Google 云计算技术架构
第3章 云计算平台
阿里云服务平台-1
阿里云服务器（Elastic Compute Service，简称ECS）是一种简单高效、处理能力可弹性伸缩的云计 算服务，能够帮助用户快速构建更稳定、更安全的应用，提升运维效率，降低IT成本，使企业更 专注于核心业务创新。 批量计算服务（Batch Computing Service，简称BatchCompute）是一种适用于大规模并行批处理作 业的分布式云服务。BatchCompute支持并发规模的海量作业，由系统自动完成资源管理、作业调 度和数据加载，并按实际使用量计费。
Google云计算平台核心技术-7 6. Dapper监控系统 Google设计了Dapper监控系统。Dapper能对几乎所有的Google后 台服务器进行监控，并将海量的监控信息记录汇集在一起产生有 效的监控信息。
Dapper监控信息的汇总需要经过以下三个步骤： (1)将区间的数据写入到本地的日志文件。 (2)将所有机器上的本地日志文件汇集在一起。 (3)将汇集后的数据写入到BigTable存储库中。
Amazon云平台-1
Amazon的云计算服务主要包括：弹性计算云服务EC2、简单存储服务S3、 简单数据库服务SimpleDB、简单队列服务SQS、弹性MapReduce服务、内 容推送服务CloudFront、移动服务、安全服务和身份服务等。这些服务涉 及云计算的方方面面，用户可以根据自己的需要选用一个或多个，而且 所有这些服务都是按需获取计算资源，具有极强的可扩展性和灵活性。
专有网络（Virtual Private Cloud，简称VPC）支持用户基于阿里云构建出一个隔离的网络环境，并 对该虚拟网络进行配置，包括选择自有IP地址范围、划分网段、配置路由表及网关等。
弹性伸缩（Auto Scaling，简称AS）是一种根据用户的业务需求和策略，对弹性计算资源进行经济 地自动调整的管理服务。阿里云平台的AS机制能够在业务增长时自动增加ECS实例，并在业务下 降时自动减少ECS实例。
Google云计算平台
Google云计算平台[正文]1. 引言Google云计算平台是一个全球领先的云计算服务提供商，为用户提供强大的基础设施和工具，帮助用户在云上构建、部署和管理各种应用程序。
本文档旨在为用户提供关于Google云计算平台的详细信息，包括各种服务、功能和最佳实践等。
2. 云计算基础概述2.1 云计算简介- 什么是云计算- 云计算的优势和特点2.2 Google云计算平台概述- Google云计算平台的核心组件- Google云计算平台的优势和特点3. Google云计算平台服务3.1 计算服务- Google Compute Engine- 虚拟机实例- 镜像- 防火墙规则- Google App Engine- 应用的托管- 自动扩展和负载平衡 - 数据存储和缓存3.2 存储和数据库服务- Google Cloud Storage - 存储桶- 数据管理和访问控制- Google Cloud SQL- 关系型数据库管理系统 - 数据备份和恢复- Google Cloud Datastore - 非关系型数据库- 分布式数据存储3.3 网络服务- Google Cloud Load Balancing- 性能负载均衡- 多区域负载均衡- Google Virtual Private Cloud (VPC) - 虚拟网络的创建和管理- 子网和路由3.4 和机器学习服务- Google Cloud Machine Learning Engine - 模型训练和部署- Google Cloud Vision API- 图像识别和处理- Google Cloud Natural Language API- 文本分析和情感分析4. Google云计算平台最佳实践4.1 安全最佳实践- 访问控制和权限管理- 数据加密和安全传输4.2 性能最佳实践- 资源优化和扩展性- 缓存和负载均衡策略4.3 可靠性和弹性最佳实践- 数据备份和容错性- 自动扩展和容灾5. 附件本文档涉及的附件详细列出在如下文档中，可供用户和查看。
Google云计算原理
引言概述：云计算作为当今信息技术领域的热点技术之一，在现代社会中，已经成为了各行各业不可或缺的一部分。
作为全球最大的互联网公司之一，Google的云计算平台在业界有着极高的声誉。
本文将重点介绍Google云计算原理的相关内容，包括其架构、安全性、可扩展性以及机器学习等方面，旨在使读者对Google云计算平台有更深入的了解。
正文内容：一、Google云计算架构1.数据中心架构a.Google数据中心规模及分布情况b.数据中心的层次结构和组成元素c.数据中心网络架构及其优势2.虚拟化技术a.介绍Google在虚拟化领域的最新技术和发展b.虚拟机管理及资源调度c.虚拟化在Google云计算中的作用和优势3.分布式存储系统a.Google文件系统(GFS)的原理和优势b.分布式文件系统和对象存储的比较c.实现大规模数据处理的分布式文件系统架构二、Google云计算平台的安全性1.数据隔离与保护a.数据隔离的重要性及Google的解决方案b.访问控制和身份认证机制c.数据加密和解密技术2.系统和网络安全性a.Google网络安全架构的特点和设计原则b.服务器和虚拟机的安全管理c.防火墙和入侵检测系统的应用3.数据备份和恢复a.Google云计算平台的数据备份策略b.容错和故障恢复机制c.数据冗余和镜像技术的应用三、Google云计算平台的可扩展性1.水平扩容a.数据中心资源的动态调整和分配b.网络和存储的动态扩容策略c.负载均衡和自动扩展机制2.弹性计算a.弹性资源管理和优化b.虚拟机的自动迁移和负载均衡c.弹性计算的成本效益和应用案例3.可用性和可靠性a.服务水平协议(SLA)的实现和管理b.系统冗余和容错技术在Google云计算中的应用c.故障预测和自动恢复机制四、Google云计算平台上的机器学习1.云端机器学习平台a.机器学习在云计算平台中的应用场景b.Google云计算平台提供的机器学习服务和工具c.云端机器学习算法和模型的训练与部署2.数据处理和分析a.大规模数据处理和分析的需求b.Google云计算平台支持的大数据处理工具和框架c.数据流处理和实时分析的实现原理3.与机器学习a.深度学习和的关系b.GoogleTensorProcessingUnit(TPU)的介绍和应用c.机器学习在Google云计算平台上的最新进展五、总结通过对Google云计算原理的详细介绍，我们可以看到Google 在云计算领域的核心竞争力和创新能力。
google云计算体系架构
Chubby
25
并行计算基础
摩尔定律正在走向终结…
单芯片容纳晶体管的增加，对制造工艺提出要求 CPU制造18nm技术，电子泄漏问题 CPU主频已达3GHz时代，难以继续提高
散热问题（发热太大，且难以驱散） 功耗太高
未来的发展：多核
26
什么样的问题适合并行计算？
斐波那契序列(Fibonacci) X
<World 1> <China 1> <Si-tech 1>
<World 1> <China 1> <Si-tech 1>
Reduce
<Hello 3> <Bye 3> <World 2> <China 2> <Si-tech 2>
34
MapReduce容错机制
背景
MapReduce设计初衷：由普通PC组成的集群来处理超大规模的 数据，所以有效的错误保障机制是必不可少
在下一章将具体介绍GAE具体的应用
10
Google 云计算SaaS
3. 隶属SaaS的Google云计算
提供在线“Word、Excel、PPT” 提供在线MAP 提供在线日历管理 ……
11
Google如何实现云？
Google云计算平台技术架构
分布式文件系统 Google Distributed File System
将
并行数据处理 MapReduce
在
分布式锁 Chubby
第 二
结构化数据表 BigTable
章 详
Google云计算应用
细 介
MapReduce BigTable
Google云计算原理
Google云计算原理Google云计算原理1.介绍1.1 概述Google云计算是一项基于云计算技术的服务，用户可以通过互联网访问Google云上的各种计算资源和服务，包括计算、存储、数据库、机器学习等。
1.2 优势- 弹性扩展：Google云计算支持根据需求动态扩展计算资源，以适应不同的业务需求。
- 可靠性：Google拥有全球范围的数据中心，提供高可用性和持久性的计算资源。
- 安全性：Google云计算提供多重安全保护措施，包括数据加密、身份验证和访问控制等，确保用户数据的安全。
- 灵活性：Google云计算提供多种计算模型和编程接口，方便用户根据需求选择最适合的解决方案。
2.计算模型2.1 虚拟机实例- 虚拟机实例是最基本的计算资源，用户可以根据需求创建和管理虚拟机实例，自定义大小、操作系统和软件配置等。
- 虚拟机实例的计费方式有按需计费和预付费两种模式，用户可以根据实际需求选择适合的计费方式。
2.2 容器- 容器是一种轻量级的计算单元，可以在不同的环境中运行，比如虚拟机、物理机或者云平台。
- Google提供的容器服务（Google Kubernetes Engine）可以帮助用户管理和调度容器，实现高效的容器化部署。
2.3 服务器无状态函数- 服务器无状态函数是一种无需预留或管理服务器的计算模型，用户只需要编写函数代码并到云平台，即可在需要时触发函数执行。
- Google提供的服务器无状态函数服务（Google Cloud Functions）可以自动扩展和管理函数实例，提供快速、无缝的函数执行环境。
3.存储服务3.1 对象存储- 对象存储是一种提供可扩展、高可用性的存储服务，用户可以将文件以对象的形式存储在云上，通过HTTP或者HTTPS访问。
- Google提供的对象存储服务（Google Cloud Storage）可以用于存储和管理各种类型的数据，包括图片、视频、日志文件等。
云计算平台架构对比分析
云计算平台架构对比分析云计算平台架构对比分析1. 简介1.1 目的1.2 背景1.3 范围2. 云计算平台概览2.1 云计算基础知识2.2 云计算平台定义2.3 云计算平台架构特点3. 主流云计算平台对比3.1 亚马逊云服务(Amazon Web Services，简称AWS) 3.1.1 架构概述3.1.2 服务特点3.1.3 优势和劣势3.2 微软Azure3.2.1 架构概述3.2.2 服务特点3.2.3 优势和劣势3.3 谷歌云平台(Google Cloud Platform，简称GCP) 3.3.1 架构概述3.3.2 服务特点3.3.3 优势和劣势4. 云计算平台选择因素4.1 性能需求4.2 可用性和容灾4.3 安全性4.4 成本4.5 弹性和扩展性4.6 生态系统和支持5. 云计算平台选型方法5.1 制定需求和目标5.2 提供商评估5.3 选择候选平台5.4 进一步评估和测试5.5 最终决策和实施6. 云计算平台架构案例分析6.1 E-commerce企业案例6.2 制造业企业案例6.3 媒体和娱乐业企业案例6.4 公共机构案例7. 结论附件：- 附件1：云计算平台功能点清单- 附件2：云计算平台对比矩阵- 附件3：云计算平台架构案例详细设计法律名词及注释：1. 云计算 - 通过互联网提供资源共享和服务交付的计算模式。
2. 平台 - 在云计算中，指提供云服务的基础架构和相关技术。
3. 架构 - 指系统或组件的结构和组织方式，包括硬件和软件层面的分布和交互关系。
4. 云服务提供商 - 提供公共云计算服务的公司或组织。
5. 性能需求 - 对计算、存储和网络等资源的处理能力和响应时间的要求。
6. 可用性 - 系统或服务在某一时期内可供使用的程度。
7. 容灾 - 防止故障或灾害对系统造成严重影响的能力。
8. 弹性 - 系统根据负载变化自动调整资源分配的能力。
9. 扩展性 - 系统根据需要增加资源规模或规模化部署的能力。
云计算的组织架构
云计算的组织架构
云计算的组织架构通常包括以下几个部分：
1. 云层服务提供商：这是云计算的核心部分，提供云层基础设施、平台和应用程序服务。
云层服务提供商负责建设、管理和维护云计算平台，为客户提供可靠的云计算资源和服务。
2. 云层用户：这是使用云计算服务的个人或组织，他们可以通过互联网访问云层服务提供商提供的云计算资源和服务。
3. 云层管理员：这是负责管理和维护云计算平台的人员，他们负责监控云层资源的使用情况、管理用户账户和权限、确保云层安全等。
4. 云层开发者：这是负责开发和维护云计算应用程序的人员，他们使用云层服务提供商提供的开发工具和平台来构建、测试和部署云计算应用程序。
5. 云层安全团队：这是负责确保云计算平台安全的团队，他们负责制定和实施安全策略、监控安全威胁、保护用户数据等。
6. 云层合作伙伴：这是与云层服务提供商合作的第三方公司，他们提供云层相关的产品和服务，如数据备份、灾难恢复、云安全等。
云计算的组织架构是一个复杂的系统，需要各个部分之间密切协作，以确保云计算平台的稳定、安全和可靠。
Google云计算
Google云计算一、云计算的发展云计算（Cloud Computing）,2007年第3季度才诞生的新名词，仅过了半年多，其受到关注程度就超过网格计算（Grid Computing），而且关注度至今一直居高不下，如图1所示。
图1 云计算的发展趋势1.云计算的定义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，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。
2.云计算的特点通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。
这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
因此云计算具有以下特点：●超大规模●虚拟化●高可靠性●通用性●高可伸缩性●按需服务●极其廉价3.云计算的服务类型云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
a)IaaS：基础设施即服务IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基础设施即服务。
消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。
2)PaaS：平台即服务PaaS(Platform-as-a- Service)：平台即服务。
PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。
因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。
但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。
3)SaaS：软件即服务SaaS(Software-as-a- Service)：软件即服务。
它是一种通过Internet 提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。
4.云计算的发展几年的时间，各个有名的公司都对云计算进行了研发：1)亚马逊公司●研发了弹性计算云EC2（Elastic Computing Cloud）和简单存储服务S3（SimpleStorage Service）为企业提供计算和存储服务●收费的服务项目包括存储空间、带宽、CPU资源以及月租费●诞生不到两年的时间内，Amazon的注册用户就多达44万人，其中包括为数众多的企业级用户2)Google公司●Google搜索引擎建立在分布在30多个站点、超过200万台服务器构成的云计算设施的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长●Google的一系列成功应用，包括Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施●目前，Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序●Hadoop模仿了Google的实现机制3)IBM公司●IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。
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Google 云计算技术架构:
Google 云计算技术架构应用均依赖于四个基本组件1.分布式文件存储(GFS),2,并行数据处理模型(MapReduce).3分布式锁(Chubby).4,结构化数据表(BigTable).
Chubby的作用:1.为GFS提供锁服务,选择Master节点:记录Master的相关描述信息;2:通过独占锁记录Chunk Server 的活跃情况;3:为BigTable提供锁服务,记录子表信息(如子表文件信息,子表分类信息,子表服务信息);4:记录MapReduce的任务信息;5:为第三方提供锁服务与文件存储.
GFS的作用:1.存储Bigtable的子表文件,2:为第三方应用提供大尺寸文件存储功能;3:文件读操作流程(API与Mater 通信,获取文件元信息,根据指定的读取位置与读取长度,API发动兵发起操作,分别从若干ChunkServer上读取数据,API组装所得数据,返回结果.
BigT able的作用:1.为Google云计算应用(或第三方应用)提供数据结构化存储功能;2:类似于数据库;3:为应用提供简单数据查询功能(不支持联合查询);4:为MapReduce提供数据源或者数据结果存储.
BigT able的存储于服务请求的响应:1.换分为子表存储,每一个子表对应一个子表文件,子表文件存储于GFS 上;2:bigTable通过元数据组织子集;3:每个子集都被分配给一个子表服务器;4:一个子表服务器可同时分配多个子表;4:子表服务器负责对外提供服务,响应查询请求.
MapReduce的作用:对BigTable中的数据进行并行计算处理;2使用BigTable或者GFS存储计算结果
Google Analytics:免费的企业级网络分析解决方案;2:帮助企业了解网站流量和营销效果;3:能以灵活的反噬(各类报表)查看并分析流量数据
Google网站流量分析的基本功能:统计网站的基本数据,包括会话,综合浏览量,点击量和字节流量;2:分析网站页面关注度,帮助企业调整或者增删页面;3:分析用户浏览路径,优化页面布局;4:分析用户访问来源连接,提供广告投资回报;5:分析用户访问环境,帮助美化页面
EC2:Eastic Compute Cloud)简言之,EC2就是一部具有无限采集能力的虚拟计算机,用户能够用来执行一些处理任务EC2的主要特征:1:灵活性,可以自行配置的实例类型,数量,还可以选择实例运行的地理位置,可以根据影虎的需求随时改变实例的使用数量;2:低成本:SSH,可配置的防火墙机制,监控等;3:易用性:用户可以根据亚马逊提供的模块自由构建自己的应用程序,同时EC2还会对用户的服务请求自动进行负载均衡;3:容错性,弹性IP
简单队列服务SQS:目标:解决低耦合系统间的通信问题,支持分布式计算机系统之间的工作流,
简单队列服务SQS:特点:简单,无处不在
简单队列服务SQS:的机制:冗余存储,给予加权随机分布的消息取样,并发管理和故障排除,消息的可见性超时值与生命周期
SDB与S3的区别:S3是专为大型,费结构化的数据块设计的;SimpleDB是为复杂的,结构化数据建立的,支持数据的查找,删除,插入等操作。