《计算机网络技》 课件 第9章 云计算技术与架构

第9章云计算技术与架构理解云计算特征、核心技术、服务模式、部署模式与边云协同。云计算概述→云计算的核心技术→云计算的服务模式→云计算的部署模式→边缘计算与云边端协同第9章云计算技术与架构02学习路径沿5个问题建立本章完整认知理解云计算特征、核心技术、服务模式、部署模式与边云协同。01云计算概述02云计算的核心技术03云计算的服务模式04云计算的部署模式05边缘计算与云边端协同学习闭环：理解概念→推演机制→应用场景→证据验证第9章云计算技术与架构039.1云计算概述使用远程服务器是否就等同于使用云计算？模式演进→定义→核心特征→业务价值19.1云计算概述049.1核心结构云计算把可配置资源池按需交付为可计量服务。先读中心结论，再看模式演进与定义云计算概述四个知识点共同说明本节核心结论模式演进从集中计算、分布式计算走向资源服务化定义通过网络按需访问共享计算资源池核心特征按需自助、广泛接入、资源池化、弹性与可计量业务价值缩短交付周期并提高资源利用率9.1云计算概述059.1关键机制模式演进与定义：两者如何配合先理解模式演进，再联系定义模式演进从集中计算、分布式计算走向资源服务化模式演进提示先理解模式演进：从集中计算、分布式计算走向资源服务化定义通过网络按需访问共享计算资源池定义提示定义联系模式演进：通过网络按需访问共享计算资源池9.1云计算概述06教材图解·9.1计算模式演进：云计算继承了集中与分布式两类优势图9-1云计算演进路线图｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1大型机时代资源集中管理、稳定可靠，但扩展成本高且使用范围有限2PC与互联网时代计算逐步分散，网络把跨地域资源和用户连接起来3云计算时代通过虚拟化和服务化重新集中资源，并按需、弹性地交付9.1教材图解079.1关键机制模式演进与定义：两者如何配合先理解模式演进，再联系定义核心特征按需自助、广泛接入、资源池化、弹性与可计量核心特征提示先理解核心特征：按需自助、广泛接入、资源池化、弹性与可计量业务价值缩短交付周期并提高资源利用率业务价值提示业务价值联系核心特征：缩短交付周期并提高资源利用率9.1云计算概述089.1场景应用对比自建固定服务器与按需创建云主机。本页案例：对比自建固定服务器与按需创建云主机1模式演进从集中计算、分布式计算走向资源服务化2定义通过网络按需访问共享计算资源池3核心特征按需自助、广泛接入、资源池化、弹性与可计量4业务价值缩短交付周期并提高资源利用率案例说明：对比自建固定服务器与按需创建云主机9.1云计算概述09课堂检验使用远程服务器是否就等同于使用云计算？模式演进从集中计算、分布式计算走向资源服务化定义通过网络按需访问共享计算资源池参考解答不等同。云计算还应具备按需自助、资源池化、快速弹性和可计量服务等特征结论：云计算把可配置资源池按需交付为可计量服务9.1云计算概述109.2云计算的核心技术容器更轻量，为什么仍需要虚拟机？虚拟化→容器→分布式存储→云网络29.2云计算的核心技术119.2核心结构虚拟化、容器、分布式存储和网络共同支撑资源池化与弹性。先读中心结论，再看虚拟化与容器云计算的核心技术四个知识点共同说明本节核心结论虚拟化把物理资源抽象为可隔离、可调度实例容器共享内核并快速封装应用与依赖分布式存储跨节点提供容量、可靠性与并行访问云网络虚拟网络、负载均衡和软件定义连接资源9.2云计算的核心技术129.2关键机制虚拟化与容器：两者如何配合先理解虚拟化，再联系容器虚拟化把物理资源抽象为可隔离、可调度实例虚拟化提示先理解虚拟化：把物理资源抽象为可隔离、可调度实例容器共享内核并快速封装应用与依赖容器提示容器联系虚拟化：共享内核并快速封装应用与依赖9.2云计算的核心技术13教材图解·9.2云计算技术底座：从物理资源抽象到可调度资源池图9-2云计算核心技术体系与资源池化原理图｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1底层资源服务器、存储与网络构成可被统一管理的物理基础2抽象层虚拟机、容器、分布式存储与SDN屏蔽硬件差异3资源池计算、存储和网络被组合为可分配、可回收、可弹性的服务9.2教材图解149.2关键机制虚拟化与容器：两者如何配合先理解虚拟化，再联系容器分布式存储跨节点提供容量、可靠性与并行访问分布式存储提示先理解分布式存储：跨节点提供容量、可靠性与并行访问云网络虚拟网络、负载均衡和软件定义连接资源云网络提示云网络联系分布式存储：虚拟网络、负载均衡和软件定义连接资源9.2云计算的核心技术159.2场景应用比较虚拟机与容器在隔离、启动速度和部署密度上的差异。本页案例：比较虚拟机与容器在隔离、启动速度和部署密度上的差异1虚拟化把物理资源抽象为可隔离、可调度实例2容器共享内核并快速封装应用与依赖3分布式存储跨节点提供容量、可靠性与并行访问4云网络虚拟网络、负载均衡和软件定义连接资源案例说明：比较虚拟机与容器在隔离、启动速度和部署密度上的差异9.2云计算的核心技术16课堂检验容器更轻量，为什么仍需要虚拟机？虚拟化把物理资源抽象为可隔离、可调度实例容器共享内核并快速封装应用与依赖参考解答虚拟机提供更强隔离、独立操作系统和清晰安全边界，适合异构或高隔离负载结论：虚拟化、容器、分布式存储和网络共同支撑资源池化与弹性9.2云计算的核心技术179.3云计算的服务模式服务层级越高，用户控制权和运维责任如何变化？IaaS→PaaS→SaaS→责任共担39.3云计算的服务模式189.3核心结构IaaS、PaaS、SaaS改变用户与云服务商的管理边界。先读中心结论，再看IaaS与PaaS云计算的服务模式四个知识点共同说明本节核心结论IaaS提供计算、存储和网络等基础资源PaaS提供运行环境、数据库和开发平台SaaS直接交付可使用的应用软件责任共担服务商与用户分别承担不同层级安全责任9.3云计算的服务模式199.3关键机制IaaS与PaaS：两者如何配合先理解IaaS，再联系PaaSIaaS提供计算、存储和网络等基础资源IaaS提示先理解IaaS：提供计算、存储和网络等基础资源PaaS提供运行环境、数据库和开发平台PaaS提示PaaS联系IaaS：提供运行环境、数据库和开发平台9.3云计算的服务模式20教材图解·9.3IaaS、PaaS、SaaS：层级越高，用户运维越少图9-3云计算参考架构与服务模式分层图｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1IaaS提供计算、存储与网络，用户仍需管理操作系统和应用2PaaS提供运行环境、数据库和开发平台，用户聚焦应用代码3SaaS直接交付可使用的软件，供应商承担更多底层运维责任9.3教材图解219.3关键机制IaaS与PaaS：两者如何配合先理解IaaS，再联系PaaSSaaS直接交付可使用的应用软件SaaS提示先理解SaaS：直接交付可使用的应用软件责任共担服务商与用户分别承担不同层级安全责任责任共担提示责任共担联系SaaS：服务商与用户分别承担不同层级安全责任9.3云计算的服务模式229.3场景应用把云主机、云数据库和在线办公软件分别归类。本页案例：把云主机、云数据库和在线办公软件分别归类1IaaS提供计算、存储和网络等基础资源2PaaS提供运行环境、数据库和开发平台3SaaS直接交付可使用的应用软件4责任共担服务商与用户分别承担不同层级安全责任案例说明：把云主机、云数据库和在线办公软件分别归类9.3云计算的服务模式23课堂检验服务层级越高，用户控制权和运维责任如何变化？IaaS提供计算、存储和网络等基础资源PaaS提供运行环境、数据库和开发平台参考解答服务层级越高，用户控制权和运维责任越少，更多责任转移给云服务商结论：IaaS、PaaS、SaaS改变用户与云服务商的管理边界9.3云计算的服务模式249.4云计算的部署模式混合云是否只是同时购买公有云和私有云？公有云→私有云→混合云→模式选型49.4云计算的部署模式259.4核心结构公有云、私有云和混合云在控制、成本和弹性之间权衡。先读中心结论，再看公有云与私有云云计算的部署模式四个知识点共同说明本节核心结论公有云共享基础设施，弹性强、启动快私有云专属环境，控制力和合规能力强混合云连接公有与私有资源，按业务选择承载位置模式选型依据数据敏感度、负载波动、预算和能力9.4云计算的部署模式269.4关键机制公有云与私有云：两者如何配合先理解公有云，再联系私有云公有云共享基础设施，弹性强、启动快公有云提示先理解公有云：共享基础设施，弹性强、启动快私有云专属环境，控制力和合规能力强私有云提示私有云联系公有云：专属环境，控制力和合规能力强9.4云计算的部署模式279.4关键机制公有云与私有云：两者如何配合先理解公有云，再联系私有云混合云连接公有与私有资源，按业务选择承载位置混合云提示先理解混合云：连接公有与私有资源，按业务选择承载位置模式选型依据数据敏感度、负载波动、预算和能力模式选型提示模式选型联系混合云：依据数据敏感度、负载波动、预算和能力9.4云计算的部署模式289.4场景应用为核心数据库、门户网站和临时计算任务选择部署模式。本页案例：为核心数据库、门户网站和临时计算任务选择部署模式1公有云共享基础设施，弹性强、启动快2私有云专属环境，控制力和合规能力强3混合云连接公有与私有资源，按业务选择承载位置4模式选型依据数据敏感度、负载波动、预算和能力案例说明：为核心数据库、门户网站和临时计算任务选择部署模式9.4云计算的部署模式29课堂检验混合云是否只是同时购买公有云和私有云？公有云共享基础设施，弹性强、启动快私有云专属环境，控制力和合规能力强参考解答不是。混合云还需要统一管理、网络互联、数据协同和工作负载迁移机制教材结论：公有云、私有云和混合云在控制、成本和弹性之间权衡9.4云计算的部署模式309.5边缘计算与云边端协同哪些任务必须放在边缘，哪些更适合留在云端？从中心到边缘→分层架构→协同机制→适用场景59.5边缘计算与云边端协同319.5核心结构边缘计算把部分处理下沉到数据源附近，以降低时延和回传压力。先读中心结论，再看从中心到边缘与分层架构边缘计算与云边端协同四个知识点共同说明本节核心结论从中心到边缘把实时处理放到接近终端的位置分层架构端侧采集、边缘响应、云端汇聚与训练协同机制任务、数据、模型和策略在云边端之间流动适用场景工业控制、视频分析、车联网和物联网9.5边缘计算与云边端协同329.5关键机制从中心到边缘与分层架构：两者如何配合先理解从中心到边缘，再联系分层架构从中心到边缘把实时处理放到接近终端的位置从中心到边缘提示先理解从中心到边缘：把实时处理放到接近终端的位置分层架构端侧采集、边缘响应、云端汇聚与训练分层架构提示分层架构联系从中心到边缘：端侧采集、边缘响应、云端汇聚与训练9.5边缘计算与云边端协同33教材图解·9.5云—边—端协同：让计算发生在最合适的位置图9-6云—边—端三层协同架构示意图｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1终端设备产生数据并执行即时感知、采集与控制2边缘节点靠近现场完成低时延分析、过滤和局部决策3云端承担集中存储、全局分析、模型训练与跨区域协同9.5教材图解349.5关键机制从中心到边缘与分层架构：两者如何配合先理解从中心到边缘，再联系分层架构协同机制任务、数据、模型和策略在云边端之间流动协同机制提示先理解协同机制：任务、数据、模型和策略在云边端之间流动适用场景工业控制、视频分析、车联网和物联网适用场景提示适用场景联系协同机制：工业控制、视频分析、车联网和物联网9.5边缘计算与云边端协同359.5场景应用分析摄像头在边缘识别异常、云端训练模型的协同方式。本页案例：分析摄像头在边缘识别异常、云端训练模型的协同方式1从中心到边缘把实时处理放到接近终端的位置2分层架构端侧采集、边缘响应、云端汇聚与训练3协同机制任务、数据、模型和策略在云边端之间流动4适用场景工业控制、视频分析、车联网和物联网案例说明：分析摄像头在边缘识别异常、云端训练模型的协同方式9.5边缘计算与云边端协同36课堂检验哪些任务必须放在边缘，哪些更适合留在云端？从中心到边缘把实时处理放到接近终端的位置分层架构端侧采集、边缘响应、云端汇聚与训练参考解答低时延、实时控制和隐私敏感任务宜放边缘；集中训练和全局分析更适合云端结论：边缘计算把部分处理下沉到数据源附近，以降低时延和回传压力9.5边缘计算与云边端协同37虚拟机与容器虚拟机隔离更完整，容器启动更快、密度更高二者常在云平台中组合使用虚拟机包含完整客体操作系统，隔离强容器共享主机内核，封装应用与依赖组合方式虚拟机提供租户边界，容器承载应用选择依据安全、兼容、启动速度与资源效率9.2云计算核心技术38服务模式从IaaS到SaaS，用户控制权下降，平台代管范围扩大责任共担边界必须明确1IaaS用户管理OS、运行环境、数据和应用2PaaS用户主要管理应用与数据3SaaS用户直接使用应用并管理自身数据与配置4共同责任身份、权限、配置和数据仍需用户负责9.3云计算服务模式39部署模式选型数据敏感度、负载波动、预算和团队能力共同决定部署位置混合云的关键是统一连接、身份、数据与