《云计算概述》PPT课件.ppt

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1、云计算概述,张子轩IBM高级软件工程师,2023/7/9,议程,云计算概述从何而来，将去何处SaaSPaaSIaaS云计算关键技术和标准虚拟化云安全云计算数据存储技术其他IBM的云计算云计算面临的主要问题问答,2023/7/9,云计算实例 Amazon Simple Storage Services(S3),2023/7/9,云计算实例 Google App Engine,2023/7/9,云计算实例 IBM LotusLive,2023/7/9,云计算起源和发展,1961年斯坦福教授John McCarthy 提出计算资源可以成为一种重要的新型工业基础。类似水、电、气和通信。1999年Sal

2、esforce成立，2001年发布在线CRM系统2001年Google CEO Eric Schmidt 在搜索引擎大会上首次提出”Cloud Computing“概念。2003年Google逐步开始在内部使用云计算，2008年推出Google AppEngine云计算平台2006年Amazon正式对外推出弹性计算服务（EC2）2011年IBM推出Smart Cloud云计算平台,2023/7/9,什么是云计算,系统具备高度的扩展性和弹性，可以以即插即用的方式方便、快速地增加和减少资源,提供一种或多种形式的计算或存储能力资源池，如物理服务器，虚拟服务器（虚拟机），事务和文件处理能力或任务进程（

3、如并行计算），以及存储能力等资源池可通过抽象化方式提供，并能够同时为多种应用提供服务,实现资源的自动分配管理，包括资源即时监控和自动调度等，并能够提供使用量监控和管理,能够将分布于于多个物理地点的资源进行整合，提供统一的资源共享，并能在各物理地点间实现负载均衡,由具备一定规模的多个节点组成的IT系统，系统规模几乎可以无限扩大，IBM云计算超过100万台服务器,5.跨地域,1.大规模,2.平滑扩展,3.资源共享,4.动态分配,云计算：云计算是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算,2023/7/9,云计算的其他特点,更高效率业界估计云计算的实施

4、能够将当前IT 资源利用率提高5-7倍。麦肯锡调查显示，传统模式下企业服务器的平均利用率仅为10%。如果应用虚拟化，可轻易将利用率提高到18%。通过更多积极云计算实施，服务器在企业数据中心的利用率能达到35%或更高；更好的扩展性和灵活性，按需服务和计费由于IT 需求波动性和投入阶段性之间的矛盾，企业的传统IT 运营总是在资源短缺和浪费这两种情况间转换。云端的服务由于具备根据需求分配资源和收取费用的功能，解决了这一常年困扰企业的难题 廉价不管是企业内部私有云还是外部的公有云，由于数据中心规模的集中化，规模经济性导致成本和费用的迅速下降可靠性和通用性通过使用数据多副本容错、虚拟化，计算节点同构可互

5、换等措施，云计算能够提供比本地计算机更多的可靠性，同时云计算具有通用性，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行；,2023/7/9,云计算应用(服务)的分类,操作系统+应用服务引擎,应用系统,基础设施,应用平台,应用软件,(IaaS),(PaaS),(SaaS),根据提供的服务类型，将云计算应用(服务)分为三类,Infrastructure as a Service以服务的形式提供虚拟硬件资源，如虚拟主机/存储/网络/安全等资源。用于无需购买服务器、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统典型应用：Amazon Web服务IDC,Platform as a Service提

6、供应用服务引擎，如互联网应用编程接口/运行平台等。用户基于该应用服务引擎，可以构建该类应用。典型应用：Google AppEngine,IBMDevelopCloud,Microsoft Azure服务平台,Software as a Service用户通过标准的Web浏览器来使用Internet上的软件。用户不必购买软件，只需按需租用软件典型应用：Lotus Live,S,2023/7/9,云计算应用(服务)的分类,市场案例,IBM 开发测试云解决方案,协作,财务,客户关系管理/ERP/人力资源,行业软件,平台作为服务-PaaS,中间件,数据库,Web 2.0 程序运行时,Java运行时,开

7、发工具,基础设施作为服务-IaaS,服务器,网络,存储,光纤,共享，虚拟化，动态，服务提供,IBM 案例,软件作为服务-SaaS,2023/7/9,IaaS提供商处于价值链的中间位置，通过为企业提供IT基础设施及管理服务来实现盈利。,云计算应用(服务)-IaaS,硬件资源层,Amazon云计算资源管理层,Amazon Web服务,弹性计算服务/EC2,存储服务/S3,数据库服务/SimpleDB,队列服务/SQS,业务需求,企业需要降低IT设备采购和运维成本业务系统需要快速上线，减少设备采购、系统配置的时延,提供的资源,典型应用体系架构,业务模式,应用前景,计算资源：提供虚拟服务器存储资源：提

8、供虚拟文件和数据库服务器网络资源：提供互联网服务,通过互联网申请、配置、使用计算/存储/网络资源根据使用的资源量进行计费,IT设备提供商,企业,软件开发商,IT设备提供商,IaaS提供商,软件开发商,企业,对企业：降低设备采购、系统运维的成本；更快的部署应用系统对IaaS提供商：一次购买大量设备，降低采购成本,商务模式,2023/7/9,PaaS提供商处于价值链中间位置，通过为企业提供应用开发、运维平台来实现盈利。通过提供自有业务的API，推广现有业务并实现盈利。,云计算应用(服务)-PaaS,硬件资源层,IBMDevelopCloudTestingCloud,Google AppEnigne

9、(GAE),Python互联网应用开发API,GoogleMap API,互联网应用运行平台,Gmail开发API,业务需求,满足中小企业/个人以较低成本构建互联网应用的需求,提供的资源,典型应用体系架构,业务模式,应用前景,应用服务开发接口应用服务平台提供计算/存储/网络资源,基于PaaS平台提供的API编写应用通过互联网申请、配置、使用应用服务平台根据使用的资源量进行计费,对企业：降低运维成本，缩短应用上线时间对于PaaS提供商：较低的采购成本，更好的推广自己的现有业务,IT设备提供商,企业,软件开发商,IT设备提供商,PaaS提供商,软件开发商,企业,商务模式,2023/7/9,SaaS

10、提供商处于价值链核心位置，通过为企业提供IT基础设施和应用软件来实现盈利。通过为软件开发商提供销售渠道来实现盈利。,云计算应用(服务)-SaaS,业务需求,满足企业/个人随时、随地使用软件的需求应用软件开发商需要更方便的销售渠道,提供的资源,典型应用体系架构,业务模式,应用前景,通过互联网可以租赁使用的应用软件,通过互联网租赁应用软件根据用户使用软件的情况进行计费,应用管理平台,硬件资源层,Google应用服务,IT设备提供商,企业,软件开发商,IT设备提供商,SaaS提供商,软件开发商,企业,对企业：按需购买软件，降低采购成本对软件开发商：更便捷的软件销售渠道对SaaS提供商：降低采购成本，

11、并从企业和软件开发商盈利,商务模式,2023/7/9,软件行业趋势：从长期性的许可模式,客户为软件许可付费.客户负责定义IT基础设施的架构客户负责部署，运维以及监控IT基础设施的状态客户负责根据业务需求对软件产品进行客户化客户对软件的维护付费软件供应商更新软件后客户负责更新软件,风险,客户,供应商,2023/7/9,软件行业趋势：到长期性的负责,客户按照使用付费供应商负责定义IT基础设施的架构供应商负责部署，运维以及监控IT基础设施的状态供应商负责根据业务需求对软件产品进行客户化供应商根据服务协议更新软件，否则要按照约定缴纳罚款供应商更新软件，提供新功能,风险转移,客户,供应商,2023/7/

12、9,SaaS与传统模式对比,2023/7/9,SaaS多租户模式深入探讨,2023/7/9,云计算架构,SaaS,PaaS,IaaS,运营管理,故障管理,计费管理,性能管理,配置管理,安全管理,定制代码,服务器虚拟化,开放API,分布式并行计算(MapReduce),海量数据存储和检索,存储虚拟化,OA,网管,业务支撑系统,ERP,云应用,应用代码,第三方软件,数据挖掘,云平台,高性能计算,网络虚拟化,分布式文件系统,系统软件平台层,分布式锁控制,高速数据缓存,安全控制,均衡负载和HA,应用软件层,资源层,2023/7/9,服务外包 和服务价值,云计算的交付模式,组织文化管理,灵活的交付模式,

13、公共 云 通过服务供应商访问，服务供应商拥有和管理.服务订购.以灵活的价格提供标准的业务流程，应用和/或基础架构服务，按照使用量收费.,私有云 企业自己拥有和管理.访问仅限于客户和合作伙伴.在保留较好的客户化和控制力度的同时推动效率,标准化和最佳实践,云服务,云计算模式,.客户化,效率,高可用性,弹性,安全性 和 私密性,.标准化,资产保护,灵活性 和部署时间,混合云 客户,业务伙伴网络和第三方资源,2023/7/9,云计算成为互联网业务核心技术平台,典 型 互 联 网 业 务,Web2.0业务,信息检索,融合通信,视频业务,邮箱业务,在线软件,社交网络,业务对平台的需求,高并发 高性能 高可

14、靠 高可扩展,平台规模全球200+数据中心（较大的数据中心具有5000+节点，5PB+存储）应用Web应用开发平台，搜索，邮箱，地图，在线软件，即时通信等,平台规模搭建4000节点、16PB存储的Hadoop云计算平台应用搜索引擎；综合门户相关工作与HP/Intel合作搭建云计算全球实验床；推动Pig 和Hadoop开源软件开发,Azure服务平台基于Microsoft的数据中心，向用户提供.Net/SQL/Live的开发和运行平台；提供SharePoint和CRM应用软件服务,AWS服务平台提供S3、SimpleDB、EC2、SimpleQuene等计算/存储资源的租赁服务应用情况具有超过2

15、0万的应用开发者；超过1000个公司在其上构建应用,CRM软件平台提供CRM软件的在线租赁服务F应用开发平台为企业提供互联网应用的开发和运维平台,Blue Cloud云计算平台基于开放标准和开源软件;基于PC构建分布式计算环境;联合大学/科研机构研发.在中国无锡建立云计算中心,N计算平台提供高性能计算资源的租赁，供生命科学、物理和制造业的科研工作者试用Caroline项目提供虚拟计算、存储和网络资源池的管理工具，使开发者提高服务开发、部署的速度。,Mozy 云存储平台在美国和爱尔兰搭建数据中心，为企业和个人用户提供在线备份服务,AIaaS 服务使用户方便的访问HP拥有和管理的数据中心；提供了一

16、个针对Microsoft Exchange,SAP和其他商业应用软件的整合应用平台,DCS云计算解决方案帮助用户构建云计算平台，降低数据中心的运维成本，提升计算速度、简化数据中心的管理。Everdream云存储服务提供在线数据存储服务以及应用程序管理工具。,2023/7/9,通过虚拟技术来提升资源利用率，降低管理和能源成本整合系统管理实现自动化来提高管理效率IT服务管理和企业业务的优先级相结合降低能耗通过数据中心整合和优化来节省能源和场地设施成本,SERVICE MANAGEMENT,RESOURCE VIRTUALIZATION,Clients,Servers,Network,Storage

17、,MANAGEMENT,Physical and virtual platforms,OPEN STANDARDS,云计算是企业IT架构的优化整合趋势,Complex,物理整合,虚拟化,动态灵活的IT架构,面向服务的IT,Service Management Platform;process and operational management products and associated implementation services;and best practices,End-to-end platform;systems management;automated provisioni

18、ng and orchestration products;implementation services;and best practices,Server,storage,application,and desktop virtualization and servicesNetwork virtualization,virtual“hosted clients”,Data center migration&consolidation servicesGreen Data Center,Software,Server,Desktop image,Network,Application,IT

19、 process standardization and consolidation,2023/7/9,议程,云计算概述从何而来，将去何处SaaSPaaSIaaS云计算关键技术和标准虚拟化云安全云计算数据存储技术其他IBM的云计算云计算面临的主要问题问答,2023/7/9,20090909_VirtualizationAndCloud,23,传统的服务器概念,Web ServerWindowsIIS,App ServerDOWN!,DB ServerLinuxMySQL,EMailWindowsExchange,2023/7/9,24,虚拟化服务器概念,最基本的变化是操作系统和硬件之间的Vir

20、tual Machine Monitor(VMM),2023/7/9,业界主流虚拟化技术,商业虚拟化主流厂商VmwareCitrixMicrosoft IBMParallelsOracle开源虚拟化技术KVMXenOpenVZVirtualBoxLguest,2023/7/9,云计算安全,数据中心物理安全,IaaS安全技术虚拟化安全虚拟机的入侵检测和防护技术、虚拟机运行时的完整性保护技术、虚拟机的隔离技术、虚拟机映像文件的安全保护以及虚拟机的安全迁移技术 网络管理安全 网络隔离技术、基于VPN的虚拟私有云技术,IaaS提供服务虚拟数据中心VDC虚拟机器虚拟网络,PaaS安全技术砂箱隔离技术数据

21、安全技术恶意代码拦截入侵检测中间件安全CloudAV多引擎扫描,PaaS提供服务应用中间件数据库Java运行时开发工具Web2.0应用运行时环境。,SaaS安全技术浏览器砂箱隔离技术用户身份管理多租用模式安全SaaS客户端平台证明API调用授权技术OAuth安全通道技术防垃圾邮件技术数据加密技术,SaaS提供服务CRMHRERP协作行业应用业务流程,2023/7/9,云计算数据存储两大技术（一）-GFS(Google File System),Client,Replicas,Masters,GFS Master,GFS Master,C0,C1,C2.,C5,Chunkserver 1,C0,

22、C5,Chunkserver N,C1,C3.,C5,Chunkserver 2,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,2023/7/9,云计算数据存储两大技术（二）-HDFS(Hadoop Distributed File System),HDFS是GFS的一个开源实现HDFS与GFS比较中心服务器模式的差异GFS：多台物理服务器，选择一台对外服务，损坏时可选择另外一台提供服务HDFS：单一中心服务器模式，存在单点故障原因：Hadoop缺少分布式锁服务,2023/7/9,云计算其他关键技术,数据

23、管理技术云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析，如何提高数据的更新速率以及进一步提高随机读速率是未来的数据管理技术必须解决的问题。云计算的数据管理技术最著名的是谷歌的BigTable数据管理技术，同时Hadoop开发团队也开发了类似BigTable的开源数据管理模块HBase 分布式编程与计算用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，目前云计算厂商编程工具均基于Map-Reduce的编程模型 虚拟资源的管理与调度云计算区别于单机虚拟化技术的重要特征是通过整合物理资源形成资源池，并通过资源管理层（管理中间件）实现对资源池中虚拟资源的调度。云计算的资源管理需要负责资源管理、

24、任务管理、用户管理和安全管理等工作，实现节点故障的屏蔽，资源状况监视，用户任务调度，用户身份管理等多重功能 云计算的业务接口为了方便用户业务由传统IT系统向云计算环境的迁移，云计算应对用户提供统一的业务接口。业务接口的统一不仅方便用户业务向云端的迁移，也会使用户业务在云与云之间的迁移更加容易。在云计算时代，SOA架构和以Web Service为特征的业务模式仍是业务发展的主要路线。,2023/7/9,Hadoop VS.Google,HBase,MapReduce,HDFS,BigTable,MapReduce,GFS,Hadoop云计算应用,Chubby,Google云计算应用,技术架构的比

25、较数据结构化管理组件：HbaseBigTable并行计算模型：MapReduceMapReduce分布式文件系统：HDFSGFSHadoop缺少分布式锁服务Chubby,2023/7/9,Hadoop 发展简史,2004年，Google发表论文，向全世界介绍了MapReduce2005年初，为了支持Nutch搜索引擎项目，Nutch的开发者基于Google发布的MapReduce报告，在Nutch上开发了一个可工作的MapReduce应用。2006年1月，Doug Cutting加入雅虎，Yahoo!提供一个专门的团队和资源将Hadoop发展成一个可在网络上运行的系统2006年2月，Apach

26、e Hadoop项目正式启动以支持MapReduce和HDFS的独立发展2007年，百度开始使用Hadoop做离线处理，目前差不多80%的Hadoop集群用作日志处理2007年，中国移动开始在“大云”研究中使用Hadoop技术，规模超过1000台2008年，淘宝开始投入研究基于Hadoop的系统云梯，并将其用于处理电子商务相关数据。云梯1的总容量大概为9.3PB，包含了1100台机器，每天处理约18000道作业，扫描500TB数据。2008年1月，Hadoop成为Apache顶级项目2008年2月，Yahoo!宣布其搜索引擎产品部署在一个拥有1万个内核的Hadoop集群上2008年7月，Had

27、oop打破1TB数据排序基准测试记录。Yahoo!的一个Hadoop集群用209秒完成1TB数据的排序，比上一年的纪录保持者保持的297秒快了将近90秒2009年5月，Yahoo的团队使用Hadoop对1 TB的数据进行排序只花了62秒时间2009年7月，Hadoop Core项目更名为Hadoop Common从Hadoop独立的Apache顶级项目包括，MapReduce，Hadoop Distributed File System(HDFS)，Avro，HBase，Hive，Pig，ZooKeeper 2010年5月，IBM提供了基于Hadoop 的大数据分析软件InfoSphere B

28、igInsights2011年5月，EMC为客户推出一种新的基于开源Hadoop解决方案的数据中心设备GreenPlum HD2011年8月，Dell与Cloudera联合推出Hadoop解决方案,2023/7/9,标准化和开源活动,SaaS,PaaS,IaaS,运营管理,故障管理,计费管理,性能管理,配置管理,安全管理,定制代码,服务器虚拟化,开放API,分布式并行计算(MapReduce),海量数据存储和检索,存储虚拟化,OA,网管,业务支撑系统,ERP,云应用,应用代码,第三方软件,数据挖掘,云平台,高性能计算,网络虚拟化,分布式文件系统,系统软件平台层,分布式锁控制,高速数据缓存,安全

29、控制,均衡负载和HA,应用软件层,资源层,云平台互操作与评估OCC,云平台安全CSA,2023/7/9,议程,云计算概述从何而来，将去何处SaaSPaaSIaaS云计算关键技术和标准虚拟化云安全云计算数据存储技术其他IBM的云计算云计算面临的主要问题问答,2023/7/9,Management,Operations Support System,IBM提供端到端的云计算产品和服务,Optimization,Security,Workload Services,Integration,Application Lifecycle,Application Services,Industry Solu

30、tions,Business Application Services,Software as a Service,2023/7/9,IBM云计算服务及产品,IBM CloudBurst,IBM Smart Business Desktop Cloud,云的咨询服务云计算的商务咨询云计算的基础设施咨询服务云计算的基础设施战略和规划 资讯科技的优化服务 安全性和抗跌性咨询 云的实施组件Tivoli Service Automation ManagerIBM CloudBurstIBM Service Management for Cloud Computing 测试云环境的设计和实施 IBM S

31、mart Business Desktop Cloud(基于云技术的智能商务桌面)Scale out File Services云的安全解决方案应用云IBM Smart Cloud(/cloud)Computing on Demand(CoD)LotusLive远程数据保护服务Managed data protection or desktops and laptops,2023/7/9,IBM智慧城市SaaS交付模式,服务期一年起步 无“一次性”费用客户可订制数据流向、报表、工作流、界面24x7 支持可用性保证高达 99.5%,城市资产/设备,城市管理者,数据，时间事件等,领导驾驶舱，警报，

32、指标等,SmartCloud Enterprise,智慧城市控制中心,GTS基础设施服务,软件部运维/支持团队,软件部项目管理办公室,后台服务,客户,无需硬件采购，无需软件许可采购，无需安装、维护指标、工作流、领导驾驶舱可定制不同城市间数据完全隔离，安全性高 用户快速上手专业维护团队,条款,客户优势,2023/7/9,LotusLive,办公协作公有云(),松下电器采用IBM LotusLive迈进办公协作云时代，2010年1月,LotusLive Events,LotusLive Engage,LotusLive Notes,LotusLive Meetings,LotusLive Conn

33、ections,LotusLive iNotes,LotusLive Meetings 提供全功能联机会议，并集成了网络、音频和视频会议的功能。,LotusLive iNotes 提供安全级别更高的、基于 Web 的通讯和个人日程管理服务。,LotusLive Connections是一个 Web 2.0工具的集成套件，它能够提供文件共享、项目组任务管理、联机聊天等功能，通过网络能力，扩展您的业务联系。,LotusLive Events 提供事件管理服务，帮助您建立、管理和主持您的下一个联机会议。,作为 IBM 使用最广泛的软件,Lotus Notes 提供全功能的电子邮件服务，允许您通过客户

34、端或浏览器访问企业级的邮箱。,LotusLive Engage 是一个 Web 2.0 工具的集成套件，它能够简化和改进业务交互过程，增加协作能力，使公司内外的合作连接畅通无阻。,网上电话会议,协同工作,电子邮件,2023/7/9,IBM 基础设施虚拟化和IaaS平台,提供创建超大规模、低成本维护以及迅速部署的云计算基础设施所需的平台,实现虚拟资源的快速部署和动态管理虚拟机及镜像管理虚拟存储服务虚拟网络服务Web 和命令行界面基于Web 服务的编程接口,2023/7/9,IBM 海量云数据处理平台,各种源数据(Web,传感器,数据库,网络,社交,RFID,媒体)作为数据进入企业系统的控制点完全

35、保持原有的数据格式源数据可用于新的应用、分析和集成,2023/7/9,IBM 混合云,灵活高效的连接能力广泛支持业界开放标准高效无缝连接多种SaaS应用和套装软件多层次整合能力流程整合/数据整合/UI整合安全管控能力有效的访问控制支持SSL高可用支持能力提供高可用解决方案，确保系统的可用性。快速开发与部署能力“零代码”的开发，通过配置完成开发；基于“appliance”的部署，大大简化部署运维。管理监控能力灵活管理方式，实时监控支持。,2023/7/9,IBM云计算数据中心和研发中心,Sao Paulo,Raleigh,NC,Silicon Valley,CA,Boulder,CO,Johan

36、nesburg,Tokyo,Seoul,Hanoi,Singapore,Bangalore,Hong Kong,Beijing,Dublin,Wroclaw,Poland,Ehningen,Germany,8 Cloud Data Centers11 Cloud Labs57 Global Delivery Centers54 Global Command Centers,IBM Worldwide Support Centers,Toronto,2023/7/9,议程,云计算概述从何而来，将去何处SaaSPaaSIaaS云计算关键技术和标准虚拟化云安全云计算数据存储技术其他IBM的云计算云计算面临的主要问题问答,2023/7/9,安全是云计算的最大挑战,2023/7/9,云计算面临的主要问题,数据隐私问题。如何保证存放在云服务提供商的数据隐私，不被非法利用，不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善。数据安全性问题。有些数据是企业的商业机密，数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。用户使用习惯问题。如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。网络传输问题。云计算服务依赖网络，目前网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。,2023/7/9,Questions?,