《高校云计算》PPT课件.ppt

1、谈高校云计算的必要性和可行性,肖 波 中央民族大学,一、云计算是IT发展的趋势,1980s 计算机就是计算机； 1990s 网络就是计算机 2000s 数据中心就是计算机 2010- 云计算就是计算机？,2011 Gartner “IT Hype Cycle” for Emerging Technologies,Copyright 2012, Elsevier Inc. All rights reserved.,Clouds and Internet of Things,HPC: High-Performance Computing HTC: High-Throughput Computing

2、 P2P: Peer to Peer MPP: Massively Parallel Processors,The Internet of Things (IoT),Smart Earth: An IBM Dream,Cloud,云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取所需要的服务。,Vaquerolm的定义 云是一个包含大量可用的虚拟资源（硬件、开发平台、I/O服务）的资源池。这些资源可以根据不同的负载动态地重新配置，以达到更优化的资源利用率。,The Next Revolution in I

3、TCloud Computing,Classical Computing Buy & Own Hardware, System Software, Applications often to meet peak needs. Install, Configure, Test, Verify, Evaluate Manage . Finally, use it $.$(High CapEx),Cloud Computing Subscribe Use $ - pay for what you use, based on QoS,Copyright 2012, Elsevier Inc. All

4、rights reserved.,(Courtesy of Raj Buyya, 2012),Basic Concept of Internet Clouds,Transparent Cloud Computing Environment,Cloud Computing Challenges: Dealing with too many issues (Courtesy of R. Buyya),云计算技术,三大模式 四大部署 云计算的关键技术,云计算的三大交付模式,SaaS PaaS IaaS,云计算的四大部署,公共云 私有云 社区云 混合云,云计算的关键技术,虚拟化技术 分布式计算和并行计

5、算 分布式存储 分布式海量数据管理,1.虚拟化技术,服务器虚拟化 存储虚拟化 应用虚拟化 平台虚拟化 桌面虚拟化,二、高校云计算必要性,减少硬件浪费 绿色节能 提高效率 方便管理 资源共享 降低管理成本,业务系统增多，只能通过采购新的硬件设备进行业务支撑，硬件设备一多，导致“机房空间拥堵、能耗较高、不够环保”！ 数据中心虽拥有众多PC服务器，但服务器的资源利用率一直较低，存在较为严重的资源浪费！ 数据中心软硬件较多，但安全性重视程度不够，缺少系统必备的可靠性设计，且设备宕机的风险较大！ 机房环境复杂，软硬件设备繁多，系统管理人员难以有足够的精力来进行管理和维护！ ,传统数据中心现状,服务器的百

6、分比,主时间,高峰时间,20%,40%,60%,80%,0%,0-10%,20-30%,40-50%,60-70%,80-90%,CPU 利用率,当前服务器利用率很低,为未使用的计算资源买单,x86服务器采购量/年,需要管理的服务器数量不断增长,服务器部署：20%,杂项 30%,安全：10%,支持：20%,备份和监视：15%,在低价值的任务上花费了太多的时间，例如采购和调配 数据中心管理效率低,系统管理员如何使用他们的时间,低价值任务,硬件采购：5%,除了硬件的成本，服务器对空间的不断侵占还带来了管理成本的增长,2000,2002,2004,2006,2008,费用（以十亿美元为单位）,管理和

7、管制成本,服务器费用,50,100,150,0,200,管理成本占TCO的大部分,100%,9,90%的服务器,90%的运行时间,CPU占用率低于10%,9,1,9-9-1原则,1-主机存储层面,大学数据中心现状,Datacenter and Server Cost Distribution,三、高校云计算可行性,数据中心虚拟化 私有云 PaaS SaaS,虚拟机与数据中心虚拟化,Server Consolidation in Virtualized Datacenter Virtual Storage Provisioning and Deprovisioning Cloud Operati

8、ng Systems for Virtual Datacenters Trust Management in virtualized Datacenters,传统计算机与虚拟机的区别,(Courtesy of VMWare, 2008),何为虚拟化 ?,(Courtesy of VMWare, 2008),VMM 作用 (1),(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006),VMM 作用(2),(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006),VMM 作用(3),(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006),VMM

9、作用(4),(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006),主要 的VMM 和 Hypervisor 软件包,存储虚拟化,I/O虚拟化,CPU, 存储器和I/O虚拟化的总结 CPU virtualization demands hardware-assisted traps of sensitive instructions by the VMM Memory virtualization demands special hardware support (shadow page tables by VMWare or extended page table by I

10、ntel) to help translate virtual address into physical address and machine memory in two stages. I/O virtualization is the most difficult one to realize due to the complexity if I/O service routines and the emulation needed between the guest OS and host OS.,虚拟机的热迁移,Resource provisioning methods,Deman

11、d-driven resource provisioning based on the current utilization level of the allocated resources.(60%) Event-driven resource provisioning based on a specific time event.(predicte) Popularity-driven resource provisioning by popularity demand.(Internet searches),虚拟机可信管理,虚拟化市场 2006 to 2011 增长情况,私有云操作系统

12、,March 5, 2012,Prof. Kai Hwang, USC,Cloud Roles in The Future Internet,(Courtesy of G. Xie and Z. Li 2012),Three Aspects in Hardware that can benefit from Cloud Computing,The illusion of infinite computing resources available on demand, thereby eliminating the need for cloud users to plan far ahead

13、for resource provisioning. The elimination of an up-front commitment by cloud users, thereby allowing companies to start small and increase the hardware resources when needed in the future. The ability to pay the costs of computing resources on a short-term basis as needed (e.g., processors by the hour and storage by the day) and release them after done and thereby rewarding resource conservation.,(Courtesy of M. Ambrust, et al 2009