云计算操作系统介绍
《操作系统介绍》PPT课件-2024鲜版
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现代操作系统特性分析
2024/3/27
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多用户多任务处理能力
多用户支持
现代操作系统允许多个用户同时 使用同一台计算机，每个用户都 有自己的工作空间和资源，互不
干扰。
多任务处理
操作系统可以同时管理多个任务， 通过时间片轮转或优先级调度算 法，实现多个任务的并发执行。
进程与线程管理
操作系统通过进程和线程的概念 来管理任务，进程是程序的执行 实例，线程是进程内的执行单元， 操作系统负责创建、调度和终止
适用于多种品牌和型号的手机和平板电脑。
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移动端Android和iOS操作系统比较
稳定的系统性能
经过苹果公司严格测试和优化，提供流畅的 系统运行体验。
与Apple生态紧密集成
与iPhone、iPad、Mac等设备无缝集成， 实现数据同步和共享。
统一的界面设计
采用统一的界面风格和操作方式，易于学习 和使用。
功能
提供计算机硬件与软件之间的接口；管 理计算机系统的资源；提供用户与计算 机之间的交互界面。
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发展历程
第一代（1940s-1950s）
真空管和穿孔卡片，无操作系统概念。
第二代（1950s-1960s）
晶体管和批处理系统，如IBM的OS/360。
第三代（1960s-1980s）
集成电路和多道程序系统，如UNIX和 Windows。
进程同步与通信
协调多个进程之间的执行顺序和 资源共享，避免竞态条件和死锁
等问题。
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内存管理
内存空间分配
为进程分配内存空间，包括连续分配和离散 分配两种方式。
内存映射
操作系统中的云操作系统
操作系统中的云操作系统操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，它负责管理和控制计算机硬件资源，并提供各种服务以支持应用程序的运行。
随着云计算技术的快速发展，云操作系统成为了当前研究的热点之一。
本文将介绍操作系统中的云操作系统，并探讨其特点和应用。
一、云操作系统的概念云操作系统是指能够在云计算环境下运行的操作系统，它能够有效地管理和调度云计算中的虚拟化资源，提供可靠、安全、高效的服务。
云操作系统主要分为公有云操作系统和私有云操作系统两种形式。
1. 公有云操作系统公有云操作系统是由云服务提供商提供给用户使用的操作系统，它通常以虚拟机的形式提供给用户。
用户可以通过公有云操作系统在云端创建和管理虚拟机，以满足自己的计算需求。
著名的公有云操作系统包括谷歌的GCE操作系统、亚马逊的AWS操作系统等。
2. 私有云操作系统私有云操作系统是指用户自己构建的用于内部或特定机构的云计算环境下的操作系统。
它通常是建立在物理服务器上的，可以通过虚拟化技术来管理和调度物理资源，提供计算、存储和网络等功能。
二、云操作系统的特点云操作系统相较于传统操作系统具有以下几个显著的特点：1. 虚拟化支持：云操作系统能够有效地管理和调度大规模的虚拟机资源，实现资源的动态分配和调整。
它可以根据用户的需求自动创建或销毁虚拟机，提高资源的利用率和灵活性。
2. 弹性伸缩：云操作系统支持弹性伸缩功能，能够根据负载的变化自动调整虚拟机的数量和配置。
当负载增加时，系统可以自动增加虚拟机的数量以满足用户需求；当负载减少时，系统可以自动释放多余的虚拟机资源，提高资源利用率。
3. 高可用性：云操作系统通过冗余和备份机制来提高系统的可用性。
当一个物理节点发生故障时，系统可以自动将虚拟机迁移到其他正常节点上，实现无缝切换，确保应用的持续可用性。
4. 安全性保障：云操作系统采用多层次、多策略的安全机制来保护云计算环境的安全。
它可以通过身份验证、访问控制、隔离等手段来保护用户数据的安全性，防止未经授权的用户访问和攻击。
华为计算虚拟化产品FusionCompute产品介绍
FusionCompute服务器虚拟化性能
SPECvirt 性能测试
虚拟化 软件
FusionSphere 5.0 Linux 6.4 (KVM) ESXi 5.1
• 性能
单集群的节点数
测试得分
排名
- <5% 低CPU损耗 - 支持数据库，Email, ERP,CRM 等业务
632 625 472
1
2014.9 2014 2015.9
• FusionShpere6.0
- V6.0版本发布
2013
2011
• FusionShpere5.0
- V5.0版本发布
• FusionShpere3.10
- V3.10版本发布
（September）
2009
• FusionShpere3.0 • GalaX v2.0
- v2.0虚拟化软件 - GalaX更名为
（January）
FusionShere
• UVP1.0
- 配合桌面云解决 方案在华为内部项 目、电信市场小规 模商用
单独销售，在全球
电信、行业客户开 始商用
软件定义的云操作系统FusionSphere
OpenStack
云管理
Customers 客户数量
• • • FusionCompute简介 功能介绍 关键技术
FusionCompute定位及功能
• FusionCompute，主要负责硬件资源的虚拟化，以 及对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。 • 采用虚拟计算、虚拟存储、虚拟网络等技术，完成计 算资源、存储资源、网络资源的虚拟化。同时通过统 一的接口，对这些虚拟资源进行集中调度和管理。
•
云端操作系统详解
云端操作系统详解在当今数字化的时代，云计算技术已经成为了推动科技发展和变革的重要力量。
而云端操作系统作为云计算领域的核心组成部分，正逐渐走进人们的视野，并在各个领域发挥着越来越重要的作用。
那么，什么是云端操作系统呢？它又有着怎样的特点和优势呢？接下来，让我们一起深入了解一下云端操作系统。
云端操作系统，简单来说，就是运行在云端服务器上的操作系统。
与传统的本地操作系统不同，云端操作系统不需要安装在用户的本地设备上，而是通过网络连接，让用户可以在任何能够连接网络的设备上访问和使用。
从用户的角度来看，云端操作系统带来了极大的便利性。
想象一下，您不再需要担心自己的电脑配置是否足够强大，是否能够运行最新的软件。
只要有网络，您可以使用任何设备，无论是手机、平板电脑还是老旧的电脑，登录到云端操作系统，就能获得相同的、强大的计算能力和丰富的应用资源。
这意味着您可以随时随地开展工作、学习和娱乐，真正实现了“移动办公”和“无缝切换”。
云端操作系统的另一个显著优势是其强大的集中管理和维护能力。
对于企业和机构来说，管理大量的本地计算机系统往往是一项复杂而艰巨的任务。
需要不断地进行软件更新、安全补丁的安装，还要处理各种硬件故障。
而云端操作系统则将这些工作集中到了云端服务器上，由专业的技术团队进行统一管理和维护。
这不仅大大降低了管理成本，提高了管理效率，还能够确保系统的安全性和稳定性。
在安全性方面，云端操作系统也有着出色的表现。
云端服务提供商通常会采用最先进的安全技术和措施，来保护用户的数据和系统安全。
数据在云端存储时会进行加密处理，传输过程中也会有严格的安全协议保障。
相比之下，本地设备更容易受到病毒、黑客攻击等安全威胁，而且一旦设备丢失或损坏，数据很可能无法恢复。
云端操作系统还具有高度的可扩展性。
当用户的需求增加时，云端服务提供商可以轻松地为用户提供更多的计算资源、存储空间和应用服务，而无需用户进行复杂的硬件升级和软件配置。
云操作系统简介
云操作系统简介教育技术专业高校教师班083093009 孟祥元云操作系统是一个新的软件类别，旨在将大型基础架构集合（CPU、存储、网络）作为一个无缝、灵活和动态的操作环境进行全面管理。
与普通操作系统管理单独计算机的复杂性类似，云操作系统管理数据中心的复杂性。
虽然可以采用其他方法，但是VMware 认为虚拟化是实现云计算的关键支撑技术。
“云计算”通常是指和网络浏览器展捆绑在一起的应用软件，但其真正的计算过程其实是在远程数据中心进行的。
具体可以参考Google发布的Chrome OS(基于Linux（Open Source）的Web操作系统)。
云计算是什么？要回答这个问题，首先得知道：在计算机里，只有程序和数据之分。
因而，从程序和数据的角度来讲：云计算就是统一部署的程序、统一存储并由相关程序统一管理着的数据！这“统一”反映了“集中”“一致性”，又有点“一次部署，随处可用”（网络化）。
这统一的部署，统一的管理有很多好处啊。
做“云计算中心”的IT企业，可以把精力集中在为用户提供基础的“云存储”、“云计算”服务上。
为了更好的把用户的数据管理得更好、更安全，并且为用户的提供“管理云数据”的“云应用程序”，企业必需在云计算领域有着深入的研究以及相当的权威性（如同现在存钱的银行）。
如此一来，企业提供的云计算环境，也就是用户的“云计算服务”环境，将深刻地影响着用户的网络行为习惯，甚至影响和决定了用户的消费。
基础云计算服务提供商，将是未来的“微软”型的企业。
他们将决定着未来的IT形态。
云存储从网上的观点来看，云存储是依附于“云计算”的。
即出现了“云计算”一词，才有了“云存储”的概念。
总的来说，“云存储”就是将用户数据统一存储在“云计算中心”或者“云存储中心”，由存储中心提供数据存储、加载、维护的相关应用程序（服务）。
这里的主角是“用户数据”。
相比而言：云计算的概念更为宽泛。
云操作系统云操作系统，使用云计算、云存储技术为支撑的操作系统。
浅谈云操作系统
浅谈云操作系统第一点：云操作系统的定义与特点云操作系统是一种基于云计算技术实现的操作系统，它将计算、存储、网络等资源抽象化，通过互联网进行动态分配和管理，为用户提供弹性、可扩展的服务。
与传统的操作系统相比，云操作系统具有以下几个显著特点：1.虚拟化：云操作系统采用虚拟化技术，将硬件资源抽象化，形成虚拟资源池，用户可以根据需求动态申请和释放资源。
2.弹性扩展：云操作系统可以根据用户的需求自动扩展资源，提供弹性计算能力，使得用户能够应对业务高峰期的需求。
3.分布式：云操作系统采用分布式架构，将计算任务分布在多个节点上，实现负载均衡和高可用性。
4.自动化管理：云操作系统通过自动化管理工具，实现资源的自动化分配、监控和维护，降低运维成本。
5.服务化：云操作系统将操作系统作为一种服务提供给用户，用户可以通过互联网随时随地访问和使用操作系统。
6.开放性：云操作系统通常支持开放的接口和标准，便于与其他服务和应用集成，形成生态系统。
第二点：云操作系统的应用场景与挑战云操作系统广泛应用于云计算、大数据、人工智能等领域，为各类应用提供稳定、高效、可扩展的运行环境。
以下是云操作系统在几个典型应用场景下的表现：1.云计算服务：云操作系统作为云计算基础设施的核心组件，为用户提供计算、存储、网络等资源，支持多种编程语言和开发框架，满足各类应用的开发和部署需求。
2.大数据处理：云操作系统具有弹性扩展的特点，可以应对大数据处理过程中对计算和存储资源的需求，同时分布式架构保证了数据处理的高效性和可靠性。
3.人工智能训练：云操作系统提供强大的计算能力和大量的存储资源，为人工智能模型训练提供支持，加速算法研究和应用落地。
4.企业级应用：云操作系统支持企业级应用的开发、部署和运行，帮助企业降低IT成本，提高业务灵活性和响应速度。
尽管云操作系统具有众多优势，但在实际应用过程中也面临一些挑战：1.安全性：云操作系统涉及大量数据和关键业务，安全性是首要考虑的因素。
VMWARE产品介绍
2.1 vSphere 产品介绍VMware vSphere. 是业界首款云计算操作系统，它利用虚拟化的强大能力将数据中心转换为显著简化的云计算基础架构，使IT 组织能够利用内部和外部资源，安全和低风险地提供新一代灵活可靠的IT 服务。
以130,000 多家客户使用的经过验证的VMware. Infrastructure 平台功能为基础，VMware vSphere. 显著降低了资本和运营成本，在加强IT 服务交付控制的同时，还保留了在任何类型的操作系统、应用程序和硬件、使用内部托管或外部资源之间选择的灵活性。
有了为内部和外部云计算提供基础的VMware vSphere. ，并使用联邦和标准来连接内部和外部云计算基础架构，各种规模的组织都能实现云计算的全部优势。
主要优势VMware vSphere. 为应用程序和信息隐藏了底层基础架构的复杂性，并创建内部云计算基础架构以便IT 能够集中精力从事支持和实现业务价值。
VMware vSphere. 的优势包括：. 降低成本和最大限度提高IT 效益：VMware vSphere. 消除了不必要的投资并降低IT 基础架构的管理及维护成本和复杂性，从而帮助组织更高效地提供IT 服务。
通过采用VMware vSphere. ，客户可以将资金成本降低50% ，每个应用程序的操作成本降低60% 以上，从而显著降低企业应用程序的总体拥有和操作成本。
使用VMware vSphere. 的组织可以轻松实现15:1 以上的整合率，并实现自动化管理以及跨内部和外部云计算基础架构的动态应用程序资源分配。
因此，与绑定到特定系统和体系结构的昂贵的应用程序和信息交付模型截然不同，组织将无缝迁移到自我管理、显著优化的IT 环境以实现最高效的业务服务交付。
. 通过自动管理服务级别加强IT 控制：随着业务日益依赖于IT 服务，有效的应用程序交付可能将决定业务是增长还是衰退、是成功还是失败。
云操作系统
云操作系统云操作系统是一种基于云计算技术的操作系统，它的主要目标是在云环境中提供稳定、安全、高效的计算服务。
云操作系统通过将多个物理机或虚拟机组合在一起，使其能够协同工作，提供弹性的计算环境。
云操作系统的核心特点是虚拟化和分布式计算。
通过虚拟化技术，云操作系统可以将物理机资源划分为多个虚拟机，每个虚拟机可独立运行不同的应用程序。
同时，云操作系统还可以根据实际需求，自动调整虚拟机的数量和配置，以满足不同的计算任务。
另一个重要的特点是分布式计算。
云操作系统将多个物理机或虚拟机组合在一起，形成一个计算集群。
这些计算节点可以同时工作，处理大量的计算任务。
通过分布式计算，云操作系统可以实现高可用性和高吞吐量的计算服务。
云操作系统的优点之一是弹性。
云操作系统可以根据用户需求，自动调整资源的分配。
当用户需要更多的计算资源时，云操作系统可以动态地增加物理机或虚拟机的数量。
相反，当用户不再需要某些资源时，云操作系统可以自动释放这些资源，以节省成本。
另一个优点是可靠性。
云操作系统通过使用冗余和容错技术，保证用户数据的安全和可靠性。
当一个物理机或虚拟机发生故障时，云操作系统可以将任务迅速切换到其他机器上，以保证服务的持续性。
云操作系统还具有良好的可扩展性。
随着计算需求的增长，云操作系统可以方便地扩展计算资源。
用户只需添加更多的物理机或虚拟机，就可以快速扩展系统的计算能力。
然而，云操作系统也有一些挑战和限制。
首先，虚拟化和分布式计算需要较高的计算资源和存储资源，因此云操作系统的建设和维护成本较高。
其次，对于一些对数据隐私和安全性要求较高的应用程序，云操作系统需要提供更加安全的机制来保护用户的数据。
另外，云操作系统还需要满足用户的各种需求。
不同的应用程序可能具有不同的计算需求，云操作系统需要提供灵活的资源分配和调度策略，以满足不同应用程序的要求。
同时，云操作系统还需要提供友好的管理界面，方便用户管理和监控自己的计算资源。
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1 整体架构 2 系统使用流程
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
云操作系统的功能架构分为系统管理、容器管理、资源统调及硬件抽象层。 硬件抽象层：以分布式计算和存储技术统一存储实现资源抽象封装对接下层硬件，向上提供包括计 算、存储、网络、块存储、对象存储、镜像、容器以及资源编排接口。 资源统调层：调用硬件抽象模块进行资源编排与调度，向上为虚拟主机和容器管理模块应用部署提 供框架、资源分配，状态监控支持。 容器管理层：调用资源统调层接口，部署集群容器化应用，提供应用容器调度、镜像仓库、容器网 络、容器存储和容器隔离功能。 系统管理：主要包括用户管理、权限管理和资源运行概况等。
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系统功能使用
系统登录 系统管理 镜像管理 资源编排 资源封装 计算资源 网络资源 存储资源
镜像仓库可规范操作系统镜像和应用镜像，同时对公司内部的信息化资源进行规范和管控。 容器镜像主要为应用的镜像，可与代码库进行连接构建应用的镜像 ，包括编译、打包、测试和发布， 为持续集成和灰度发布的基础。 虚拟主机镜像支持各类主流操作系统镜像，业务系统可按需使用标准化的镜像。
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
Ceph Mon：维护着集群运行图的主副本。一个监视器集群确保了当某个监视器失效时的高可用 性。存储集群客户端向 Ceph 监视器索取集群运行图的最新副本。 Ceph OSD：守护进程检查自身状态、以及其它 OSD 的状态，并报告给监视器们。一般指一个 Disk或磁盘分区 Ceph Public Network:虚拟机读写OSD磁盘数据流 Ceph Cluster Network:Ceph OSD副本同步数据流
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
服务器角色
网卡
控制节点
计算存储节 点
Eth0+eth1 Eth2+eth4 Eth3+eth5 eth0+eth1 Eth2+eth4 Eth3+eth5
Bond
bond0 Bond2 Bond3 bond1 Bond2 Bond3
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系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
容器 管理层
应用管理 容器日志查询
服务发现
服务发现
容器自动扩展与收缩
服务持续集成
组件高可用管理
镜像仓库
系统 管理层
用户管理
资源 统调层
集群管理
容器执行
运行资源调度
集群监控
第三方任务框架接口
分布式存储对接
组件高可用管理
用户登录
硬件 抽象层
资源分配
计算管理
存储管理
系统概览
网络管理
组件高可用
自动部署
3
整体架构
系统管理主要为云操作系统的权限管理、虚拟主机容器日志与告警及虚拟主机的迁移管理。 权限管理可创建业务系统租户、用户以及对业务系统进行资源配额管理；各业务系统资源相互隔离。 虚拟主机容器日志与告警可查看虚拟主机、容器的资源告警情况并可设置告警策略，基于日志有助于 故障定位，并可根据条件进行检索。 迁移操作主要包括虚拟主机的冷热迁移，当宿主机出现故障也会触发迁移，以保证高可用。
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
部署网（PXE）：自动化部署工具通过该网络部署物理机操作系统和云操作系统其他组件 管理网（mgmt）：云操作系统计算、网络、存储、认证等服务间通过该网络互相调用；虚拟主 机通过该网络将业务IO写入磁盘 存储网（storage）：分布式存储中各个磁盘之间通过该网络进行数据副本的同步 私网（private）：虚拟主机的东西向流量通过该网络进行通信 业务网（app）：虚拟主机的南北向流量通过该网络与数据中心内其他系统进行通信 IPMI网络：物理主机带外管理接口，为了配置计算节点/混合节点的hostha，需要连通控制节点 的mgmt网络（或者pxe，或者storage）和计算/混合节点的ipmi接口网络。
角色
备注
pxe
Private 、Mgmt
App 、Storage
pxe
Private 、Mgmt
APP 、Storage
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整体架构
系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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系统功能使用
系统登录 系统管理 镜像管理 资源编排 资源封装 计算资源 网络资源 存储资源
资源编排包括对计算、网络、存储和安全资源等方面的编排，侧重点在于资源的安全性。 计算资源主要虚拟应用和虚拟硬盘实现秒级快照，可通过快照恢复数据。 存储资源为创建保存虚拟硬盘当时状态的数据，生成的磁盘快照可创建新的虚拟硬盘。 网络资源为配置防火墙、防火墙策略及防火墙规则，控制用户对业务的整体访问权限。 安全资源包括虚拟主机安全和密钥，虚拟主机安全设置各种协议在入口或出口是否允许通 过；密钥主要为增强虚拟机主机的访问安全。
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系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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系统功能架构 部署总体架构 网络类型 控制节点高可用 Openstack架构概览 分布式存储架构
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系统功能使用
系统登录 系统管理 镜像管理 资源编排 资源封装 计算资源 网络资源 存储资源
推荐使用Firefox火狐浏览器登录云操作系统，登录用户分为管理员和普18
系统功能使用
系统登录 系统管理 镜像管理 资源编排 资源封装 计算资源 网络资源 存储资源