云计算概述(001)
01-云计算概述
System
虚拟化层
CPU 虚拟化
内存 虚拟化
存储资源 虚拟化
虚拟 交换机
服务器虚拟化优势
提高硬件资源的利用率 节省数据中心的能耗 提高业务的连续性 灵活的资源调度
虚拟化环境下网络的变化
虚拟化之前
虚拟化 Server
虚拟交换机
虚拟 网卡
虚拟 网卡
虚拟 网卡
虚拟 网卡
虚拟机1 虚拟机2
虚拟机3
Intel架构服务器：
RedHat KVM
Citrix
XEN
VMware ESXi
Microsoft Hyper-V
多变一: 将多台服务器整合成成一台大型逻辑机 分布式运算 网格计算（Net Grid） 高性能运算（HPC）
什么是虚拟化
虚拟化是软件的一层位于硬件和软件之间， 是硬件的模拟。这让你可以去运行多个虚拟机在 一台机器上，你可以在任意机器上运行任何系统 －比如OSX和Windows在一台机器上，DOS和 windos 95在一台机器，Linux和微软一起。说到 服务，虚拟化解决了主机没有充分利用的扩展问 题，能在一台机器上运行多个虚拟机，最大化每 台机器利用率。
高资源配置的灵活性。
封装
虚拟机将整个系统，包括硬 件配置、操作系以及应用等 封装在文件里，用于系统快
速部署
在线迁移
可以在不同服务器上不加 修改直接迁移正在运行的 虚拟机，增强系统的可靠
性和扩展性。
服务器虚拟化对传统IT架构的改变
传统数据中心视图
虚拟架构视图
Exchange
操作系统 Operating System
1959 提出虚拟化 1984 sun网络就是计算 1998 vmware x86 2006 aws提出云计算 2013 利用云计算
云计算基本概念
云计算基本概念云计算（Cloud Computing）是一种基于互联网的计算模式，通过网络将计算资源、数据存储和应用程序提供给用户。
它是一种灵活、可扩展、高效、安全的计算方式，已经成为现代信息技术领域的重要发展方向。
本文将介绍云计算的基本概念，包括云计算的定义、特点、服务模型和部署模型。
一、云计算的定义云计算是一种通过互联网提供计算资源和服务的模式。
它基于虚拟化技术，将计算资源以服务的形式交付给用户，用户可以随需求按使用量进行付费。
云计算实现了资源的共享和动态分配，使用户能够快速获取所需的计算能力，提高了资源利用率和灵活性。
二、云计算的特点1.弹性伸缩：云计算可以根据用户的需求进行弹性扩展或收缩。
用户可以根据业务量的变化，灵活调整计算资源的规模，避免了过度投入或资源浪费的问题。
2.按需自助服务：用户可以根据需求自行选择和使用云计算服务，无需提前申请或等待审批。
用户可以随时随地进行资源订购、配置和使用，提高了效率和便捷性。
3.资源共享：云计算通过虚拟化技术将物理资源进行资源池化，用户可以共享这些资源。
不同用户之间可以按需共享计算资源，提高了资源利用率，降低了成本。
4.高可用性和可靠性：云计算采用分布式架构，通过冗余和备份机制保证了服务的可用性和可靠性。
即使某一台服务器发生故障，用户的服务也可以通过其他服务器保持运行。
三、云计算的服务模型1.基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）：IaaS提供了基础的计算资源，包括虚拟机、存储和网络等。
用户可以根据需要创建和管理虚拟机，存储和网络资源，具备最大的自由度和灵活性。
2.平台即服务（Platform as a Service，PaaS）：PaaS提供了应用程序开发和部署的平台环境，包括开发工具、编程语言和运行时环境等。
用户可以基于PaaS平台开发和部署自己的应用程序，而无需关注底层的基础设施。
3.软件即服务（Software as a Service，SaaS）：SaaS是一种基于云计算的软件交付模式，用户通过互联网访问和使用云端提供的应用程序。
(完整word版)云计算基本知识
第一讲：云计算概述1 什么是云计算？云计算是一种能够将动态伸缩的虚拟化资源通过互联网以服务的方式提供给用户的计算模式。
根据云提供的服务类型，可以划分为基础设施云、平台云、应用云。
根据云的服务方式，可以划分为公有云、私有云、混合云。
2 云计算的优势？○1优化产业布局–成本关键由硬件成本转为电力成本、散热成本–分散的、高能耗模式转变为集中的、资源友好的模式–自给自足资源作坊转变为规模效应的工业化资源工厂○2推进专业分工–专业的大型云计算厂商–实力雄厚的科研技术团队推动硬件技术革新–具有丰富知识和经验的维护管理团队和配套软件–产业链中的新产业契机○3提升资源利用率–更加高效的解决常规业务–更好的应对突发任务或事件–更加平衡的资源分配和负载○4减少初期投资–更少的IT基础设施投入–更少的软件投入–更少的人力投入–更短的培训周期–更灵活的转型支持○5降低管理开销–服务化管理–无需自己建立维护管理团队–随需应变的解决方案–知识、经验更加丰富的管理队伍–通过业务模块的可配置提高系统的灵活性3 云计算的动因？○1芯片与硬件技术–硬件能力的激增、成本的大幅下降，使得独立运作的公司集中客观的硬件能力实现规模效益成为可能○2资源虚拟化–资源在云端，需要被统一的管理–异构硬件、兼容性问题–虚拟化技术○3应用需求○3面向服务的架构SOA–开放式数据模型–统一通信标准–更加丰富的服务–更加松散耦合、灵活的IT架构–转变了人们对IT系统的认识○4软件即服务SaaS–转变了人们使用服务的方式–使得终端用户熟悉服务的交互模式–改变了IT界的商业模式–实力雄厚的大公司负责基础设施，小企业通过创新挖掘充满潜力的市场–“长尾理论”○5互联网技术–基础设施–多种接入方式–更加广阔的覆盖–带宽和可靠性得到大幅提升–使得IT新模式的稳定性、可靠性、安全性、可用性、灵活性、可管理性、自动化程度、节能环保等得到保障○6Web2.0技术–用户从信息的获得者变成信息的贡献者–博客（微博）、内容聚合、百科全书（Wiki）、社交网络、对等网络（P2P）–富互联网应用（Rich Internet Application）成为网络应用发展的趋势–改变了人们的生活方式–为云计算提出了内在需求4 查找资料：业界主流的云计算产品典型的云计算应用补充：1 云计算特征是什么？○1硬件和软件都是资源○2资源可以根据需要进行动态扩展与配置○3按用计费、无需管理○4物理上分布式共享，逻辑上以单一整体呈现2 云计算的发展历程？○1超级计算机○2集群计算○3分布式计算○4网格计算○5效用计算○6云计算第二讲：云服务1云服务的基本层次？云计算的基本层次分为三层，依次为IaaS, PaaS和SaaS。
云计算概述
典型云计算平台介绍
Google 的云计算平台 Google的硬件条件优势，大型的数据中心、搜 索引擎的支柱应用，促进Google云计算迅速发展。 Google的云计算主要由MapReduce、Google文件系 统(GFS)、BigTable组成。它们是Google内部云计算基 础平台的3个主要部分。Google 还构建其他云计算 组件，包括一个领域描述语言以及分布式锁服务机 制等。Sawzall是一种建立在MapReduce基础上的领 域语言，专门用于大规模的信息处理。Chubby是一 个高可用、分布式数据锁服务，当有机器失效时， Chubby使用Paxos算法来保证备份。
Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引
擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务 器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。 Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这 些基础设施。采用GoogleDocs之类的应用，用户数 据会保存在互联网上的某个位置，可以通过任何一 个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。 目前，Google已经允许第三方在Google的云计算中 通过GoogleAppEngine运行大型并行应用程序。 Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术 论文的形式公开其云计算三大法宝：GFS、 MapReduce和BigTable，并在美国、中国等高校开设 如何进行云计算编程的课程。
典型云计算平台介绍
IBM“蓝云”计算平台 IBM 的“蓝云”计算平台是一套软、硬件平台，将 Internet上使用的技术扩展到企业平台上，使得数据中 心使用类似于互联网的计算环境。“蓝云”大量使用了 IBM先进的大规模计算技术，结合了IBM自身的软、硬 件系统以及服务技术，支持开放标准 与开放源代码软件。 “蓝云”基于IBM Almaden研究中心的云基础架构， 采用了Xen和PowerVM虚拟化软件，Linux操作系统映像 以及Hadoop软件以 MapReduce的开源实现。 “蓝云”计算平台由一个数据中心、IBM Tivoli部署 管理软件、IBM Tivoli监控软件、IBM WebSphere应用服 务器、IBM DB2数据库以及一些开源信息处理软件和开 源虚拟化软件共同组成。 “蓝云”平台的一个重要特点是虚拟化技术的使用。
云计算概述ppt课件[1]
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目录
• 云计算基本概念 • 云计算服务类型 • 云计算关键技术 • 云计算应用场景与案例 • 云计算发展趋势与挑战 • 总结与展望
01
云计算基本概念
云计算定义与特点
定义
云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这 种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提
供给计算机和其他设备。
01
存储虚拟化
将多个物理存储设备整合 为一个逻辑存储池，提供 统一的存储服务。
网络虚拟化
构建虚拟网络，实现网络 资源的动态分配和管理。
分布式计算技术
MapReduce编程模型
01
用于大规模数据处理的编程模型，实现数据的分布式计算和存
储。
分布式文件系统
02
如Google的GFS和Hadoop的HDFS，提供高可用、高吞吐量的
CRM系统
提供客户关系管理、销售管理和市场 营销等功能的CRM系统。
ERP系统
提供企业资源计划、供应链管理和财 务管理等功能的ERP系统。
垂直行业应用
针对特定行业提供定制化的SaaS应 用，如在线教育、电子商务等。
03
云计算关键技术
虚拟化技术
01
02
03
服务器虚拟化
将物理服务器划分为多个 虚拟服务器，提高服务器 利用率。
企业级应用场景
私有云建设
大型企业通过构建私有云，实现计算 资源的集中管理和高效利用，提升内 部IT服务质量和响应速度。
云桌面服务
通过云计算提供虚拟桌面服务，实现 终端设备的统一管理，降低维护成本 ，提升用户体验。
混合云部署
结合公有云和私有云的优势，满足企 业灵活扩展、安全可控的需求，实现 业务连续性和灾备。
云计算概述
管理科学前沿——云计算1.云计算概念和分类1.1云计算概念云计算的概念仍未得到一致认可。
一种说法是：云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
云计算的基本原理是，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更与互联网相似。
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。
通俗的理解是，“云”是存储于互联网服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为用户提供需要的资源并将结果返回到本地计算机；即，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，用户（企业或个人）数据的运行将更与互联网相似。
这使得用户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。
这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理由云计算提供商提供的集群来完成。
在云计算环境下，由于用户直接面对的不再是复杂的硬件和软件，而是最终的服务，因此使用观念会发生彻底变化：从“购买产品”转变到“购买服务”。
用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施，也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等费用，并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间，只需支付相应费用，即可得到所需服务。
1.2云计算分类(一)云计算可以按照多种维护方式分类。
常见的分类维度包括：按照运营和使用者来分类计算服务的运营和使用对象的不同，云计算可以分为公有云、私有云和混合云。
公有云是指企业使用其他单位运营的云计算服务；私有云是企业自己运营并使用云计算服务；混合云是指在企业的云服务中，同时具有内部云服务和外部云服务。
云计算简述
云计算简述一、云计算简介云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。
它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。
Cloud Computing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力！云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。
二、云计算的定义1、狭义云计算提供资源的网络被称为“云”。
“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。
这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。
2、广义云计算这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。
这种资源池称为“云”。
“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。
云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。
这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。
云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
云计算简介PPT课件
云计算——协同部署技术
• 将虚拟机镜像在多个目标物理机之间的网络中传输，而不仅仅在部署服务器和目 标物理机之间传输，避免了占用大量带宽，提高了部署速度。
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云计算——海量处理技术
• 最流行的海量处理模型是google公司设计的MapReduce编程模型 • 该模型将一个任务分成很多细粒度的子任务，这些子任务能够在空闲的处理节点之间调度，使得处理速度
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云计算的概念（广义）
• 广义的云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务 可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。
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云计算的发展
• 云计算是随着处理器技术、虚拟化技术、分布式存储技术、宽带互联网技术和自动化管理技术的发展而产 生的，是网格计算的延伸。
可用性技术 容错技术
信息安全技术 数据存储技术 数据管理技术 协同部署技术 数据切分技术 任务调度技术
编程模型 负载均衡技术 协同计算技术
虚拟机技术 系统监控技术
云计算—数据存储技术
• 云计算采用分布式存储的方式来存储数据，以冗余存储的方式来确保存储数据的可靠性 • 云计算技术必须具有高吞吐量和高传输率的特点，以并行地为大量用户提供服务 • 数据存储技术主要有:google的GFS；Hadoop的HDFS。大部分IT厂商包括yahoo、
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云计算与网格计算
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网格计算
• 网格计算：依托专网或互联网，将部分处于不同地域的、自愿参加的计算机组织起来，统一调度，利用闲 散的计算资源，组成一台虚拟的“超级计算机”， 形成超级计算能力。
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一种在规模经济驱动下产生的大规模分布式计
算。它是一个资源池，其中包含了抽象的、虚拟 化的、可动态伸缩和管理的计算资源、存储资源、 平台和服务，并通过因特网按需提供给用户。
Google File System(GFS) BigTable MapReduce
ReplicБайду номын сангаасs
Masters
reduce
reduce
reduce
final key 1 values
final key 2 values
final key 3 values
<hello,3> <world,2>
<bye,3> <hadoop,4>
为什么使用Dynamo？
半结构化数据：购物车、信息会话管理和推荐商品列 表
Alexa Web服务
开源云计算系统 Hadoop HDFS Hadoop MapReduce Hadoop Hbase Hadoop ZooKeeper Hadoop Pig Eucalyptus、Nimbus Eucalyptus Sector and Sphere Abiquo MongoDB
Input key*value pairs
Input key*value pairs
...
Data store 1
map
Data store n
map
(key 1, values...)
(key 2, values...)
(key 3, values...)
(key 1, values...)
(key 2, values...)
一致性哈希算法
临时性故障处理机制
弱quorum机制（W,R,N）和数据回传
永久性故障后的恢复
Merkle哈希树
Gossip协议
错误检测
失效停传 定期检测
亚马逊机器映像（AMI） 实例（Instance） 弹性块存储块（EBS） 区域（Zone） 通信机制
安全及容错机制
商用云计算系统 Google GFS Google MapReduce Google Bigtable Google Chubby Google Sawzall Amazon EC2 Amazon S3 无 无 无
设计前提与目标
硬件错误是常态而不是异常 流式数据访问 大规模数据集 简单一致性模型 移动计算比移动数据更划算 异构软硬件平台间的可移植性
访问控制
三类用户（owner、user、group） 五类访问权限（Read，Write，Read_ACP,
Write_ACP, FULL_CONTROL）
条目1 条目2
属性1 值 值
属性2 值 值
用户账户
条目1 条目2
属性1 值 值
属性2 值 值
域3
基本部分：系统组件、消息、队列
内容推送服务CloudFront 电子商务服务DevPay和FPS 简单支付服务 Simple Pay 土耳其机器人
三个概念：
对象、键、桶
基本操作：
Get、Put、List、Delete和Head
操作对 象
桶
对象
Get
获取桶 中对象
获取对 象数据和 元数据
Put
创建或 更新桶
创建或 更新对 象
List
列出 桶中所 有键
无
Delet e
删除 桶
删除 对象
Head
无
获取 对象元 数据
身份认证
基于HMAC-SHA1的数字签名方式 Access Key ID，Secret Access Key，服务请求字符串
冗余备份 副本存放 心跳检测 安全模式 数据完整性检测 空间回收 元数据磁盘失效 快照
副本选择 负载均衡 客户端缓存 流水线复制
逻辑模型：分治的策略
实现机制
分布式并行计算 本地计算 任务粒度 连接（combine） 分区（partition） 读取中间结果 任务管道
设计目标： 适用性 可扩展性 高可用性 简单性
数据模型
(row, column, timestamp) cell contents
基本架构
Google File System(GFS) BigTable
MapReduce
• 数据处理的两个阶段
– Map: (in_key, in_value) {(keyj, valuej) | j = 1…k} – Reduce: (key, [value1,…valuem]) (key, f_value)
Client Client Client Client Client
容错技术
冗余备份 日志 校验和
管理技术
大规模集群安装升级 故障检测 节点动态加入 节能技术
Google File System(GFS) BigTable MapReduce
为什么设计BigTable？ 数据种类繁多 海量服务请求
逻辑模型
基本类型：行关键字、时间戳和列
行关键 时间
字
戳
“com. t9
cnn.ww w”
t8
t6
t5
t3
列 ’content’
数据处理方式：简单的读取、写入，简单的键值方式 存储
实现：位的形式存储，处理所有的数据类型
应用：S3构建在Dynamo之上，SimpleDB也极 有可能
问题 数据均衡分布 数据冲突处理 临时故障处理 永久故障手的恢复
成员资格以及错误检 测
相关技术 改进的一致性哈希算法 向量时钟 数据回传、弱quorum机制 Merkle哈希树 基于gossip的成员资格协议和错误检测
(key 3, values...)
== Barrier == : Aggregates intermediate values by output key
key 1, intermediate
values
key 2, intermediate
values
key 3, intermediate
values
GFS Master GFS Master
C0 C1 C5 C2..
Chunkserver 1
C1
C0 C5
… C5 C3..
Chunkserver 2
Chunkserver N
• 文件被分割成chunks (典型大小为64 MB) • Master 管理元数据
• 数据传输直接在clients/chunkservers之间进行