第1章 云计算基本概念及整体架构
云计算的基本概念
Google App Engine Windows Azure
Cloud Foundry。 Windows Azure Cloud Foundry
1.2.2 PaaS：平台即服务
PaaS层的核心技术
第 1 章 云计算的基本概念
16
（1）REST技术
（2）多租户技术 （3）并行计算技术
1.2.1 IaaS：基础设施即服务
第 1 章 云计算的基本概念
11
IaaS是把计算、存储、网络以及
搭建应用环境所需的一些工具当成服 务提供给用户，使得用户能够按需获
取IT基础设施。IaaS主要由计算机硬
件、网络、存储设备、平台虚拟化环 境、效用计费方法、服务级别协议等 组成。IaaS服务模式如图所示。
优点是其所应用的程序及相 关数据都存放在公有云的平 台上，自己无需前期的大量 投资和漫长的建设过程。 具有规模的优势，其运营成 本比较低；只需为其所使用 的付费，可节省使用成本。 数据安全和隐私等问题是使 用公有云时较为担心的问题。
现在国际上如Amazon AWS、Google App Engine 和Google Apps、Microsoft Azure等公司，及一些 传统的IDC厂商都提供云计算服务。
虽然很多IaaS服务平台都 存在一些私有的功能，但 是随着云计算技术标准的 诞生，IaaS的跨平台性能 将得到提高。运行在IaaS 上的应用将可以灵活地在 IaaS服务平台间进行迁移， 不会被固定在某个企业的 数据中心。
（1）低成本
（2）免维护
（3）伸缩性强
（4）支持应用广泛
（5）灵活迁移
1.2.2 PaaS：平台即服务
云计算体系结构
云计算体系结构云计算基本原理云计算是对分布式处理（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）及分布式数据库的改进处理，其前身是利用并行计算解决大型问题的网格计算和将计算资源作为可计量的服务提供的公用计算，在互联网宽带技术和虚拟化技术高速发展后萌生出云计算。
许多云计算公司和研究人员对云计算采用各种方式进行描述和定义，基于云计算的发展和我们对云计算的理解，概括性给出云计算的基本原理为：利用非本地或远程服务器（集群）的分布式计算机为互联网用户提供服务（计算、存储、软硬件等服务）。
这使得用户可以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。
云计算可以把普通的服务器或者PC连接起来以获得超级计算机计算机的计算和存储等功能，但是成本更低。
云计算真正实现了按需计算，从而有效地提高了对软硬件资源的利用效率。
云计算的出现使高性并行计算不再是科学家和专业人士的专利，普通的用户也能通过云计算享受高性能并行计算所带来的便利，使人人都有机会使用并行机，从而大大提高了工作效率和计算资源的利用率。
云计算模式中用户不需要了解服务器在哪里，不用关心内部如何运作，通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。
云计算体系结构云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式，实现云计算需要多种技术结合，并且需要用软件实现将硬件资源进行虚拟化管理和调度，形成一个巨大的虚拟化资源池，把存储于个人电脑、移动设备和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。
按照最大众化、最通俗理解云计算就是把计算资源都放到互联网上，互联网即是云计算时代的云。
计算资源则包括了计算机硬件资源（如计算机设备、存储设备、服务器集群、硬件服务等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境、软件服务）。
云计算体系结构云计算平台是一个强大的“云”网络，连接了大量并发的网络计算和服务，可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力，将各自的资源通过云计算平台结合起来，提供超级计算和存储能力。
云计算体系结构
PaaS提供商提供了一个完整的软件开发环境，包括应用程序开发、数据库、服务器和存储等服务。用 户可以使用各种开发工具和语言来开发应用程序，并将其部署到云端。PaaS具有高可用性、可伸缩性 和灵活性等特点，是开发人员和软件公司的首选。
IaaS（基础设施即服务）
总结词
IaaS是一种云计算服务模式，它提供计 算、存储和网络等基础设施服务，用户 可以根据需求自由地配置和使用这些资 源。
要点二
详细描述
容器化技术可以消除应用程序对操作系统和基础设施的依 赖性，使得应用程序可以在任何平台上快速部署和运行。 容器化技术还可以实现应用程序的隔离和安全性，提高了 系统的可靠性和安全性。在云计算中，容器化技术常用于 微服务和容器编排等领域。
05
云计算安全问题
数据安全
01
02
03
数据隔离
确保不同租户之间的数据 隔离，防止数据泄露和未 经授权的访问。
2010年，随着社交网络和移 动互联网的兴起，云计算应用 逐渐普及，企业开始将业务迁
移至云端。
云计算的优势与局限性
优势
可扩展性、灵活性、高可用性、 安全性、成本效益等。
局限性
数据安全和隐私保护、网络带宽 和延迟问题、缺乏统一标准等。
02
云计算服务模式
SaaS（软件即服务）
总结词
SaaS是一种软件交付模式，用户通过Web浏览器可以实现相同的功能并拥有访问数据的能力，而无需在本地安 装软件。
详细描述
虚拟化技术可以将服务器、存储设备、网络 等硬件资源虚拟化为多个虚拟资源，实现资 源的动态分配和管理。通过虚拟化技术，多 个应用程序可以共享相同的物理资源，提高 了资源利用率，降低了成本。同时，虚拟化 技术还可以实现应用程序的快速部署和迁移
第1章-云计算概述
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云计算5大特征
三、资源池化 资源池（或池）是一种配置机制，是将所使用的各种资源（比如网络资源、 存储资源等）统一进行配置，用户无须关心这些资源采取的设备型号、复杂 的内部结构、实现的方法和地理位置。从用户的角度看，这些资源是一个整 体的设备，可按需为用户提供服务。作为这些资源的管理者来说，资源池可 以无限地增减和更换设备，统一管理、调度这些资源，使用户得到满足。
▪ Salesforce（CRM）、Amazon（EC2、S3）、Google（Apps)等公司基
商业模 式与平 台战略
▪
于互联网提供的IT与软件服务模式已经获得市场认可 Google、Facebook、Twitter、aliba其平台的吸引力和价值
四、安全可靠 云计算必须要保证服务的可持续性、安全性、高效性和灵活性，故其必须 采用各种冗余机制、备份机制、足够完全的安全管理机制、髙效的反应机制 和保证存取海量数据的灵活机制等，从而保证用户数据和服务的安全可靠。
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15
云计算5大特征
五、资源可控 云计算提出的初衷，是让人们能够像使用水电一样便捷地使用云计算服务， 极大地方便人们获取计算服务资源，并有效节约技术成本，使计算资源的服 务效益最大化。事实上，在云计算在线计费服务领域，如何对云计算服务进 行合理和有效的计费，即如何就提供的云计算服务向最终用户收取服务费用， 仍然是一项值得业界关注的课题。
Paas+Iaas形式的开放平台为主，Iaas较为成熟，Paas初具雏形
了解云计算的基本概念和原理
了解云计算的基本概念和原理云计算是指通过网络连接云服务提供商的服务器来执行各种计算任务的一种计算模式。
随着互联网的发展，云计算已经成为了企业和个人进行数据存储、应用部署和计算运算的重要方式。
本文将介绍云计算的基本概念和原理，帮助读者更好地了解云计算。
一、云计算的基本概念云计算指的是通过互联网连接远程服务器，利用云服务提供商提供的计算资源进行数据存储、应用部署和计算处理的一种方式。
云计算的核心是将计算资源和数据存储从本地的个人电脑或企业服务器中转移到云服务提供商的服务器上，实现了计算资源的共享和按需使用。
云计算可以分为公有云、私有云和混合云三种方式。
公有云是由第三方服务提供商提供的云服务，用户可以通过互联网来访问和使用这些服务。
私有云是指由单个组织或企业自己建立和管理的云服务，它可以在企业内部的数据中心或者托管在第三方数据中心。
混合云是将公有云和私有云相结合使用的一种模式，用户可以根据不同的需求选择合适的云计算服务。
二、云计算的原理云计算的原理是基于虚拟化技术和分布式计算技术。
虚拟化技术是将一个物理资源划分为多个虚拟资源的技术，可以将物理服务器、存储设备和网络进行虚拟化，使得多个虚拟资源可以共享同一物理资源。
分布式计算技术是将计算任务分散到多台计算机上进行并行处理的技术，可以提高计算效率和可靠性。
在云计算中，虚拟化技术被广泛应用于资源的划分和管理。
通过虚拟化技术，云服务提供商可以将物理服务器划分为多个虚拟机，每个虚拟机可以独立运行不同的操作系统和应用程序。
用户可以按需使用这些虚拟机，根据自己的需求来调整计算资源的大小和配置。
另外，云计算还利用了分布式计算技术来提供高可靠性和高性能的计算服务。
云服务提供商通常会将多个服务器组建成一个集群，通过负载均衡和故障转移技术，实现了计算任务的分布和故障的自动恢复。
三、云计算的优势云计算具有许多优势，使其成为了企业和个人的首选计算模式。
首先，云计算可以实现资源的弹性扩展。
第章云计算基本概念及整体架构ppt课件
云计算是必然的趋势
特点：
体积更小，耗电更省，成本更低 运算速度有了更大的提高 存储容量和存储速度有了大幅度的提高 程序设计采用了结构化程序设计
云计算是必然的趋势
1970年，第四代大规模集成电路电子计 算机诞生
云计算与网格计算的区别
什么是网格计算
网格计算即分布式计算，是一门计算机科 学。它研究如何把一个需要非常巨大的计 算能力才能解决的问题分成许多小的部分 ，然后把这些部分分配给许多计算机进行 处理，最后把这些计算结果综合起来得到 最终结果。
云计算与网格计算的区别
网格计算强调资源共享，任何人都可以 作为请求者使用其他节点的资源，任何 人都需要贡献一定资源给其他节点。它 将工作量转移到远程的可用计算资源上
国产大数据技术
阿里巴巴OceanBase 云创存储数据立方DataCube
中国的云计算技术
云视频监控技术
cVideo云视频监控系统 cVideo智能分析系统，如特定人物视频检
索、区域入侵检测、车流量统计、火焰检 测 cVideo云转码系统
中国的云计算技术
阿里巴巴阿里云服务
Azure
什么是云计算
云计算的三大服务模式
基础设施即服务(IaaS)
提供给消费者的是部署计算、存储、网络和其 他基本的计算资源的能力，用户能够部署和运 行任意软件，包括操作系统和应用程序。
如亚马逊的弹性计算云EC2和简单存储服务S3 在IaaS环境中，用户相当于在使用裸机和磁盘
云计算强调专有，任何人都可以获取自 己的专有资源，并且这些资源是由少数 团体提供的，使用者不需要贡献自己的 资源
云计算的基本原理和技术架构
云计算的基本原理和技术架构云计算是一种基于互联网的计算方式，通过网络将计算能力、存储资源和应用服务提供给用户。
它的出现彻底改变了传统的计算模式，使得用户可以快速、灵活地获取所需的计算资源，并按需付费。
本文将介绍云计算的基本原理和技术架构，帮助读者更好地理解和应用云计算。
一、云计算的基本原理云计算的基本原理主要包括虚拟化技术、弹性扩展和分布式计算。
1. 虚拟化技术虚拟化技术是云计算的基石之一，它将物理资源（如服务器、存储和网络）抽象成逻辑资源，并通过虚拟化层将其隔离，使得多个用户可以共享这些资源。
虚拟化技术提供了资源的隔离性和灵活性，使得资源的使用更加高效，也为云计算的实现提供了技术保障。
2. 弹性扩展云计算提供了弹性扩展的能力，即根据用户的需求动态调整计算资源的规模。
当用户需要更多的计算资源时，云计算平台可以根据实际情况自动增加资源，以满足用户的需求；而当需求减少时，可以自动释放多余的资源，节省成本。
弹性扩展使得用户可以根据业务需求灵活调整资源，提高了资源的利用率和响应能力。
3. 分布式计算云计算采用分布式计算的方式来处理大规模数据和计算任务。
分布式计算将任务划分成多个子任务，通过网络将这些子任务分配给多台计算节点来并行执行。
分布式计算可以充分利用集群资源，提高计算效率和处理能力。
同时，分布式计算使得云计算系统具备高可用性和容错性，即使某个节点发生故障，也不会影响整个系统的运行。
二、云计算的技术架构云计算的技术架构是构建云计算平台的一套基本框架，它主要包括前端、后端和云服务三个层次。
1. 前端前端是用户与云计算平台之间的接口，包括用户终端设备、浏览器和应用程序。
用户可以通过前端接口访问云计算平台的各种服务，如计算资源调度、存储服务和应用程序运行。
2. 后端后端是云计算平台的核心部分，包括云计算资源集群和管理软件。
云计算资源集群由大量的物理服务器、存储设备和网络设备组成，提供计算、存储和网络资源。
云计算技术及体系结构
一、什么是云计算
➢ 云计算（cloud computing）是基于互联网的相关 服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网 来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。
➢ 云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往 用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基 础设施的抽象。
➢ 狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过 网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；
服务目录：云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选择或定制的 服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作，在云用户端界面生成相应的 图标或列表的形式展示相关的服务。
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云计算体系结构
管理系统和部署工具：提供管理和服务，能管理云用户，能对 用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和 服务，接收用户发送的请求，根据用户请求并转发到相应的相 应程序，调度资源智能地部署资源和应用，动态地部署、配置 和回收资源。
AAA
云计算常与网格计算、效用计算区别
➢ 网格计算：分布式计算的一种，由一群松散耦合的 计算机组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行一 些大型任务。
➢ 效用计算：IT资源的一种打包和计费方式，比如按 照计算、存储分别计量费用，像传统的电力等公共 设施一样。
➢ 云计算部署依赖于计算机集群（但与网格的组成、 体系结构、目的、工作方式大相径庭），也吸收了 自主计算和效用计算的特点。
➢ 美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种 按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需 的网络访问， 进入可配置的计算资源共享池（资源包括网 络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快 速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很 少的交互。“云计算”概念现在被大量运用到生产环境中， 国内的“阿里云”与云谷公司的XenSystem，以及在国外 已经非常成熟的Intel 和IBM，各种“云计算”的应服务范 围正日渐扩大，影响力也无可估量。。
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云计算是必然的趋势
从20世纪70年代起，信息产业经历了三 次变革
PC变革 互联网变革 云计算变革
云计算是必然的趋势
伴随着整个社会信息化程度的加深，以 及多终端的数据、社交网络的普及，企 业需要存储、处理、利用的数据量和计 算量快速增加。到了一定的基数以后， 企业本身的IT能力就会捉襟见肘，此时 就会遇到“大数据”的问题，就有了解决“ 大数据”的需求。
国产大数据技术
阿里巴巴OceanBase 云创存储数据立方DataCube
中国的云计算技术
云视频监控技术
cVideo云视频监控系统 cVideo智能分析系统，如特定人物视频检
索、区域入侵检测、车流量统计、火焰检 测 cVideo云转码系统
中国的云计算技术
阿里巴巴阿里云服务
混合云
基础设施是由两种或以上的云组成
什么是云计算
云计算的错误认识
云计算就是虚拟化 云计算意味着便宜 云计算就是超大规模 云计算是高可靠的、完美的 云计算就是网格计算的发展或商业化 云计算要舍弃原有的IT基础设施 云计算只适合中小企业 云计算是一项技术或一类产品
云一般都比较大；云的规模可动态伸缩； 它的边界是模糊的；云在空中飘忽不定， 无法也无须确定它的具体位置，但它确实 存在于某处
什么是云计算
云计算的五大特征
按需自助服务 通过互联网获取 资源池化 快速伸缩 可计量
什么是云计算
云计算的三大服务模式
软件即服务(SaaS)
工业革命:由于蒸汽机和内燃机的使用,使人 的身体得到进一步解放
信息革命:由于电脑和机器人的出现,在进一 步解放人身的同时使大脑也得到很大程度 的解放
云计算是必然的趋势
从广义的信息来讲,迄今为止,人类社会 经历了5次信息技术革命
语言的产生 文字的发明 印刷术的出现 电话、电报、电视的诞生 电子信息技术的普及
大数据由于其数据的规模、计算资源的 突发性消耗，将其交给专业的云计算服 务商进行处理是一个最可行的方案。
云计算是必然的趋势
什么是大数据？
海量数据或巨量数据，其规模巨大到无法 通过目前主流的计算机系统在合理时间内 获取、存储、管理、处理并提炼以帮助使 用者决策
大数据的特征
数据量大、多样、快速、价值密度低、复 杂度
资源池包括网络、服务器、存储、应用、 服务等，它能在需要很少管理工作或与服 务商交互的情况下被快速部署和释放。
什么是云计算
之所以称作“云”，是因为计算设施不在 本地而在网络中，用户不需要关心它们 所处的具体位置，于是我们就像以前画 网络图那样，用“一朵云”来代替了。
另外它在某些方面具有现实中云的特征
提供给客户的服务是特定功能的应用程序 如Salesforce公司提供的在线客户关系管理
CRM服务
什么是云计算
云计算的三大服务模式
平台即服务(PaaS)
提供给消费者的是客户用供应商提供的开发语 言和工具、库、服务、工具创建或获取的应用 程序部署到云计算基础设施上的能力
如Google App Engine 微软的云计算操作系统Microsoft Windows
1964年，美国IBM公司宣布制成通用的 集成电路计算机IBM360系统
云计算是必然的趋势
特点：
体积更小，耗电更省，成本更低 运算速度有了更大的提高 存储容量和存储速度有了大幅度的提高 程序设计采用了结构化程序设计
云计算是必然的趋势
1970年，第四代大规模集成电路电子计 算机诞生
，既可以让它运行Windows，也可以让它运行 Linux,因而几乎可以做任何想做的事情。
什么是云计算
云计算的四大部署模式
私有云
云基础设施由一个单一的组织部署和独占使用
社区云
基础设施由一些具有共有关注点的组织形成的 社区中的用户部署和使用
公有云
云基础设施被部署给广泛的公众开放地使用
云计算是必然的趋势
云计算兴起的推动力
虚拟化技术成熟 宽带的普及 互联网应用增加 IT基础设施利用率低下 数据中心能耗问题突出 IT管理与维护成本提高 移动互联网和智能终端的兴起
什么是云计算
云计算的定义
云计算是指能够通过网络随时、方便、按 需访问一个可配置的共享资源池的模式。
云计算与网格计算的区别
网格计算的主要思路是聚合分布的松散 耦合资源，支持大型集中式应用
云计算的IT资源相对集中，运行分散的 应用，是以Internet的形式提供底层资 源的获得和使用
简而言之，云计算和网格没有任何内在 联系
云计算与网格计算的区别
相似点：计算的并行与合作的特点
云计算的整体框架
云计算是必然的趋势
电子信息技术革命的核心，在前期是围 绕计算机的发展进行的
计算机到目前为止经历了四个时代
电子管计算机 晶体管计算机 通用集成电路计算机 大规模集成电路计算机
云计算是必然的趋势
1946年，美国研制成第一台电子计算机
云计算是必然的趋势
特点：
体积大，耗电多，可靠性差，成本高 容量小 没有系统软件，只能用机器语言或汇编语
云计算与网格计算的区别
什么是网格计算
网格计算即分布式计算，是一门计算机科 学。它研究如何把一个需要非常巨大的计 算能力才能解决的问题分成许多小的部分 ，然后把这些部分分配给许多计算机进行 处理，最后把这些计算结果综合起来得到 最终结果。
云计算与网格计算的区别
网格计算强调资源共享，任何人都可以 作为请求者使用其他节点的资源，任何 人都需要贡献一定资源给其他节点。它 将工作量转移到远程的可用计算资源上
第一章
云计算基本概念及整体架构来自本章目标 云计算是必然的趋势 什么是云计算 云计算与网格计算的区别 云计算的整体框架 中国的云计算技术
云计算是必然的趋势
什么是生产力?
满足个人或组织需求的能力就是生产力
人类历史的三次生产力革命
农业革命:因为畜力的使用使人的手和体力 得到进一步解放
言编程 输入与输出主要用穿孔的纸带或卡片 占地170平方米，重30000kg，耗电150kw
云计算是必然的趋势
1954年，美国贝尔实验室研制成功第一 台使用晶体管线路的计算机，取名为“ 催迪克”
云计算是必然的趋势
特点：
速度快、寿命长、重量轻、体积小，功耗 小
云计算是必然的趋势
目前还没有一个统一的技术体系结构 综合不同厂家的方案，构造了一个供参
考的云计算平台整体框架
服务接入层 工作流层 领域组件层 资源访问层 虚拟化基础设施
中国的云计算技术
国产云存储技术
淘宝分布式文件系统TFS 云创存储cStor分布式文件系统 A8000超低功耗云存储一体机
Azure
什么是云计算
云计算的三大服务模式
基础设施即服务(IaaS)
提供给消费者的是部署计算、存储、网络和其 他基本的计算资源的能力，用户能够部署和运 行任意软件，包括操作系统和应用程序。
如亚马逊的弹性计算云EC2和简单存储服务S3 在IaaS环境中，用户相当于在使用裸机和磁盘
云计算是处理大数据的手段
云计算是必然的趋势
从2008年起，云计算概念逐渐流行起来 ，它正在成为一个通俗和大众化的词语
它使得超级计算能力通过互联网自由流 通成为了可能
企业与个人用户无须再投入昂贵的硬件 购置成本，只需要通过互联网来购买租 赁计算力
消除传统软件在硬件、软件、专业技能 方面的花费
依托云计算的架构做一个可扩展、高可靠 、低成本的基础设施服务，支撑包括电子 商务在内的互联网应用的发展，从而降低 进入电子商务生态圈的门槛、成本，并提 高效率。
所以阿里巴巴的云计算也被称为电子商务 云。
中国的云计算技术
云创存储万物云服务
面向智能硬件的公共云计算平台 有了它，智能硬件研发团队只需专注于智
能硬件和App本身，而不用花精力在后台 的云计算平台研发上。
云计算强调专有，任何人都可以获取自 己的专有资源，并且这些资源是由少数 团体提供的，使用者不需要贡献自己的 资源
云计算与网格计算的区别
网格的构建大多为完成某一个特定的任 务需要，更多的面向科研应用，或者支 持挑战性的应用。这也是会有生物网格 、地理网格、国家教育网格等出现的原 因
云计算一般来说都是为了企业商业应用 和通用应用而设计的。云计算一开始就 支持广泛企业计算、Web应用，普适性 更强