和开通新业务、快速发现并且恢复系统故障、通过自动化、智能化手段实现大规模系统可靠的运营是云计算平台管理技术的关键。叁6.3云计算的应用

CloudComputingApplications云计算的应用CloudComputingApplications云计算应用：AmazonWebServices的云计算/mycourse/teacherstudy?chapterId=135912857&courseId=201682832&clazzid=5408503第六章总结Summary云计算概念云计算关键技术云计算应用010203本章总结：第六章课后任务Assignment课后任务：拓展知识：观看视频通过学习通移动端或登录在线学习中心进入《计算机与互联网》课程观看本章视频，计入平时成绩中。课后练习：课后作业通过学习通移动端或登录在线学习中心进入《计算机与互联网》课程完成课后作业6，计入平时成绩中。计算机与互联网86---未来已来，将至已至信息科学与工程学院计算机基础教研室@2018总目录

Contents总目录ABOUTME计算机概述计算机系统计算机中信息表示计算机程序设计计算机网络基础云计算基础大数据基础物联网基础计算机上篇互联网下篇下篇互联网88信息科学与工程学院计算机基础教研室第7章大数据基础89信息科学与工程学院计算机基础教研室BigDataIntroduce目录

Contents目录Contents7.1大数据概述壹7.2大数据的关键技术贰7.3大数据的应用叁引例Example我的赛事我做主：对于体育爱好者，追踪电视播放的最新运动赛事几乎是一件不可能的事情，因为有超过上百个赛事在8000多个电视频道播出。而现在市面上有开发者开发了一个可追踪所有运动赛事的应用程序——RUWT，它已经可以在iOS和Android设备，以及在Web浏览器上使用，它不断地分析运动数据流来让球迷知道他们应该转换成哪个台看到想看的节目，在电视的哪个频道上找到，并让他们在比赛中进行投票。引例Example智能电网：智能电网现在欧洲已经做到了终端，也就是所谓的智能电表。在德国，为了鼓励利用太阳能，会在家庭安装太阳能，除了卖电给你，当你的太阳能有多余电的时候还可以买回来。通过电网收集每隔五分钟或十分钟收集一次数据，收集来的这些数据可以用来预测客户的用电习惯等，从而推断出在未来2~3个月时间里，整个电网大概需要多少电。有了这个预测后，就可以向发电或者供电企业购买一定数量的电。因为电有点像期货一样，如果提前买就会比较便宜，买现货就比较贵。通过这个预测后，可以降低采购成本。大数据概述Overviewofbigdata数据量增加TBPBZBEB根据IDC监测，人类产生的数据量正在呈指数级增长，大约每两年翻一番，这个速度在2020年之前会继续保持下去。这意味着人类在最近两年产生的数据量相当于之前产生的全部数据量。数据结构日趋复杂大量新数据源的出现则导致了非结构化、半结构化数据爆发式的增长。这些由我们创造的信息背后产生的这些数据早已经远远超越了目前人力所能处理的范畴大数据时代正在来临…7.1

大数据概述壹Overviewofbigdata大数据概述Overviewofbigdata7.1.1大数据的定义

我们将大数据定义为超过了传统数据库软件工具捕获、存储、管理和分析数据能力，其中个体或部分数据呈现低价值性而数据整体呈现高价值的海量复杂数据集。2011年5月，在“云计算相遇大数据”为主题的EMCWorld2011会议中，EMC抛出了BigData概念。7.1.2大数据的特征（4V）大数据概述Overviewofbigdata1234价值（Value）数据规模大（Volume）数据多样性（Variety）数据处理速度（Velocity）7.1.3大数据的来源大数据概述Overviewofbigdata商业数据网络数据社会数据ABC全球每秒钟发送2.9百万封电子邮件，一分钟读一篇的话，足够一个人昼夜不息的读5.5年…每天会有2.88万个小时的视频上传到Youtube，足够一个人昼夜不息的观看3.3年…推特上每天发布5千万条消息，假设10秒钟浏览一条信息，这些消息足够一个人昼夜不息的浏览16年…每天亚马逊上将产生6.3百万笔订单…每个月网民在Facebook上要花费7千亿分钟，被移动互联网使用者发送和接收的数据高达1.3EB…Google上每天需要处理24PB的数据…7.2大数据的关键技术贰Keytechnologiesofbigdata大数据的关键技术Keytechnologiesofbigdata7.2.1大数据的构成大数据=海量数据+复杂类型的数据海量交易数据：企业内部的经营交易信息主要包括联机交易数据和联机分析数据，是结构化的、通过关系数据库进行管理和访问的静态、历史数据。通过这些数据，我们能了解过去发生了什么。大数据包括：交易数据+交互数据集在内的所有数据集海量交互数据：源于各种网络和社交媒体。它包括了呼叫详细记录、设备和传感器信息、GPS和地理定位映射数据、通过管理文件传输协议传送的海量图像文件、Web文本和点击流数据、评价数据、科学信息、电子邮件等等。可以告诉我们未来会发生什么。大数据的关键技术Keytechnologiesofbigdata7.2.2大数据处理平台MapReduceGoogle公司设计MapReduce的一个重要动机是为了解决当时其搜索引擎中大规模网页数据的索引和网页排名并行化处理问题｡HadoopHadoop是目前最为流行的大数据处理平台。Hadoop实现了一个分布式文件系统（HadoopDistributedFileSystem），简称HDFS。Spark交互式数据处理系统的典型代表系统是Berkeley的Spark,

Spark提供了一个更快、更通用的数据处理平台。和Hadoop相比，Spark可以让你的程序在内存中运行时速度提升100倍，或者在磁盘上运行时速度提升10倍。充分利用内存，减少磁盘IO，支持迭代计算和交互式计算。1237.2.3大数据文件系统大数据的关键技术KeytechnologiesofbigdataGFS是分布式文件系统，隐藏下层负载均衡，冗余复制等细节，对上层程序提供一个统一的文件系统API接口。Google根据自己的需求对它进行了特别优化，包括：超大文件的访问，读操作比例远超过写操作，PC机极易发生故障造成节点失效等。GFS（GoogleFileSystem）HDFSHDFS是Hadoop的分布式文件系统(HadoopDistributedFileSystem)，源自谷歌的GFS。HDFS在最开始是作为ApacheNutch搜索引擎项目的基础架构而开发的。被设计成适合运行在通用硬件上高度容错性的分布式文件系统，HDFS能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。7.2.4大数据的数据库

大数据的关键技术KeytechnologiesofbigdataBigTableDynamoBigTable是大型的分布式数据库，这个数据库不是关系式的数据库。像它的名字一样，就是一个巨大的表格，用来存储结构化的数据。Amazon的Dynamo也是非常具有代表性的系统。Dynamo综合使用了键/值存储、改进的分布式哈希表(DHT)、向量时钟(VectorClock)等技术实现了一个完全的分布式、去中心化的高可用系统。叁7.3大数据应用实例

BigDataApplications大数据在商业领域的应用：移动通信公司超过7.3亿用户，超过100万基站，每分钟超过800万通话，每天信令数据超过1PB，他们将大数据信息转化为商业价值，促进业务创新：优化网络质量，利用信令数据支撑终端、网络、业务平台关联分析，优化网络，实现网络价值最大化；助力市场决策，充分挖掘用户的移动互联网行为特征，提升对用户消费偏好的精准把握，帮助市场营销等决策，实现精准营销；改善用户体验，智能语音门户通过知识库和语义搜索技术实现业务知识的机器智能回答。大数据应用实例

BigDataApplications大数据在农业领域的应用：农业方面，以色列人根据农作物历史灌溉数据发明了滴灌技术——装有滴头的管线直接将水和肥料送达植物的根系，大大节约了水和肥料。所有灌溉方式都采用计算机进行自动化控制，灌溉系统中有传感器，能通过检查植物茎果的直径变化和地下湿度来决定对植物的灌溉量。由于有大量的传感器在采集数据，这种自动灌溉系统可以对用水量和产量的关系进行学习，以此改进灌溉量。用户在应平台上选择花卉种、苗，系统给出规格匹配的智能花房（用户可根据自己已经有的智能花房型号选择可种植花卉），选择后所需用量的配方土、肥自动计算出并给出建议，花房、种苗肥土全部到位后安装好水电，在可选范围内选择花期，花房即由云端应用控制，按用户要求时间开花。大数据应用实例

BigDataApplications大数据应用实例

BigDataApplications大数据在医疗领域的应用谷歌公司把5000万条美国人最频繁检索的词条和美国疾控中心在2003年至2008年间季节性流感传播时期的数据进行了比较。他们希望通过分析人们的搜索记录来判断这些人是否患上了流感，其他公司也曾试图确定这些相关的词条，但是他们缺乏像谷歌公司一样庞大的数据资源、处理能力和统计技术。谷歌公司为了测试这些检索词条，他们从4.5亿种关键词的组合中，最终挑出45个重要的检索词条和55个次重要词条作为特征，训练了一个线性回归模型预测2007年和2008年冬季流感传播趋势和地点，并且，将机器预测的结果和美国疾病控制和预防控中心公布的数据进行对比，发现准确度高达97%。和疾控中心一样，他们也能判断出流感是从哪里传播出来的，而且判断非常及时，不会像疾控中心一样要在流感爆发一两周之后才可以做到。所以，2009年甲型H1N1流感爆发的时候，与习惯性滞后的官方数据相比，Google成为了一个更有效、更及时的指示标。公共卫生机构的官员获得了非常有价值的数据信息。惊人的是，Google公司的方法甚至不需要分发口腔试纸和联系医生—它是建立在大数据的基础之上的。大数据在体育领域的应用：2016年3月9日，AlphaGo和李世石之间的世纪大战开始了。在赛前AlphaGo并不被看好，因为2015年底AlphaGo仅仅赢了樊麾二段而已，离九段还差得很远。但是结果却让所有人震惊，AlphaGo以4:1赢得了比赛。是大数据和智能算法使得AlphaGo在这么短时间内实现如此大的改进。在数据方面，Google使用了几十万盘围棋高手之间的对弈数据来训练AlphaGo，这是它获得智能的原因。大数据应用实例

BigDataApplications大数据在社会服务领域的应用：阿里巴巴公司利用大数据识别套牌车。所谓“套牌车”，是其他车辆伪造他人真实牌照，将号码相同的假牌照挂在自己车上，这样的“真假李逵”给交通管理带来了很大困扰。套牌车的泛滥，不仅严重干扰了道路交通秩序，还增加了交通事故发生的概率。此外，套牌车的出现，还侵害了号牌真实车主的利益。大量网点摄像头采集车牌信息并进行识，当发现车牌识别异常（同一号牌在不合理的时间、距离上被识别），则报警到中心库，提醒车主。大数据应用实例

BigDataApplications客户行为分析：一家领先的专业时装零售商，通过当地的百货商店、网络及其邮购目录业务为客户提供服务。公司希望向客户提供差异化服务，如何定位公司的差异化，他们通过从Twitter和Facebook上收集社交信息，更深入的理解化妆品的营销模式，随后他们认识到必须保留两类有价值的客户：高消费者和高影响者。希望通过接受免费化妆服务，让用户进行口碑宣传，这是交易数据与交互数据的完美结合，为业务挑战提供了解决方案。Informatica的技术帮助这家零售商用社交平台上的数据充实了客户主数据，使他的业务服务更具有目标性。零售企业也监控客户的店内走动情况以及与商品的互动。它们将这些数据与交易记录相结合来展开分析，从而在销售哪些商品、如何摆放货品以及何时调整售价上给出意见，此类方法已经帮助某领先零售企业减少了17%的存货，同时在保持市场份额的前提下，增加了高利润率自有品牌商品的比例。大数据应用实例BigDataApplications大数据其他应用大数据应用2：如何用大数据追女神大数据应用实例BigDataApplications大数据应用3：如何用大数据服务管理决策大数据应用实例BigDataApplications大数据应用实例BigDataApplications第七章总结Summary大数据概念大数据关键技术大数据应用010203本章总结：第七章课后任务Assignment课后任务：拓展知识：观看视频通过学习通移动端或登录在线学习中心进入《计算机与互联网》课程观看本章视频，计入平时成绩中。课后练习：课后作业通过学习通移动端或登录在线学习中心进入《计算机与互联网》课程完成课后作业7，计入平时成绩中。计算机与互联网116---未来已来，将至已至信息科学与工程学院计算机基础教研室@2018总目录

Contents总目录ABOUTME计算机概述计算机系统计算机中信息表示计算机程序设计计算机网络基础云计算基础大数据基础物联网基础计算机上篇互联网下篇下篇互联网118信息科学与工程学院计算机基础教研室第8章物联网基础119信息科学与工程学院计算机基础教研室FundamentalsofInternetofthings目录

Contents目录Contents8.1物联网概述壹8.2物联网架构贰8.4物联网应用叁8.3物联网的关键技术贰引例Example为爱而生-未来智慧生活：引例Example智能冰箱的提醒：“冰箱里还剩1个苹果，是否需要订购?”你的手机收到冰箱自动发来的短信。不用回复，根据提前的设定，冰箱将自动向网上商城下单，并提示你用手机在线支付。冰箱如何感知苹果数量?手机如何控制冰箱?冰箱、手机、快递公司，如何建立起联系?答案是：物联网（IOT）。8.1物联网概述壹Overviewof

Internetofthings物联网概述OverviewofInternetofthings8.1.1物联网的定义利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物（anything)在任何时间(anytime)、任何地点（anywhere）的连接从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大