云计算技术和发展.ppt
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1、11-2013 滚动规划“云计算专题规划研究”汇报,云计算技术和发展,目录,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析第1章 云计算的背景与驱动力第2章 云计算内涵及概述第3章 云计算关键技术第4章 云计算全球标准化现状第二篇 全球云计算产业发展现状和未来形式分析第5章 国外云计算产业发展现状第6章 国内云计算产业发展现状第7章 全球电信运营商云计算发展现状第8章 云计算的应用场景探索和应用案例第9章 云计算产业未来发展环境分析第10章 移动互联网云计算研究第三篇 云计算引入策略和发展思路第11章 云计算对国内IT公司的机遇和挑战第12章 云计算对我国通信运营商的机遇和挑战第13章 我国某电信
2、运营商关于云计算的发展策略,1,目录,1,第1章 云计算的背景与驱动力第2章 云计算内涵及概述第3章云计算关键技术第4章 云计算全球标准化现状,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析第二篇全球云计算产业发展现状和未来形式分析第三篇 云计算引入策略和发展思路,2,第1章 云计算的背景与驱动力,3,1.1 云计算的背景1.2 云计算的驱动力1.3 云计算自身的价值,4,计算的演化,Now,40s,70s,80s,计算终端设施多样化:笔记本电脑、手机、互动电视、手持阅读器移动需求:用户需要在任何地方使用计算功能终端间互动功能需求增强用户间多层次互联对于固定投资和日常成本的控制需求,未来计算能力的
3、挑战,未来计算能力应作为一种服务来提供,并按实际使用量付费,4,云计算发展背景,云计算发展是需求推动、技术进步和商业模式转变共同促进的结果,需求推动,技术进步,商业模式转变,政企客户的信息化需求强烈,但同时要求低成本投入、高性能获得个人用户的互联网、移动互联网应用需求强烈,追求更好用户体验,虚拟化技术、分布与并行计算、互联网及WEB技术的发展与成熟,使得基于互联网提供包括IT基础设施、开发平台、软件应用成为可能。宽带技术及用户发展,使得基于互联网的服务使用模式逐渐成为主流,少数云计算先行者(例如Salesforce的SaaS,Amazon的IaaS)的云计算服务已开始运营市场对云计算商业模式已
4、有一定认可,部分用户开始接受并使用云计算服务生态系统正在形成,产业链开始发展和整合,云计算:满足用户对信息化、互联网、移动互联网业务应用需求的低成本、高性能、高可靠运行架构,以及对应的服务提供模式。并由此延伸出IaaS、PaaS和SaaS等服务形式。,云计算发展历程,虚拟化技术诞生于60年代云计算是随着虚拟化技术、处理器技术、分布式计算技术、宽带互联网技术、SOA技术和自动化管理技术的发展而产生,云计算是技术演进而不是革命!,6,第1章 云计算的背景与驱动力,7,1.1 云计算的背景1.2 云计算的驱动力1.3 云计算自身的价值,云计算驱动力,技术驱动,需求驱动,政策驱动,云计算驱动力,1、I
5、T与CT技术融合,推动IT架构的升级2、云计算的标准逐渐快速发展,1、海量信息的处理,在目前技术下的高成本压力。2、云计算充分利旧,并合理使用资源,降低运营成本,1、政府的低碳经济与节能减排政策要求。2、政府高度关注物联网、云计算等基础设施自主发展战略。,8,云计算发展的推动力,挑战旧体系的创新动力,互联网经济的形成,IT成本控制的要求,IT服务质量与服务交付速度的要求,带宽不再是障碍,分布式计算、集群技术、虚拟化技术等关键技术的逐渐成熟,专业化分工的趋势,云计算,9,第1章 云计算的背景与驱动力,10,1.1 云计算的背景1.2 云计算的驱动力1.3 云计算自身的价值,云计算自身的价值,11
6、,到2012年企业IT在公共云上的开支将增长9,44的大型企业对建立私人云有兴趣,云计算市场展望,Cloudvs.On-Premise,12,目录,1,第1章 云计算的背景与驱动力第2章 云计算内涵及概述第3章云计算关键技术第4章 云计算全球标准化现状,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析第二篇全球云计算产业发展现状和未来形式分析第三篇 云计算引入策略和发展思路,13,第2章 云计算内涵及概述,14,2.1 云计算定义2.2 云计算的特征2.3 云计算的分类2.4 云计算与相关概念的关系,云计算的定义、内涵,24+云计算定义!,15,*Source:Wikipedia.org,弹性能力,
7、虚拟化,服务,互联网,云计算 Wiki定义,多租户,动态配置,按需付费,IaaS,PaaS,SaaS,16,云计算模型能以按需方式,通过网络,方便的访问云系统的可配置计算资源共享池(比如:网络,服务器,存储,应用程序和服务)。同时它以最少的管理开销及最少的与供应商的交互,迅速配置提供或释放资源。,云计算 NIST定义,17,第2章 云计算内涵及概述,18,2.1 云计算定义2.2 云计算的特征2.3 云计算的分类2.4 云计算与相关概念的关系,云计算的六个层次,云计算的六个层次,用户:终端用户并不直接拥有任何云计算软件及平台赖以支撑的云计算物理基础设备。相反的,他们通过向第三方服务商租用计算/
8、服务能力来避免自身的固定资产投资服务/应用:各类计算能力和应用将“作为服务(as a service)提供给用户。众多云计算服务和应用都已采用使用量作为服务和计价基础,其提供方式接近与电厂等传统公用设施平台:各类应用和服务都需通过云计算平台提供服务,该平台可供各类应用服务提供商直接再其上进行开发,而无需再在硬件及开发平台上进行额外投资存储:云计算存储也将作为服务提供,并按照实际用量,如每天*每G计价基础设施:云计算的硬件及网络设施基础,为其上给层次服务提供云计算能力,云计算的特性,19,云计算的5个基本特征,20,云计算的8个常见特征,21,第2章 云计算内涵及概述,22,2.1 云计算定义2
9、.2 云计算的特征2.3 云计算的分类2.4 云计算与相关概念的关系,云计算的分类按照服务方式或交付模式分类,23,云计算的分类按照服务方式或交付模式分类,定 义,当前应用领域,软件作为服务 SaaS,平台作为服务PaaS,基础设施作为服务IaaS,用户通过互联网,以按需付费的方式定购并获得所需的应用软件服务,不用需要再购买软件并建设与之相关的基础设施,而改用向提供商租用基于 Web 的软件,来管理企业经营活动,且无需对软件进行维护。,目前的商业化应用主要集中在CRM、ERP、OA、防病毒领域,用户通过服务提供商提供的编程接口,能够快速而经济的在服务提供商的基础设施平台上部署基于互联网、具备大
10、规模并行扩展能力的软件系统。,目前的商业化应用主要集中在搜索领域和特定应用领域,Google Apps,S,应用举例,用户通过互联网能够快速而经济的从服务提供商订购并获得存储、网络、服务器等计算资源。,Amazon EC2,S3(公有云)HP BladeSystem Matrix(私有云),目前的商业化应用主要集中在存储服务、计算服务等,Google AppEngine Hadoop F,24,云计算服务模式的构建架构,25,云计算的分类按照部署方式分类,私有云,公有云,定 义,意 义,典型形态,也叫内部云,企业自己搭建云计算基础架构,面向内部用户提供云计算服务。企业拥有基础架构的自主权,并且
11、可以基于自己的需求改进服务,进行自主创新。,企业通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务。外部用户通过互联网访问服务,并不拥有云计算资源。,大大加速企业内部创新的速度,整合企业内部资源,提高资源利用率,同时降低管理成本。,能够以低廉的价格,提供有吸引力的服务给最终用户,创造新的业务价值,公有云作为一个支撑平台,还能够整合上游的服务(如增值业务,广告)提供者和下游最终用户,打造新的价值链和生态系统。,测试/开发云 数据中心云 内部存储云,搜索云 企业办公云 个人存储云 公共计算云,根据云服务对象的不同,云的形态可以分为私有云和公有云,在企业内部可能同时拥有这两种形态的云。,26,企业独立拥有或独
12、立承租的云系统在特定社区内共享的云系统,如:由某公司及其合作伙伴共同承建并分享使用的云系统面向公众开放租售的大规模云系统由以上三种云系统中的两种以上的云系统共同配合而提供IT能力的混合型云系统,云计算的4种部署模式,公有云,社区云,私有云,混合云,27,公有云:不用对基础设施进行设置更少的管理开销更少的初期费用只有运营费用,私有云:高可控易整合减低总开销固定和运营费用,同样提供:高效高可用性弹性能力,SaaS,PaaS,IaaS,互联网,SaaS,PaaS,IaaS,内网,私有云:效率和可扩展性+灵活性和可控,私有云 vs.公有云,28,第2章 云计算内涵及概述,29,2.1 云计算定义2.2
13、 云计算的特征2.3 云计算的分类2.4 云计算与相关概念的关系,云计算与相关典型技术比较,目录,1,第1章 云计算的背景与驱动力第2章 云计算内涵及概述第3章云计算关键技术第4章 云计算全球标准化现状,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析第二篇全球云计算产业发展现状和未来形式分析第三篇 云计算引入策略和发展思路,31,第3章 云计算关键技术,32,3.1 云计算的整体框架结构3.2 虚拟化技术3.3 云安全3.4 云管理3.5 应用云框架3.6 云终端3.7 自动化部署技术3.8 并行编程技术3.9 分布式存储技术3.10 数据管理技术3.11 绿色IT技术3.12 基于云计算的下一代
14、数据中心3.13 云计算急需解决的问题,云计算的整体框架结构,33,参考云架构,参考云架构,36,云计算的核心技术,描述,相关技术主要由国外厂商掌握,技术可得性,将大量分散的计算资源整合为高效计算能力的技术,更具伸缩性的数据库管理工具,虚拟技术是提高系统利用率的主要工具,是云计算的核心技术,指用户的数据、设备和应用在云端的保密性、完整性和可得性,开源项目Hadoop在并行式计算和分布式数据库上可以提供技术在虚拟机等技术上,国内开始有厂商基于Xen平台开发虚拟机技术此外,国内的云计算技术厂商如友友新创,也掌握了部分核心技术,可以作为云计算本地化的技术骨干力量吸引海外云计算厂商的华人工程师回国创建
15、云计算公司可以大幅提升国内云计算技术水平,并行计算,分布式数据库,云操作系统,虚拟化技术,分布式存储,云安全,利用大量普通服务器搭建的直连式存储,支持云计算的完整IT系统,包括以上的组成技术,云计算的核心技术,主要由国外厂商掌握以Google为例,其几乎掌握了包括并行计算、分布式数据库、分布式存储等所有主要云计算技术VMware,Citrix,Amazon、Joyent,Trend Micro等厂商在个别技术拥有核心优势,36,云计算关键技术(1),37,云计算关键技术(2),38,应用云平台框架技术分析,39,2023年6月11日星期日,40,虚拟化技术,网络虚拟化,服务器虚拟化,存储虚拟化
16、,应用虚拟化,数据中心虚拟化(ITU),服务器集群分区刀片客户机虚拟服务器 环境,基于服务器基于阵列基于网络,集线器/路由器交换机VLAN,整体客户机/服务器Web 服务OGSA网格,通过池化和共享IT基础设施资源使能实现资源优化利用和按需自动供给,40,虚拟化技术,虚拟化通常是指计算在虚拟资源基础上而不是真实的基础上运行的一种技术。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。,41,虚拟化技术的关系图,虚拟化技术,服务器虚拟化服务器虚拟化通过区分资源的优先次序并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率,从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源。,42,小型
17、机HP小型机:HP VSE 是 HP 总体虚拟化战略的前端,HP的虚拟化包括硬分区和软分区、HP 虚拟机分区,以及安全资源分区。Sun 的虚拟化包括:xVM 以及容器、硬件分区和逻辑域等技术.IBM PowerVM的技术包括:简单的服务器整合,以资源共享为特征的动态基础架构,面向云计算环境的自动化管理。,PC服务器X86体系AMD体系,X86体系,43,AMD体系,44,存储虚拟化,存储虚拟化是一种打通存储底层的基础建设,通过虚拟化产品提供的逻辑层统合整个存储环境,为前端服务器的存储需求提供单一化服务。存储虚拟化通常具备如下特性:,45,网络虚拟化,网络虚拟化是目前虚拟化细分领域存在争议较多的
18、一个概念,网络虚拟化产品还处在一个初级发展阶段。网络虚拟化是将基于服务的传统客户端/服务器迁移到网络上得以实现服务的一种技术实现,即网络即服务NaaS(Network as a Service),网络虚拟化产品还处在一个初级发展阶段。,46,桌面虚拟化,47,VMWare的桌面虚拟化方案,48,云计算中的安全问题,两类”云安全“的概念,运用云计算技术提高网络安全,云计算环境本身的安全性,指通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测,获取互联网中木马、恶意程序的最新信息,传送到Server端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。使传统安全技术的一个自然延伸,其核心技
19、术还是病毒和木马的判断与分析,目前的领导厂商也仍是传统安全厂商,如瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士等等均推出了云安全技术的产品,指在云计算环境下,关于用户的设备、应用和数据(Customer devices,applications and data)的安全问题;用户数据、设备和应用的保密性、完整性和可得性(CIA,Confidentiality,Integrity and Availability)是云安全的基本原则在云计算环境下,传统Security Solution的关键假设可能不再成立,随着网络环境和用户身份、权限的复杂化
20、,云计算下的安全问题更具挑战性,49,云计算中的安全隐患,使用云计算的7个风险用户的接入:在公司外处理敏感信息可能会带来风险,因为这将绕过企业IT部门对这些信息“物理、逻辑和人工的控制”。企业需要对处理这些信息的管理员进行充分了解,并要求服务提供商提供详尽的管理员信息。可审查性:用户对自己数据的完整性和安全性负有最终的责任。用户数据可能需要通过外部审计和安全认证,但无法对一些云计算提供商审查数据位置:在使用云计算服务时,用户并不清楚自己的数据储存在哪里,用户甚至都不知道数据位于哪个国家。数据隔离:在云计算的体系下,所有用户的数据都位于共享环境之中。加密能够起一定作用,但是仍然不够。用户应当了解
21、云计算提供商是否将一些数据与另一些隔离开数据恢复:就算用户不知道数据存储的位置,云计算提供商也应当告诉用户在发生灾难时,用户数据和服务将会面临什么样的情况。调查支持:在云计算环境下,调查不恰当的或是非法的活动将难以实现,因为来自多个用户的数据可能会存放在一起,并且有可能会在多台主机或数据中心之间转移。如果服务提供商没有这方面的措施,那么在有违法行为发生时,用户将难以调查。长期生存性:用户需要确认,在云计算服务提供商破产或被收购的情况下,自己的数据会不会受到影响。用户需要询问服务提供商如何拿回自己的数据,以及拿回的数据是否能够被导入到替代的应用程序中。,50,云安全技术,51,云计算安全参考模型
22、,云安全内容矩阵,52,云管理,云管理是实现虚机管理以及智能部署等技术的综合体系,通过虚拟化管理提供云内部各种软硬件资源的统一管理。,53,应用云框架,云计算的发展极为迅速,Amazon、Google、IBM、微软等是云计算的先行者,由于在应用云还存在诸多的研究内容,应用云框架主要集中在MapRedue(Hadoop)体系。,54,应用云框架,55,应用云框架-EC2,56,Hadoop及扩展,Hadoop是Apache开源组织开发的一个分布式计算框架,Hadoop框架中最核心的设计就是:MapReduce和HDFS。,57,MapReduce 示意图,Hadoop及扩展,58,HDFS结构示
23、意图,Hadoop及扩展,59,Hadoop 框架,Windows Azure,60,Windows Azure服务平台,Windows Azure的主要目标是为开发者提供一个平台,帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。云计算的开发者能使用微软全球数据中心的储存、计算能力和网络基础服务。,IBM蓝云,61,IBM蓝云架构,IBM在2007年11月推出“蓝云”计算平台,为客户提供即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池,使数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。,Spring,62,Sp
24、ring架构,Spring 是一个开源框架,是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构,分层架构允许您选择使用哪一个组件,同时为 J2EE 应用程序开发提供集成的框架。,云终端,云计算的架构是“云”终端,终端是云计算的重要一环。服务和计算都在“云”,“云”对用户来说是个黑盒,可以看作是通过网络虚拟出来的操作系统,而业务的使用和展现都在终端,用户只有通过终端才能使用“云”内的各种服务,因此终端变得格外的重要。网络启动协议远程桌面协议Microsoft,Remote Desktop Protocol(RDP)CITRIX,Independent Computing
25、Architecture(ICA)RGS,63,云终端,64,使用云终端部署的桌面系统解决方案,自动化部署技术,自动化部署,是指通过自动安装和部署,将计算资源从原始状态变为可用状态。在云计算中体现为将虚拟资源池中的资源进行划分、安装和部署成可以为用户提供各种服务和应用的过程,其中包括硬件(服务器)、软件(用户需要的软件和配置)、网络和存储。,65,自动化部署方案架构,并行编程技术,科研领域并行计算的主流技术是MPI(Message Passing Interface),但以支持Fortran、C语言的科学计算为优势。云计算领域的代表性技术是Hadoop(还有其他类似的分布式计算技术),突出商用
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