云计算技术Amazon云计算AWS(1).
亚马逊AWS云计算平台的介绍
亚马逊AWS云计算平台的介绍云计算是一种新的计算模式，其核心思想是将计算设备、数据和应用程序都存储在互联网上，使得用户可以在任何时间、任何地点通过网络访问这些服务。
目前，亚马逊AWS云计算平台已经成为了全球领先的云计算服务提供商之一。
本文就对亚马逊AWS 云计算平台做一个简单的介绍。
一、亚马逊AWS云计算平台的历史和发展亚马逊AWS云计算平台是由亚马逊公司于2006年推出的，它最初是为了满足亚马逊自身的业务需求而开发的。
1998年，亚马逊公司的规模开始急剧扩张，当时传统的客户端服务器架构已经无法满足公司的业务需求。
于是，亚马逊公司开始探索新的计算模式，最终决定采用云计算模式，即将计算设备、数据和应用程序都存储在互联网上，以便随时随地访问。
随着亚马逊AWS云计算平台的不断发展和壮大，越来越多的企业和机构开始意识到云计算的重要性，并开始采用亚马逊AWS 云计算平台来提供各种IT服务。
目前，亚马逊AWS云计算平台已经成为全球领先的云计算服务提供商之一，其用户包括了众多知名企业和机构，如NASA、Netflix、Airbnb、Dropbox、Spotify 等。
二、亚马逊AWS云计算平台的服务和应用亚马逊AWS云计算平台提供了包括计算、存储、数据库、安全、开发工具、人工智能、物联网等在内的各种服务和应用程序。
以下是亚马逊AWS云计算平台的一些主要服务和应用的介绍：1.计算服务计算服务是亚马逊AWS云计算平台的核心服务之一。
它包括了EC2、Lambda、Batch等多个服务。
其中，EC2是一种弹性计算服务，它可以让用户在亚马逊的基础设施上租用虚拟计算机实例，并以每小时收费的方式，按需使用计算资源。
Lambda是一种无服务器计算服务，它可以让用户编写和运行代码，而无需担心基础设施的管理和维护。
Batch是一种批处理服务，它可以让用户轻松地在亚马逊的基础设施上运行批处理作业。
2.存储服务存储服务是亚马逊AWS云计算平台中另一个核心服务。
AWS云计算技术手册
AWS云计算技术手册1. 引言随着云计算技术的快速发展，越来越多的企业选择使用亚马逊网络服务（Amazon Web Services，简称AWS）来满足其计算和数据存储需求。
本手册将介绍AWS云计算技术的基本概念、核心服务和最佳实践，旨在帮助读者全面了解和应用AWS的能力。
2. AWS云计算简介2.1 云计算概述2.1.1 云计算的定义2.1.2 云计算的优势2.1.3 云计算的分类2.2 AWS云计算平台2.2.1 AWS的起源和发展2.2.2 AWS的基本架构2.2.3 AWS的全球基础设施3. AWS核心服务3.1 计算服务3.1.1 Amazon Elastic Compute Cloud（EC2）- EC2实例的创建和管理- 安全组和密钥对的配置- 实例的自动伸缩3.2 存储服务3.2.1 Amazon Simple Storage Service（S3）- S3存储桶的创建和配置- 对象的上传和下载- S3数据备份和冗余3.3 数据库服务3.3.1 Amazon Relational Database Service（RDS） - RDS数据库实例的创建和管理- 数据库的备份和恢复- 数据库的扩展和优化3.4 网络与内容分发服务3.4.1 Amazon Virtual Private Cloud（VPC）- VPC网络的设置和操作- 子网和路由表的配置- 安全连接的建立4. 最佳实践指南4.1 安全性和合规性4.1.1 Identity and Access Management（IAM） - IAM用户的创建和权限管理- IAM角色和策略的配置- IAM安全最佳实践4.2 弹性和可伸缩性4.2.1 弹性负载均衡器（ELB）- ELB的配置和管理- 监控和调整负载均衡- 高可用性和自动伸缩4.3 成本优化4.3.1 AWS计费模型- 按需实例的优化策略- 预留实例的购买和利用- 成本管理和优化工具5. 结论云计算已经成为现代企业获取弹性和可伸缩计算资源的重要手段，而AWS作为全球领先的云计算平台，为用户提供了丰富的服务和工具。
有哪些云平台
有哪些云平台随着云计算技术的快速发展，越来越多的企业和个人开始意识到云平台的重要性。
云平台是指提供基于云计算技术的服务，并允许用户通过互联网使用各种计算资源的平台。
在业界，有许多知名的云平台供应商。
接下来，我们将介绍一些常见的云平台。
1. 亚马逊云服务（Amazon Web Services，AWS）亚马逊云服务（AWS）是全球最大的云计算供应商之一。
AWS提供了一系列云服务，包括计算、存储、数据库、人工智能等。
它的弹性计算服务（Elastic Compute Cloud，EC2）允许用户按需租用虚拟机，而简易存储服务（Simple Storage Service，S3）提供了可扩展的对象存储解决方案。
2. 微软Azure微软Azure是另一家领先的云平台供应商。
它提供了一系列云服务，包括计算、存储、数据库、人工智能等。
Azure的虚拟机（Virtual Machines）服务可以帮助用户在云上创建和管理虚拟机实例，而Azure Blob存储服务提供了高度可扩展的存储解决方案。
3. 谷歌云（Google Cloud）谷歌云是谷歌旗下的云计算服务。
它提供了一系列的云服务，包括计算、存储、数据库、人工智能等。
谷歌云的计算引擎（Compute Engine）可以帮助用户创建和管理虚拟机实例，而谷歌云存储（Cloud Storage）提供了高度可扩展的对象存储解决方案。
4. 阿里云（Alibaba Cloud）阿里云是中国领先的云计算供应商之一，也是亚太地区最大的云计算服务提供商。
它提供了一系列云服务，涵盖计算、存储、数据库、人工智能等。
阿里云的弹性计算服务（Elastic Compute Service，ECS）可以帮助用户按需租用云服务器实例，而对象存储服务（Object Storage Service，OSS）提供了可扩展的对象存储解决方案。
5. 腾讯云（Tencent Cloud）腾讯云是中国著名的云计算服务提供商之一，也是亚太地区领先的云计算解决方案供应商。
云计算第三版Amazon云计算AWS
3.1 基础存储架构Dynamo
《云计算》第三版配套PPT课件
成员资格及错误检测
为了避免新加入的节点之间不能及时发现其他节点的存在，Dynamo中设置了一些 种子节点（Seed Node）。种子节点和所有的节点都有联系。当新节点加入时， 它扮演一个中介的角色，使新加入节点之间互相感知。
新节点 1
新节点 2
直到N个节点全部传遍
结论：
Dynamo中的节点数不能太多 Amazon采用了分层Dynamo结构 来解决该问题
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容错机制 《云计算》第三版配套PPT课件
由于成本方面的原因，Dynamo中很多服务器采用的是普通 PC主机； 其硬盘性能和专业服务器硬盘相差很远，出错很难避免； Dynamo中容错机制非常重要
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数据均衡《云分计算布》第的三版问配套P题PT课件
➢一致性哈希算法
平衡性 单调性 分散性 负载
两步进行：
求出设备节点的哈希值，并
配置到环上的一个点；接着
计算数据的哈希值，按顺时
针方向将其存放到环上第一
个大于或等于数据哈希值的
节点上； 添加新节点时，按
照上述规则，调整相关数据
问题 数据均衡分布
数据备份 数据冲突处理 成员资格及错误检测 临时故障处理 永久故障处理
采取的相关技术 改进的一致性哈希算法 参数可调的弱quorum机制 向量时钟（Vector Clock） 基于Gossip协议的成员资格和错误检测 Hinted handoff（数据回传机制），
Merkle哈希树
种子节点
A B
C
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3.1 基础存储架构Dynamo
常见的云计算技术平台介绍
常见的云计算技术平台介绍云计算技术是当今信息技术领域中的重要发展方向之一，它已经广泛应用于各个行业和领域。
在支持企业的数字化转型过程中，云计算技术平台扮演着重要角色。
本文将介绍几种常见的云计算技术平台，包括亚马逊云计算（AWS）、微软云计算平台（Azure）、谷歌云平台（GCP）和IBM云计算平台。
1. 亚马逊云计算（AWS）亚马逊云计算（Amazon Web Services）是全球领先的云计算平台之一。
AWS提供了广泛的云服务，包括计算、存储、数据库、网络、人工智能和机器学习等。
AWS的弹性计算云（EC2）是最著名的云计算服务之一，它使用户能够轻松创建、管理和扩展虚拟服务器实例。
此外，AWS还提供了弹性块存储（EBS）和简单存储服务（S3）等存储服务，以及关系型数据库服务（RDS）和无服务器计算服务（Lambda）等其他基础设施服务。
2. 微软云计算平台（Azure）微软云计算平台（Microsoft Azure）是另一家领先的云计算服务提供商。
Azure提供了一系列云服务，包括计算、存储、数据库、人工智能、物联网和区块链等。
Azure的虚拟机（Virtual Machines）提供了灵活可扩展的计算资源，可以根据需求进行快速部署和管理。
此外，Azure还提供了Blob存储和文件存储等多种存储选项，以及Azure SQL数据库和Cosmos DB等数据库服务。
Azure还积极推进人工智能和机器学习领域，在此方面提供了许多工具和服务，如Azure机器学习服务（Azure Machine Learning）和认知服务（Cognitive Services）等。
3. 谷歌云平台（GCP）谷歌云平台（Google Cloud Platform）是谷歌提供的云计算服务平台。
GCP提供了计算、存储、数据库、人工智能和大数据等一系列云服务。
GCP的计算引擎（Compute Engine）允许用户创建和管理虚拟机实例，并提供了可扩展的计算能力。
云计算亚马逊AWS微软Azure和谷歌云的比较教程
云计算亚马逊AWS微软Azure和谷歌云的比较教程云计算亚马逊 AWS、微软 Azure 和谷歌云的比较教程云计算已经成为现代企业的重要组成部分，因为它允许企业以更灵活的方式处理数据和应用程序。
在云计算领域，亚马逊 AWS、微软Azure 和谷歌云是最为知名的服务提供商。
在本文中，我们将比较这三种云计算服务并提供一些教程。
一、云计算服务介绍亚马逊 AWS是云计算服务的先行者，成立于2006年。
AWS的客户包括了Netflix、Pinterest和Airbnb等大型企业以及初创企业。
AWS提供了众多的服务，包括计算、存储、数据库、分析、机器学习和人工智能等。
微软 Azure是微软公司提供的云计算服务，其成立于2010年。
Azure为客户提供了众多的解决方案，包括计算、存储、数据库、分析、机器学习和人工智能等。
Azure的客户包括了Coca-Cola、HP和ASOS 等。
谷歌云是谷歌公司提供的云计算服务，成立于2011年。
谷歌云为企业提供了可扩展的计算、存储和分析服务，同时还提供了人工智能和精准搜索等高级功能。
谷歌云的客户包括了Snapchat、Spotify和Siemens等。
二、云计算服务比较1. 定价模型AWS和Azure都是将计算时间和存储空间作为计费依据。
谷歌云则提供了更多的选择，例如按需计费和预付费套餐。
2. 交付速度所有这三家云计算提供商都提供了快速和高效的服务交付。
3. 可靠性AWS和Azure都是高度可靠的云计算服务提供商。
谷歌云的可靠性也很好，但AWS和Azure的可靠性更佳。
4. 安全性安全性一直是云计算领域的一个重点，AWS、Azure和谷歌云都提供了出色的安全措施。
5. 技术支持AWS、Azure和谷歌云都提供了可靠的技术支持，包括在线文档、社区论坛和专业技术支持。
三、如何选择最适合你的云计算服务1. 业务需求考虑你的业务需求，例如计算、存储和数据处理的规模等。
2. 价格根据你的预算选择最适合的云计算服务，同时考虑一个可扩展的模型以适应将来的需求。
亚马逊公司的创新与发展
亚马逊公司的创新与发展一、亚马逊的创新1.个性化推荐系统：亚马逊开发了独特而强大的个性化推荐系统，该系统能够根据用户的购买历史、浏览数据和兴趣推荐相关产品。
这一创新极大地提高了用户体验，并帮助亚马逊提高了销售额。
2. 云计算服务：亚马逊推出了亚马逊云计算服务（Amazon Web Services，AWS），成为全球最大的云计算服务提供商之一、AWS为企业和个人提供了可扩展的计算、存储和网络服务，使其能够根据需求快速部署和管理应用程序和服务。
3. 无人机配送：亚马逊计划利用无人机进行快速交付。
他们的无人机项目Prime Air将利用无人机进行快速、高效和环保的商品配送。
4. 语音助手：亚马逊的语音助手Alexa是一项创新的技术，用户通过与Alexa交互来完成各种任务，如播放音乐、控制家电等。
Alexa与其他设备和服务的无缝集成，使用户更方便地使用亚马逊的产品和服务。
二、亚马逊的发展1.扩展产品线：亚马逊从最初的在线书店扩展到包括电子产品、家电、服装、食品、家居用品等多个品类的购物平台。
亚马逊还推出了自有品牌，并在全球范围内推广销售。
2. 亚马逊Prime会员计划：亚马逊推出了Prime会员计划，为会员提供了快速配送、独家优惠、流媒体等一系列特权。
这个计划的成功吸引了数百万会员，并帮助亚马逊增加了销售额和利润。
3.国际扩张：亚马逊积极在全球范围内扩张业务。
除了美国以外，亚马逊进入了欧洲、亚洲和澳大利亚等市场，并与当地企业建立了合作关系，以适应各地的市场需求。
4.实体店铺：尽管起初是一个纯在线零售商，但亚马逊也开始在一些主要城市开设实体店铺。
这些实体店主要是为了提供更好的购物体验和更方便的商品退换货服务。
三、创新与发展的价值亚马逊的不断创新和发展为公司带来了巨大的价值和竞争力。
1.提高用户体验：亚马逊通过不断引入新的技术和服务，提供更好的购物体验。
无论是个性化的推荐系统，还是快速配送、线上聊天和查看物流等功能，都大大提高了用户满意度。
《云计算》核心课程标准
《云计算》核心课程标准一、课程性质与定位本课程是面向信息工程系大数据技术与应用专业学生的核心课程，是云计算的基本概念、发展现状、主要平台的部署及关键技术、虚拟化与容器技术、云计算的实用化、国内外云计算服务与大规模应用、环境云和万物云典型行业应用介绍与剖析等内容，为后续的大数据实训课程打好坚实的基础。
二、课程设计与理念（一）以“工种（岗位）技能标准”设计课程本课程具有很强的实践性，目标是使学生通过本课程所规定的全部教学内容的学习，能够对云计算的由来、概念、原理和实现技术有个基本的认识，熟悉云计算的主要产品和工具以及掌握其技术原理和应用方法，了解云计算的主要研究热点与应用领域，认清云计算的发展趋势和前景。
（二）理论教学与实践教学相结合，以实践教学为中心重点培养学生的职业能力本课程采用理论与实操一体化教学，理论与实操紧密联系，环环相扣，将理论与实操对应起来，使理论真正起到指导实操的作用。
传统教学重理论轻实践实训，改革后的本课程侧重实训实操教学，强调学生职业能力与动手能力的培养。
理论教学围绕实操转，教学以学生职业能力为根本，以学生职业能力的培养引领教学全过程。
（三）采用项目教学与任务驱动教学法相结合的方式进行教学本课程系统介绍了云计算的理论知识、主流技术和实战应用，包括大数据与云计算、Google云计算原理与应用、Amazon云计算AWS、微软云计算Windows Azure、Hadoop2.0:主流开源云架构、Hadoop2.0大家族、虚拟化技术、OpenStack开源虚拟化平台、云计算数据中心以及云计算核心算法等内容，并深度剖析了国内云计算技术发展和云计算在互联网领域的展望。
期望学生对云计算技术有比较深入的理解，能够紧跟云计算的发展前沿，从具体应用场景出发，利用所学的云计算知识解决行业应用问题。
（四）坚持校企合作开发课程的理念本课程在设计与开发过程中始终坚持校企合作的理念，经常与大数据公司保持合作与联系，还经常深入到大数据培训公司及其相关企业进行调查研究，实时掌握企业对大数据人才的需求与任职要求，与企业一起研讨教学内容，探究教学方法，与企业合作开发设计课程。
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用户使用密钥对登录服务
EC2安全及容错机制
弹性IP地址
弹性IP地址和用户账号绑定而不是和某个特定的实例绑定，这 给系统的容错带来极大的方便，每个账号默认绑定5个弹性IP地 址。 当系统正在使用的实例出现故障时，用户只需要将弹性IP地址 通过网络地址转换技术转换为新实例所对应的私有IP地址，这样 就将弹性IP地址与新的实例关联起来，访问服务时不会感觉到任 何差异
5．监控服务（CloudWatch）
测功能
4．弹性负载平衡（Elastic Load Balancing）
允许EC2实例自动分发应用流量， 从而保证工作负载不会超过现有 能力，并且在一定程度上支持容 错
包括EC2实例状态、资源利用率、 需求状况、CPU利用率、磁盘读取、 写入和网络流量等指标
EC2的关键技术
向量时钟（vector clock） Hinted handoff（数据回传机制），参数（W,R,N） 可调的弱quorum机制 Merkle哈希树 基于gossip的成员资格协议和错误检测
数据均衡分布的问题
一致性哈希算法
平衡性 单调性 分散性 负载 两步进行：
求出设备节点的哈希值，并 配置到环上的一个点；接着 计算数据的哈希值，按顺时 针方向将其映射到环上距其 最近的节点； 添加新节点时， 按照上述规则，调整相关数 据到新的节点上。删除节点 和添加节点过程相反
EC2安全及容错机制
用户访问EC2时需要使用 SSH（Secure Shell）密钥 对（Key Pair）来登录服务
密钥对的名称（Key Pair Name）和公钥（Public Key） 储存在EC2中 用户创建新实例时，EC2会 将它保存的信息复制一份放在 实例的元数据（Metadata）中， 然后用户使用自己保存的私钥 （Private Key）就可以安全 地登录EC2并使用相关服务
谢 谢！
EC2基本架构及主要概念
Amazon机器映像（AMI）
AMI（Amazon Machine Image） 是一个可以将用户的应用程序、 配置等一起打包的加密机器映像 AMI是用户云计算平台运行的基 础，用户使用EC2服务的第一步就 是要创建一个自己的AMI Amazon提供的AMI有四种类型
可用区域（Availability Zone）
EC2的关键技术
3．EC2的通信机制
EC2服务中，系统各模块之间及 系统和外界之间的信息交互是通 过IP地址进行
公共IP地址（Public IP Address） Amazon CloudWatch是一个Web 私有IP地址（Private IP Address） 弹性IP地址（Elastic IP Address） 服务，提供了AWS资源的可视化检
哈希树的叶子节点是存储每个数据分区内所有数据对应的哈希值， 父节点是其所有子节点的哈希值
成员资格及错误检测 基于Gossip协议的成员资格检测机制
Gossip（闲聊）协议
错误检测机制
基于Gossip协议的成员资格检测机制
基于Gossip协议的最优传遍路径
Amazon平台基础存储架构：Dynamo 弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单队列服务SQS
电子工业出版社《云计算(第二版)》配套课件
第3章 Amazon云计算AWS
解放军理工大学 刘鹏 教授主编 华东交通大学 刘鹏 制作
《云计算（第二版）》购买网址： 当当网 京东商城
姊妹力作《实战Hadoop》购买网址： 当当网 京东商城
Amazon平台基础存储架构：Dynamo 弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单队列服务SQS
平台 CPU 内存 存储容量 实例类型 名
实例类型和其相关配置
EC2的关键技术
1．弹性块存储（EBS）
长期保存或比较重要的数据， 需要用弹性块存储（Elastic Block Store，EBS），Amazon限 制每个EBS最多创建20个卷 快照（Snapshot）
2.区域
地理区域（Region Zone）
（1）公共AMI
（2）私有AMI （3）付费AMI （4）共享AMI
EC2的基本架构
EC2基本架构及主要概念
实例（Instance）
用户创建好AMI后，实际运行的系统称为一个实例
资 源 Small 32位 1ECU 1.7GB 160GB m1.small Large 64位 4ECU 7.5GB 850GB rge Extra Large 64位 8ECU 15GB 1690GB m1.xlarge High-CPU Medium 32位 5ECU 1.7GB 350GB c1.medium High-CPU Extra Large 64位 20ECU 7GB 1690GB c1.xlarge
主 要 特 性
安全性：EC2向用户提供了一整套安全措施，包括基于密钥 对机制的SSH方式访问、可配置的防火墙机制等，同时允许 用户对它的应用程序进行监控
易用性：用户可以根据Amazon提供的模块自由构建自己的 应用程序，同时EC2还会对用户服务请求自动进行负载平衡 容错性：利用系统提供的诸如弹性IP地址之类的机制，在 故障发生时EC2能最大程度地保证用户服务仍能维持在稳定 的水平
Dynamo在Amazon服务平台的地位
Amazon平台的架构是完 全的分布式、去中心化 需求——Amazon平台中 有很多服务对存储的需求 Amazon怎么处理这个需求？ 只是读取、写入，（满足 简单的键/值式存储）
面向服务的Amazon平台架构
Dynamo
简单的键/值方式存储数据，不支持复杂的查询
数据冲突问题
Dynamo系统选择牺牲一致性
来换取系统的可靠性和可用性 解决数据冲突：
最终一致性模型（Eventual Consistency） 向量时钟
向量时钟原理图
容错机制 1）临时故障处理机制
在数据读写中采用了一种称为 弱quorum（Sloppy quorum）的 机制，涉及三个参数W、R、N
Dynamo采用的改进算法
虚拟节点 数据分区和等份存储
数据备份
当数据被均匀存储到环上各节 点后，Dynamo将冗余存储数据 （备份数据）
思考：Amazon可以保证相邻的节点分别位于不同地区区域，即 使某个数据中心由于自然灾害或断电的原因整体瘫痪，仍可以 保证在世界上其他数据中心中保存有数据的备份。这里就有一 个非常重要的问题——如何进行节点分布，保证相邻节点位于 不同的数据中心 ？
提 纲
简单数据库服务Simple DB
关系数据库服务RDS 内容推送服务CloudFront 其他Amazon云计算服务 AWS应用实例
小结
Amazon提供的云计算服务
弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单数据库服务Simple DB 简单队列服务SQS 弹性MapReduce服务 内容推送服务CloudFront 电子商务服务DevPay 灵活支付服务FPS
W—代表一次成功的写操作至少 需要写入的副本数
R—代表一次成功读操作需由服
务器返回给用户的最小副本数
N—每个数据存储的副本数
Dynamo临时故障处理机制
满足R+W>N，用户即可自行配 置R和W 优势：实现可用性与容错性之 间的平衡
容错机制
2）永久性故障处理机制 Merkle哈希树技术
每个虚拟节点保存三颗Merkle树，即每个键值区间建立一个 Merkle树
存储的是数据值的原始形式（bit），不解析数据的
具体内容、不识别任何数据结构，这使得它几乎可以 处理所有的数据类型
Amazon平台基础存 储架构：Dynamo
Dynamo架构的主要技术
问题
采取的相关技术
数据均衡分布
数据冲突处理 临时故障处理 永久故障后的恢复 成员资格以及错误检测
改进的一致性哈希算法，数据备份
提 纲
简单数据库服务Simple DB
关系数据库服务RDS 内容推送服务CloudFront 其他Amazon云计算服务 AWS应用实例
小结
弹性计算云EC2
灵活性：EC2允许用户对运行实例类型、数量自行配置，还 可以选择实例运行的地理位置，根据用户的需求随时改变 实例的使用数量 低成本：EC2使得企业不必为暂时的业务增长而购买额外的 服务器等设备。EC2的服务都是按小时来收费，而且价格非 常合理
7．服务管理控制台（AWS Management Console）
服务管理控制台是一种基于Web 的控制环境，可用于启动、管理 EC2实例和提供各种管理工具和 API接口
6．自动缩放（AutoScaling）
自动缩放可以按照用户自定义 的条件，自动调整EC2的计算能力
关 键 技 术 配 合 工 作 图
EC2安全及容错机制
EC2特点之一：允许用户随时更新实例状态，用户可以随时 加入或删除实例，实例状态的动态变化方便了用户，但是却 给防火墙的配置带来了麻烦 EC2引入了安全组（Security Group）概念
安全组其实就是一组规则，用户利用这些规则来决定哪些网络流 量会被实例接受，其他则全部拒绝 一个用户目前最多可以创建100个安全组。当用户的实例被创建 时，如果没有指定安全组，则系统自动将该实例分配给一个默认组 （Default Group）