云计算原理与实践培训教材
云计算原理与实践
云计算原理与实践现代科技的高速发展使得信息技术越来越普及，云计算作为其中的重要技术之一，正在改变着我们的生活和工作方式。
云计算以其高效、灵活和可扩展的特点，成为了当今信息化时代的核心驱动力。
本文将探讨云计算的原理和实践，以及它在不同领域中的应用。
一、云计算的原理云计算的核心原理是将计算资源进行集中管理和分配，使用户能够通过网络访问到这些资源。
云计算基于虚拟化技术，将硬件资源划分为多个逻辑实体，使得资源能够被多个用户同时使用。
这样一来，用户可以根据自己的需求，按需分配和使用计算资源，使得算力和存储能力得到充分的利用。
云计算使用了分布式系统的思想，通过将计算任务分发给多台计算机进行处理，提高了计算的效率和可靠性。
云计算还采用了自动化管理的方式，通过自动化的资源调度和负载均衡，使得计算资源能够被高效地利用，提高了系统的性能和可用性。
二、云计算的实践在实际应用中，云计算可以分为三个主要的模式：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
IaaS模式提供了计算资源的虚拟化，使得用户可以通过云服务提供商的平台来创建和管理自己的服务器、存储和网络资源。
这种模式下，用户可以根据自己的需求动态地配置和管理资源，同时避免了硬件设备的维护和更新。
PaaS模式在IaaS基础上，提供了更高层次的服务，包括开发环境、数据库管理和应用托管等。
用户可以在云平台上进行软件开发和测试，并直接将应用部署到云上，无需关注底层的基础设施。
SaaS模式是最为常见的云计算模式，通过互联网向用户提供软件服务。
用户无需购买和安装软件，只需通过浏览器或者客户端进行访问，即可享受到软件的功能和服务。
这种模式下，用户只需要关注软件的使用，而无需关注软件维护和更新的问题。
三、云计算在实践中的应用云计算在各行各业中都有广泛的应用。
在企业领域，云计算可以提供高性能的计算和存储能力，帮助企业进行大数据分析和业务处理。
同时，云计算还可以降低企业的成本，提高IT资源的利用率和扩展性。
云计算的书籍
云计算的书籍
关于云计算的书籍有很多，以下是其中一些值得推荐的书籍：
《云计算概论》：由Tom M. Mitchell、Jim Gray等人合著，是一本经典
的入门书籍，适合初学者阅读，提供了一个全面的引导，让读者快速了解云计算领域的基本概念和关键技术。
《云计算模式框架》：由Lan K. Lee编写，重点讲解了云计算中的基本模
式和设计原则，帮助读者理解和应用云计算的核心概念。
《云原生应用管理：原理与实践》：由陈显鹭、匡大虎、卢稼奇等撰写，
详解Helm、Kustomize、CNAB、Operator的功能和源码，以及大量案例。
《云原生应用架构实践》：介绍了云原生应用的技术原理、架构设计、落
地实施和运维监控等方面的内容。
《云原生数据库实战》：介绍了云原生数据库的原理、架构、应用和优化
等方面的内容。
此外，还有《云计算实战手册》、《云计算权威指南》、《云计算实用指南》等也是不错的选择。
建议根据自己的需求和兴趣选择合适的书籍进行阅读。
云计算培训-PPT
现有业务全部构建于云架构的统一IT平台 08年推出GAE(Google APP Engine)，战略进入
Web Hosting市场，目前处于试用阶段
GAE客户及商业模式
互联网Web应用开发者（个人/公司） 计算，存储，带宽，互联网基础能力作为服
• 每台机器上有多个负载 • 软件相对于硬件独立
虚拟化技术提高了资料利用率
资源共享
虚拟化前 虚拟化后 20% 30% 10% …
Server 1 Server 2 Server n
20% 60%
30 VM 1 %
Server
VM n 10%
VM 2
…
分时共享
虚拟化前 虚拟化后
60% 10% 10% 60 %
云计算技术和商业模式的创新者，IT即服务的市场领导者
－PaaS & SaaS运营商
Google 云计算IT架构
Google应用
办公套件 日历
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照片分享 邮件 P A
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搜索
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托管的第三方应用
Google App Engine(GAE)
Dynamic,Scalable Runtime Python&Django
Provision
系统扩容（Grid Grow）
Grow Instance
WW ee bb
Grid Grow
DB
DB
虚拟机的效率是关键，效率取决于对整体 虚拟机的资源管理和调度自动化管理
Park Instance
SnapShot
云计算运维 教材
云计算运维教材
以下是一些关于云计算运维的教材推荐：
1. 《云计算运维：基础知识与实践指南》 - 作者：罗俊林
该书系统介绍了云计算的基本概念、原理和关键技术，并以实例的方式详细讲解了云计算环境下的运维管理方法和技巧。
2. 《云计算安全与运维》 - 作者：胡小康
该书主要介绍了云计算的安全风险和安全管理措施，同时深入探讨了云计算运维的理论与实践，对于提高云计算运维能力具有很高的参考价值。
3. 《大规模云计算运维实践》 - 作者：刘钦
本书旨在介绍大规模云计算运维实践的核心知识和方法，深入剖析了问题的根源和解决技术，并通过亲身经历的案例分析，帮助读者更好地理解云计算运维的实践。
4. 《云计算与数据中心运维实战手册》 - 作者：杜文勇
该书详尽地介绍了云计算和数据中心运维的实战手册，围绕服务器、网络、存储等关键设备，详细阐述了云计算运维的关键技术和实践经验。
5. 《云计算：理论与实践》 - 作者：卢恩光
本书系统的介绍了云计算的基本概念、架构和关键技术，并以案例和实践为基础，讲解了云计算运维的方法和最佳实践。
这些教材涵盖了云计算运维的基础知识、实践经验和实战手册，
对于想要学习和提高云计算运维能力的人来说，都是不错的选择。
具体选择哪本教材，可以根据自己的兴趣和需求来决定。
云计算培训课程大纲
云计算培训课程大纲第一章：引言云计算是当今信息技术领域的热门话题，它以其高效、灵活、可扩展的特性深受企业和个人用户的喜爱。
为了满足日益增长的云计算人才需求，本培训课程旨在为学员提供全面的云计算知识和技能，开启他们在这一领域的职业发展。
第二章：基础知识2.1 云计算概述- 云计算的定义和基本原理- 云计算的架构和分类- 云计算与传统IT架构的对比2.2 虚拟化技术- 虚拟化技术的概念和基本原理- 常见的虚拟化技术：服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化- 虚拟化的优势和应用场景第三章：云计算服务模型3.1 基础设施即服务（IaaS）- IaaS的概念和特点- IaaS提供商和常见的IaaS平台- IaaS的使用和管理3.2 平台即服务（PaaS）- PaaS的概念和特点- PaaS提供商和常见的PaaS平台- PaaS的使用和开发3.3 软件即服务（SaaS）- SaaS的概念和特点- SaaS提供商和常见的SaaS应用- SaaS的使用和集成第四章：云计算架构与设计4.1 多租户与弹性扩展- 多租户架构的设计原则和挑战- 弹性扩展的概念和实现方法4.2 高可用性和容灾设计- 高可用性和容灾的概念和关键技术- 容灾设计的策略和实践第五章：云安全与隐私保护5.1 云安全的基本原理- 云计算中的安全威胁和风险- 安全策略和控制措施5.2 隐私保护与合规性- 隐私保护的挑战和解决方案- 合规性要求与实践第六章：云计算管理与监控6.1 云计算资源管理- 云计算环境的资源配置与调度- 资源利用率的优化与监控6.2 云计算性能监控与分析- 监控指标与性能度量- 性能问题排查与优化第七章：云计算应用与实践7.1 云计算应用场景- 企业级云平台的设计与实现- 云计算在物联网、大数据等领域的应用7.2 云计算实践案例- 国内外典型的云计算应用案例- 云计算经验分享与总结结语本培训课程全面、系统地介绍了云计算的基础知识、服务模型、架构与设计、安全与隐私保护、管理与监控以及应用与实践等方面的内容。
云计算原理与实践
11.5本章小结
11.6复习材料
12.1桌面云概述
12.2桌面云架构与 关键技术
12.3桌面云典型应 用案例
12.4实践：基于 OpenStack的桌面云
12.5本章小结
12.6复习材料
13.1软件开发云的 概念
13.2华为软件开发 云服务
13.3 DevCloud技 术方案
13.4实践： DevCloud实战
精彩摘录
精彩摘录
基础设施即服务（IaaS），提供硬件资源，类似于传统模式下的 CPU、存储器和 I/O；平台即服务 （PaaS），提供软件运行的环境，类似于传统编程模式下的操作系统和编程框架；软件即服务（SaaS），提供应 用软件功能，类似于传统模式下的应用软件。
云计算是一种模型，这个模型可以方便地通过网络访问一个可配置的计算资源（例如网络、服务器、存储设 备、应用程序以及服务等）的公共集。这些资源可以被快速提供并发布，同时最小化管理成本以及服务供应商的 干预。
06
4.10复习 材料
05
4.9本章小 结
5.2文件存储
5.1分布式存储的 基础
5.3从单机存储系 统到分布式存储系
统
5.5本章小结
5.4实践：分布式 存储系统Ceph
5.6复习材料
1
6.1基本概念
6.2数据中心 2
网络：云计算 的骨架
3
6.3网络虚拟 化
4
6.4租户网络 管理
5 6.5实践：用
10.1从软件到云件
10.2云件系统的架 构设计与运行原理
10.3云件的开发模 式与效果
10.4云件在大规模 在线实训平台中的应 用
10.6本章小结
10.5实践：云件应 用开发实例
云计算培训材料(初稿)
云计算培训材料(初稿)教学内容：1. 云计算概述：介绍云计算的定义、特点和应用场景，理解云计算的基本概念。
2. 云计算技术：讲解云计算的关键技术，包括虚拟化技术、分布式存储技术和负载均衡技术。
3. 云计算服务模型：介绍云计算的服务模型，包括IaaS、PaaS 和SaaS，理解不同服务模型的特点和应用。
4. 云计算部署模型：讲解云计算的部署模型，包括公有云、私有云和混合云，了解不同部署模型的优缺点。
教学目标：1. 学生能够理解云计算的基本概念，掌握云计算的关键技术。
2. 学生能够了解云计算的服务模型和部署模型，理解不同模型之间的差异。
3. 学生能够通过实践操作，掌握云计算的基本应用和操作。
教学难点与重点：重点：云计算的基本概念、关键技术、服务模型和部署模型。
难点：云计算的关键技术的理解和应用，云计算服务模型和部署模型的理解和区分。
教具与学具准备：教具：多媒体教学设备、投影仪、电脑。
学具：笔记本电脑、云计算培训教材、云计算实验环境。
教学过程：1. 实践情景引入：通过展示云计算在生活中的应用场景，引起学生对云计算的兴趣。
2. 云计算概述：讲解云计算的定义、特点和应用场景，理解云计算的基本概念。
3. 云计算技术：讲解云计算的关键技术，包括虚拟化技术、分布式存储技术和负载均衡技术，并进行实例演示。
4. 云计算服务模型：介绍云计算的服务模型，包括IaaS、PaaS 和SaaS，理解不同服务模型的特点和应用。
5. 云计算部署模型：讲解云计算的部署模型，包括公有云、私有云和混合云，了解不同部署模型的优缺点。
6. 例题讲解：通过实例题目，让学生理解云计算的基本概念和技术。
7. 随堂练习：让学生通过实验环境，操作云计算的基本应用，加深对云计算的理解。
8. 作业布置：布置相关的云计算练习题目，巩固所学知识。
板书设计：云计算概述定义特点应用场景云计算技术虚拟化技术分布式存储技术负载均衡技术云计算服务模型IaaSPaaSSaaS云计算部署模型公有云私有云混合云作业设计：1. 简答题：什么是云计算？云计算有哪些特点？答案：云计算是一种通过网络提供计算资源、存储资源和应用程序等服务的技术。
《云计算》教材
引言概述云计算是一种基于互联网的计算模式，通过将计算资源、存储资源和应用程序等提供给用户，实现按需、灵活、可扩展的计算服务的交付。
近年来，云计算在各行各业得到了广泛的应用和发展，成为传统计算模式的重要补充和完善。
本篇教材将从五个大点出发，系统地介绍云计算的概念、分类、架构、应用和发展趋势，以及其对于信息技术和社会的影响。
正文内容一、云计算概念1.云计算的定义和特点a.云计算的基本概念和定义b.云计算的关键特征：按需服务、广泛网络访问、资源池化、快速伸缩、可计费等2.云计算的分类和层次a.基于部署模式的分类：公有云、私有云、混合云和社区云等b.基于服务模式的分类：IaaS、PaaS和SaaS等c.云计算的层次结构：体系结构、平台和应用3.云计算的架构a.云计算的典型架构：前端、云平台和后端b.云计算的各层功能和组件：硬件资源管理、虚拟机管理、资源调度和监控等二、云计算的关键技术1.虚拟化技术a.虚拟化的基本概念和原理b.云计算中虚拟化的应用和优势2.弹性计算a.弹性计算的概念和特点b.弹性计算在云计算中的实现和应用3.大数据处理a.大数据的定义和特点b.云计算在大数据处理中的作用和优势4.安全与隐私保护a.云计算中的安全问题与挑战b.云计算中的隐私保护技术和措施5.自动化管理a.自动化管理的需求和意义b.云计算中的自动化管理技术和工具三、云计算的应用领域1.企业信息系统a.云计算在企业信息系统中的应用场景和优势b.企业信息系统的云化实践和经验2.科学计算与工程仿真a.云计算在科学计算和工程仿真中的应用和优势b.科学计算和工程仿真的云化实践和案例3.大规模数据分析a.云计算在大规模数据分析中的应用和优势b.大规模数据分析的云化实践和案例4.互联网服务与移动应用a.云计算在互联网服务和移动应用中的应用和优势b.互联网服务和移动应用的云化实践和案例5.社会服务与公共管理a.云计算在社会服务和公共管理中的应用和优势b.社会服务和公共管理的云化实践和案例四、云计算的发展趋势1.增长趋势和前景展望a.云计算市场的发展现状和趋势b.云计算的未来前景和发展方向2.技术创新与应用创新a.云计算技术创新的动力和趋势b.云计算应用创新的实践和案例3.国际标准与政策法规a.云计算标准化的现状和挑战b.云计算政策法规的发展和影响4.安全与隐私保护a.云计算安全与隐私保护的挑战和解决方案b.安全和隐私保护技术的发展和趋势5.合作伙伴生态与创新模式a.云计算合作伙伴生态的发展和特点b.云计算创新模式的探索和实践总结本篇教材以全面、深入的方式介绍了云计算的概念、分类、架构、关键技术、应用领域和发展趋势等内容。
《云计算应用培训课件：OpenStack实战》
使用OpenStack Dashboard管理 虚拟机和网络
通过OpenStack Dashboard(Web界面)管理虚拟机和网络，包括创建、删除、 启动、停止虚拟机，以及配置和管理虚拟网络。
OpenStack计算：虚拟机管理和部署
学习如何管理和部署虚拟机，包括虚拟机的创建、调整资源、监控和迁移。
《云计算应用培训课件： OpenStack实战》
本课程将深入介绍云计算和OpenStack的概念，让您掌握OpenStack的架构 和组件，并学会安装、配置和管理OpenStack虚拟化平台。
什么是云计算和OpenБайду номын сангаасtack
云计算是一种基于互联网的计算方式，OpenStack是一个开源的云计算平台，提供了虚拟机、存储、网 络和身份认证等功能。
OpenStack存储：对象存储技 术和使用
了解OpenStack中的对象存储技术，学习如何使用对象存储服务存储和管理 大量的非结构化数据。
OpenStack网络：虚拟网络的 配置与管理
学习OpenStack中的网络模块Neutron，掌握虚拟网络的创建、配置和管理， 实现虚拟机之间的互通。
OpenStack架构及其组件介绍
OpenStack采用分布式架构，主要包括计算（Nova）、网络（Neutron）、 存储（Cinder/Swift）和身份认证（Keystone）等组件。
安装和配置OpenStack
学习如何安装和配置OpenStack，包括操作系统的选择、数据库的配置、网络设置以及各个组件的安装 和配置。
云计算培训材料.ppt
云计算培训材料.ppt幻灯片 1：云计算简介什么是云计算云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软件资源、硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。
它就像是一个巨大的虚拟资源库，用户可以根据自己的需求随时获取和使用其中的计算能力、存储空间、应用程序等服务。
幻灯片 2：云计算的特点超大规模云计算平台拥有庞大的服务器集群，能够提供强大的计算和存储能力。
虚拟化资源被虚拟化为多个逻辑实体，用户无需关心物理设备的细节。
高可靠性数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施确保了服务的高可靠性。
通用性云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用。
高可扩展性“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。
按需服务用户可以根据自己的实际需求，灵活地获取和使用云计算资源。
幻灯片 3：云计算的服务模式IaaS（基础设施即服务）提供服务器、存储和网络等基础设施服务。
例如：＿____云提供的云服务器。
PaaS（平台即服务）提供平台环境，让开发者能够快速部署和管理应用。
像_____的云开发平台。
SaaS（软件即服务）用户通过网络直接使用应用程序，无需安装和维护。
常见的如_____办公软件。
幻灯片 4：云计算的部署模式公有云由云服务提供商提供，面向广大公众和企业。
优点是成本低、规模大、灵活。
缺点是数据安全性和隐私性可能存在一定风险。
私有云为一个企业或组织单独构建，仅供内部使用。
具有较高的安全性和定制性，但建设和维护成本高。
混合云结合了公有云和私有云的特点，部分业务使用公有云，部分业务使用私有云。
实现了灵活性和安全性的平衡。
社区云由多个组织或社区共同使用和管理的云服务。
幻灯片 5：云计算的优势降低成本无需购买昂贵的硬件设备，按需使用资源，降低了初期投资和运营成本。
提高灵活性能够快速响应业务需求的变化，灵活调整资源配置。
增强可扩展性轻松应对业务增长带来的计算和存储需求的增加。
提高数据安全性专业的云服务提供商通常具备更强大的安全防护能力。
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Domain expertise
Data Science
Statistics
Mathematics
Machine Learning Data engineering
4.1 虚拟化的定义
• 在计算机科学领域中，虚拟化代表着对计算资源的 抽象，而不仅仅局限于虚拟机的概念。
• 虚拟化技术分类： 1．服务器虚拟化 2．网络虚拟化 3．桌面虚拟化 4．软件定义的存储
• Xen在目前已经有很多版本，著名的亚马逊Web服务（AWS）就建立 于Xen虚拟机技术之上。Xen虚拟机的最大商用支持者为美国的 Citrix公司。
4.3 商用虚拟机技术
2．KVM虚拟机技术
• KVM是基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine）的 缩写。
• KVM虚拟机监视器既可以在全虚拟化模式下运行，也能够为部分 操作系统提供准虚拟化支持。
• 半虚拟化的价值在于更低的虚拟化代价，但是相对全虚拟化， 半虚拟化的性能优势根据不同的工作负载有很大差别。
• 半虚拟化不支持未经修改的操作系统（如Windows），因此它的 兼容性和可移植性较差。由于半虚拟化需要系统内核的深度修 改，在生产环境中，技术支持和维护上会有很大的问题。
4.2.4 硬件辅助虚拟化
4.2.2 全虚拟化
• 二进制翻译技术简称BT，是一种直接翻 译可执行二进制程序的技术，能够把一 种处理器上的二进制程序翻译到另一种 处理器上执行。
• 虚拟化软件层将操作系统的指令翻译并 将结果缓存供之后使用，而用户级指令 无须修改就可以运行，具有和物理机一 样的执行速度。
图4.4 使用VMM二进制翻译客户操 作系统的请求
到高性能存储池，并以软件形式交付。 • 软件定义的存储（Software Defined Storage，SDS）是一种全
新的存储方法，可从根本上提高运维模式的效率。
4.2 服务器虚拟化
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4
x86架构对虚拟化的限制 全虚拟化 半虚拟化 硬件辅助虚拟化
4.2 服务器虚拟化
图4.1 虚拟化前后的计算机体系结构
4.2 服务器虚拟化
图4.2 虚拟化软件层所处的位置
4.2.1 x86架构对虚拟化的限制
• 通过虚拟机监控器（VMM）可实现客户 操作系统对硬件的访问，根据其原理不 同分为以下3种技术： – 全虚拟化； – 半虚拟化； – 硬件辅助虚拟化
图4.3 x86架构下指令执行方式
• 第一代技术包括Intel的VT-x和 AMD的AMD-V，两者都针对特权 指令为CPU添加了一个执行模式， 即VMM运行在一个新增的根模式 下。
• 随着对CPU、内存和I/O设备进 行硬件辅助开发，半虚拟化相 对于硬件辅助虚拟化的性能优 势将逐渐缩小。
图4.6 使用VMM二进制翻译客户操 作系统的请求
2．网络虚拟化
• 网络虚拟化以软件的形式完整再现了物理网络，应用在虚拟网 络上的运行与在物理网络上的运行完全相同。
• 网络虚拟化向已连接的工作负载提供逻辑网络连接设备和服务 （逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载均衡器、VPN等）。
• 虚拟网络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保证，而 且具备虚拟化所具有的运维优势和硬件独立性。
4.3 商用虚拟机技术
1．Xen虚拟机技术
• Xen虚拟机技术是英国剑桥大学计算机实验室原始开发的。之后， Xen社区负责Xen的后续版本开发并将其作为免费开源的软件，以 GNU通用公众执照（General Public License）（GPLv2）进行使 用。
• Xen虚拟机技术目前支持的计算机架构包括Intel公司的IA-32、 x86-64和ARM公司的ARM。
• 在准虚拟化模式下，KVM使用一种称为VirtIO的框架作为后端驱 动。该框架能够支持准虚拟化的以太网卡、准虚拟化的控制器， 调整宿主内存容量的设备，以及使用SPICE或VMware驱动程序的 VGA图形界面。
4.3 商用虚拟机技术
3．Hyper-V虚拟化技术
• Hyper-V是微软公司使用的虚拟机监视器，其前身是Windows服 务器虚拟化（Windows Server Virtualization）。
云计算原理与实践
Principles and Practice of Cloud Computing
Outline
• 4.1 虚拟化的定义 • 4.2 服务器虚拟化 • 4.3 商用虚拟机技术 • 4.4 新型硬件虚拟化 • 4.5 实践：Xen虚拟化技术 • 4.6 实践：KVM虚拟化技术 • 4.7 轻量级虚拟化 • 4.8 实践：Docker容器
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化指的是虚拟机系统和虚 拟化软件层通过交互来改善性能 和效率。
• 半虚拟化涉及修改操作系统内核 来将不可虚拟化的指令替换为可 直接与虚拟化层交互的超级调用 （hypercalls）。
图4.5 将不可虚拟化的操作系统指令 替换为超级调用
4.2.3 半虚拟化
• 半虚拟化和全虚拟化不一样，全虚拟化时未经修改的虚拟机系 统不知道自身被虚拟化，系统敏感的调用陷入虚拟化层后再进 行二进制翻译。
• Hyper-V也是准虚拟化的监视器，其主机操作系统为经过HyperV修改的Windows服务器，其提供的虚拟机容器称为划分，其中 根划分里面容纳的是主机操作系统，子划分里面则运行宿主操 作系统。
1．服务器虚拟化
• 大多数服务器的容量利用率不足15%，这不仅导致了服务器数量 剧增，还增加了部署复杂性。
• 实现服务器虚拟化后，多个操作系统可以作为虚拟机在单台物 理服务器上运行，并且每个操作系统都可以访问底层服务器的 计算资源，从而解决了效率低下问题。
• 将服务器集群聚合为一项整合资源，可以提高整体效率并降低 成本。服务器虚拟化还可以加快工作负载部署速度、提高应用 性能并改善可用性。
3．桌面虚拟化
• 通过以代管服务的形式部署桌面，可以使使用者更加快速地对 不断变化的需求做出响应。
• 外包员工、海外员工以及使用平板电脑的移动工作人员交付虚 拟化桌面件定义的存储
• 海量数据和实时应用使存储需求达到新的高度。 • 存储虚拟化对服务器内部的磁盘和闪存进行抽象，将它们组合