云計算的認識和思考

企業(yè)秘密 對云計算的認識和思考 張云勇（僅代表個人觀點） 2010年 5月 /webmoney 企業(yè)秘密 目錄 云計算介紹及與現(xiàn)狀分析 開展的初步工作 對云計算的認識和思考 /webmoney 企業(yè)秘密 什么是云計算 云計算形象化定義 云計算是一種新的計算方法，它通過虛擬化技術(shù)按照即插即用的方式自助管 理基礎架構(gòu)形成高效資源池，以按需分配的服務形式提供計算能力。 PBX PBX PBX Client 通信網(wǎng)的變革 CENTRIX CENTRIX PSTN PLMN 公眾通信網(wǎng) CENTRIX 數(shù)據(jù)中心 Server Server Server Client Client Client Client 計算的變革 數(shù)據(jù)中心 云計算 /云存儲 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心 Client /webmoney 企業(yè)秘密 配 布 云計算的特征 接入的地域不受限制 通過虛擬化實現(xiàn)資源的快速遷移 接入的終端兼容性好 減少故障的風險 類似于水電等基礎設施行 普遍接 入 虛擬管 理 業(yè)，可以提供公共計算能 力 能夠充分利用閑置的資 源，通過共享方式進行服 資源共 享 云計算 適應業(yè)務的擴展需求 服務可 適應容量及用戶的擴展需 擴展 求 務 按需分 依據(jù)云應用的資源情況， 主動調(diào)整、調(diào)度資源分配 地理分 系統(tǒng)安 全 保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?支持根據(jù)應用要求快速配 選擇適合的加密手段保證系統(tǒng) 置資源 的安全 適應要求彈性分配資源 資源地理是分布式 的 /webmoney 企業(yè)秘密 3000 2000 云計算的驅(qū)動力：海量信息和 IT成本壓力 2500 海量信息 （ E Byte） Source: IDC 2008 E byte = 1018，即 10億 G字節(jié) 目前 IT成本太高 1500 計算存儲 機房空間 能源消耗 2529 1000 500 988 1580 業(yè)務獨享資源，利用低： CPU： 5-10，存儲： 36，網(wǎng)絡： 50； 0 30 2004 50 2005 161 2006 280 2007 540 2008E 2009E 2010E 2011E 運維效率低，維護成本高：人均維護 100臺，人 力維護費占運營成本 12 能源消耗大：能源利用率只有 20%左右 目前超高 IT成本難以滿足海量信息的高速增長： 2006年 , 全球產(chǎn)生 161 EB 的數(shù)據(jù)，印成 書是地球到太陽距離的 10倍；而人類歷史 5000年的文字記載只有 5EB；按照當前的 IT技 術(shù)，每 G信息處理的成本需要 5美元，無法支撐海量信息增長； 云計算技術(shù)以低廉的成本，解決大運算量的信息處理：云計算利用廉價服務器，采用分布 式計算、并行處理等軟件技術(shù)，低成本的解決海量信息的處理 ；如 Google采用云計算，做 到每 G成本是 25美分； /webmoney 企業(yè)秘密 數(shù) 據(jù) 中 心 管 理 云計算技術(shù)組成和供應商現(xiàn)狀 云計算技術(shù)組成 部件 供應商現(xiàn)狀 供應商 云業(yè)務（電信業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務） 云計算管理（虛擬化、資源管理等） 機房 交換機 云存儲 /虛 擬化存儲 IBM， HP，華為 H3C， CISCO，華為 EMC， IBM，華賽 云存儲 服務器 云安全 云安全 服務器 數(shù)據(jù)中心管 華賽 IBM， HP， DELL， CISCO ，浪潮，華為 IBM， HP，華為 理 高速數(shù)據(jù)中心交換機 機房的設計（電、承重、散熱等） 云計算管理 云業(yè)務 整體解決方 案 Eucalyptus， VMWare， KVM、 XEN、 VirtualBox 華為 華為， ZTE IBM， HP，華為， CISCO /webmoney 企業(yè)秘密 云計算業(yè)務分類 公共云 （對外提供服務） 混合云 私有云 （內(nèi)部系統(tǒng)使用） 云計算提供的是“服務” SaaS ( Software as a Service ) 軟件即服務 SaaS側(cè)重于服務，以軟件程序提供服務，如 CRM、 ERP、 OA等 PaaS ( Platform as a Service ) 平臺即服務 PaaS側(cè)重于服務，以應用服務器平臺或開發(fā)環(huán)境提供服務 IaaS ( Infrastructure as a Service ) 基礎設施即服務 IaaS注重計算資源的共享 ，消費者通過 Internet 可以獲得虛擬的服務器、存儲和網(wǎng) 絡 按照交付模式劃分的 SaaS、 PaaS和 IaaS沒有必然聯(lián)系，也不相互依賴 /webmoney 企業(yè)秘密 SaaS PaaS 云計算的主要發(fā)展現(xiàn)狀 行業(yè)形勢 互聯(lián)網(wǎng)服務提供商是云計算的先行者 先進技術(shù)及創(chuàng)新商業(yè)模式領導者，基于云計 算提供低成本的海量信息處理服務（ Google、 Amazon、 S等） 電信運營商利用云計算解決現(xiàn)實問題 引入云計算提升電信業(yè)務網(wǎng)的能力（海量的 計算和存儲）和降低成本（ BT、 AT&T、 Verizon） IaaS 技術(shù) 供應商 傳統(tǒng) IT巨頭被迫轉(zhuǎn)型，引入云計算 將云計算引入優(yōu)勢的產(chǎn)品及解決方案（ IBM、 Microsoft、 HP等） 網(wǎng)絡供應商利用技術(shù)革新的時機強勢進入 利用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡、服務器和海量軟件優(yōu)勢紛 紛進入云計算領域（ CISCO等） /webmoney 企業(yè)秘密 云計算的主要發(fā)展現(xiàn)狀 電信運營商 歐美領先運營商已經(jīng)開始利用云計算提供 IT服務，主要定位于企業(yè)市場！中國運 營商已啟動試點。 /webmoney 企業(yè)秘密 Telefnica Verizon Google Amazon Orange eBay AT&T BT SNIA SNIA: TGG: OGF: CCIF: CSA: TMF: 云計算的標準剛剛起步，但發(fā)展較快 DMTF(OCSI) Computing Virtualization Storage Virtualization DMTF Management TMF eTom/Framwox TGG (DCDG) Power TGG (DCDG) Environment DMTF SNIA TGG OGF Cloud Computing CCIF DMTF OGF NNI Cloud Computing Open Group OCM CCIF OGF CSA CCIF UNI TMF Framwox :重要 :一般 運營商開始參與云標準組織，目前關注重點集中在 能耗及接口標準化相關組織上。 TMF、 DMTF、 SNIA、 TGG是最重要的組織。 DMTF: Distributed Management Task Force Storage Network Industry Association The Green Grid Open Grid Forum Cloud Computing Interoperation Forum Cloud Security Alliance Telecom Management Forum /webmoney 企業(yè)秘密 云計算對運營商的價值 虛擬化和資源調(diào)度 分布式計算和存儲 統(tǒng)一云管理系統(tǒng) 面向”云”優(yōu)化的 硬件 虛擬化實現(xiàn)資源“空分、時分”共享，提升利用率（ 60%） 分布式計算、存儲采用軟件方式提升系統(tǒng)整網(wǎng)性能和可靠 性，降低對單點硬件（性能、可靠性）的依賴，降低采購 成本 實現(xiàn)分權(quán)分域的統(tǒng)一 IT資源管理、改變管理模式，提高整 網(wǎng)的運維效率 (人均大于 3000臺 ) 高能效比、針對云計算優(yōu)化的硬件降低整體 TCO(總擁有成 本 ) /webmoney 企業(yè)秘密 目錄 云計算介紹及與現(xiàn)狀分析 開展的初步工作 對云計算的認識和思考 /webmoney 企業(yè)秘密 公司云計算應用策略 實現(xiàn)目標 1. 通過云計算實現(xiàn)挖潛降耗，提高 IT資源的利用率，降低資源消耗 2. 通過云計算實現(xiàn)提高效率，減少管理及建設各環(huán)節(jié)，提高運營效率 3. 通過云計算實現(xiàn)降低成本，將 Capex轉(zhuǎn)化為 Opex，有效降低成本 4. 通過云計算實現(xiàn)提升管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中、統(tǒng)一管理，提升管理能力 攻克 難關 1. 現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)量龐大、新舊不一 2. IT系統(tǒng)設備復雜，異型異構(gòu) 3. 現(xiàn)有應用遷移至云計算架構(gòu)，缺乏實踐經(jīng)驗 實施原則 1. 充分利舊、整合資源、減少浪費 2. 統(tǒng)籌規(guī)劃、循序漸進、平滑演進 /webmoney 企業(yè)秘密 云計算研究方向及定位 跟蹤云計算標準、研 究云計算的關鍵問題 及技術(shù)難點，推動云 計算標準、探索云計 算服務模式 前瞻性 研究 為集團總部及子 結(jié)合公司業(yè) 務，開展云 計算相關技 術(shù)體系及實 驗研究。 驗證性 研究 云計算研究方 向及定位 支撐性 服務 分公司提供咨詢、 方案等支撐性服 務。 /webmoney 企業(yè)秘密 研究院云計算研究框架 基于云實驗平 臺，從三個層次 展開集團現(xiàn)有業(yè) 務與云計算結(jié)合 的分析研究 研究云計算的 相關業(yè)務模式； 云業(yè)務；企業(yè)私 有云 /webmoney 企業(yè)秘密 科 研 合 作 伙 伴 云計算研究團隊 （云架構(gòu)研究） 云網(wǎng)絡 云安全技術(shù) 云業(yè)務模式 云終端技術(shù) 虛擬化及云平臺、云終端（電子科大、田納西大學） 云計算網(wǎng)絡架構(gòu)（中科院計算機所） 云終端智能瀏覽器技術(shù)（南郵） /webmoney 企業(yè)秘密 oss 主要云計算研究成果 聯(lián)合科研單位開始 “大型協(xié)同運算”研發(fā)，即：超大并發(fā)并行能力，異構(gòu)計算 資源虛擬化及調(diào)度管理技術(shù)，并對云計算核心技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，擁有軟 件源代碼。同時，已經(jīng)開始著手制定云計算企業(yè)規(guī)范。 研究項目 存儲虛擬化 云存儲 虛擬化及管理 云管理 安全與監(jiān)控 云應用開發(fā)框架 物聯(lián)網(wǎng) 研究內(nèi)容 研究了異構(gòu)存儲的虛擬化管理技術(shù)（包括異構(gòu)廠家，支持不同協(xié)議 的 SAN異構(gòu)技術(shù)） 基于 openfilter研究了的分布式文件管理 研究了支持小型機和 X86的主流虛擬化技術(shù) 基于 Abicloud等開源技術(shù)研究了云管理平臺 研究了數(shù)據(jù)隔離、加密等云安全技術(shù) 基于 Hadoop研究了分布式開發(fā)框架及工作流任務調(diào)度技術(shù) OSS業(yè)務系統(tǒng)在云計算的遷移可行性研究 研究物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心相關技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)與云計算結(jié)合技術(shù)研究 /webmoney 企業(yè)秘密 新技術(shù)及其標準跟蹤工作（一） 在 TMF組織中，研究院在 IT領域內(nèi)重點參加如下活動 1. 基于云的 Frameworx/NGOSS（下一代運營支撐系統(tǒng)）核心架構(gòu)相關標準 2. 云計算技術(shù)在 OSS、 BSS應用的相關標準 在全球 IT技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展方面的情報研究 1. 電信運營商轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略方向 2. IT轉(zhuǎn)型方向 電信運營商的新機遇 3. 從運營改良到業(yè)態(tài)革命 國外 20家主流電信運營商轉(zhuǎn)型實踐研究 4. 危機時代 /webmoney 企業(yè)秘密 新技術(shù)及其標準跟蹤工作（二） 云計算目前還缺乏統(tǒng)一標準、權(quán)威組織，研究院積極參與了相關的的標準跟 蹤 1. 云算專委會工作跟蹤 2. CCSA云計算和數(shù)據(jù)中心相關專題跟蹤 3. DMTF標準跟蹤 4. 3GPP的融合數(shù)據(jù)中心等標準跟蹤 同國內(nèi)外相關廠商多次開展專題交流 /webmoney 企業(yè)秘密 研究院主要云計算工作介紹（二） 基于云計算的 OSS升級及改造 融合后的集團 OSS系統(tǒng)數(shù)量眾多需整合梳理，為給 OSS整合提供解決方案， 研究院對基于云計算進行 OSS系統(tǒng)升級改造進行了方案研究。 方案研究 室內(nèi)分布系統(tǒng)智 為解決室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃軟件門檻較高的問題，研究院聯(lián)合相關企業(yè)建設 能規(guī)劃 SaaS 了室內(nèi)分布規(guī)劃的 SaaS云服務軟件，目前該軟件服務已經(jīng)在廣東省試點 云服務 使用。 IT系統(tǒng)中的云計算關鍵技術(shù)應用研究 1. BSS云試驗（目標 : 對支撐 IT系統(tǒng)的云架構(gòu)進行試驗驗證） 2. OSS升級改造（目標：實現(xiàn)高效、低耗、統(tǒng)一的 OSS） 3. 數(shù)據(jù)集中工程開展的相關研究與支撐工作 4. 探索基于云計算的數(shù)據(jù)集中架構(gòu)（包括：云存儲、云計算、云安全） /webmoney 企業(yè)秘密 研究院主要云計算工作介紹（二） 北京市“云計算” 戰(zhàn)略規(guī)劃 為支撐“數(shù)字北京”建設，帶動北京市軟件與信息服務業(yè)整體轉(zhuǎn)型升級，北 京市政府規(guī)劃“祥云”工程，通過引入 6大重點項目（云立方等）來推動北京 云計算的發(fā)展，將北京打造成為云計算產(chǎn)業(yè)圈，我院結(jié)合公司的業(yè)務特點 提出的 “基于電信服務能力的物聯(lián)網(wǎng)支撐云” 被列為 6大項目之一 。 重慶聯(lián)通 “醫(yī)療云” 山東聯(lián)通 “旅游云” 重慶南岸區(qū)衛(wèi)生局、重慶聯(lián)通、 IBM公同合作，推出醫(yī)療服務云，通過聯(lián) 通運營， IBM提供設備、政府引導的模式進行醫(yī)療 SaaS服務，研究院參與 了醫(yī)療云的研究、規(guī)劃等相關工作。 山東旅游局整合旅游信息化系統(tǒng)，山東聯(lián)通與研究院給其提供了旅游云的 整體解決方案。 廣東聯(lián)通 “超算中心” 廣州市政府面向中小企業(yè)服務打造基于云計算的超算中心，研究院配合廣 東聯(lián)通提供了超算中心的整體解決方案。 江蘇聯(lián)通 “網(wǎng)絡智能瀏覽云 ” 基于云計算的個性化網(wǎng)絡智能瀏覽系統(tǒng)試驗與應用部署，研究、設計基于 網(wǎng)絡的個性化智能瀏覽系統(tǒng)，并進行應用云、適配云、營銷云等的研發(fā)與 試驗；研究提升客戶體驗的方法及途徑，關注影響客戶體驗的重要因素， 從終端產(chǎn)品方面改善和提高客戶體驗的接受度。 /webmoney 企業(yè)秘密 5 演示項目 1 2 3 4 5 云計算 云遷移 云調(diào)度 云存儲 云終端 /webmoney 企業(yè)秘密 云計算 利舊：現(xiàn)有的舊服務器可以直接云化，充分利用聯(lián) 通現(xiàn)有 IT資源。 異構(gòu)：支持各種異構(gòu)硬件 (服務器和小型機 )和異構(gòu) 操作系統(tǒng) （ Windows, Linux, Solaris, AIX） 。 大規(guī)模集中：實現(xiàn)服務的集中管理和服務器的統(tǒng)一 維護，提高維護人員的工作效率。 彈性易用：根據(jù)需求彈性分配資源（ CPU、內(nèi)存、外 存、帶寬）。 /webmoney 企業(yè)秘密 云遷移 （削峰填谷，高可用性） 削峰填谷：根據(jù)云平臺負荷情況，動態(tài)調(diào)配云中各服務 器的負載，消除各物理服務器忙閑不均的情況，提高整 體資源利用率。 高可用性：將故障服務器上的業(yè)務系統(tǒng)平滑遷移到正常 服務器上，快速高效地實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)的熱備份功能。 /webmoney 企業(yè)秘密 云調(diào)度 彈性高效 在不增加其他異構(gòu)物理資源的條件下彈性調(diào)度各服務器 的計算能力（放大數(shù)倍以上），保證高吞吐量和高并發(fā) 數(shù)。 /webmoney 企業(yè)秘密 云存儲 集中管理：異地、異機、異構(gòu)存儲資源（如：單機硬盤 和外部磁陣）整合成為存儲資源池，統(tǒng)一維護，集中調(diào) 配，高效使用。 安全、可靠：異地、異機、異構(gòu)存儲資源的整合提供了 一體化的容錯和災難恢復的能力。 彈性調(diào)度：動態(tài)添加存儲空間和動態(tài)調(diào)配限額。 /webmoney 企業(yè)秘密 云電腦 強勁：功能強勁，云電腦連上云平臺后可以同時運行多 個操作系統(tǒng)。 節(jié)能、經(jīng)濟：云電腦耗電小于 5瓦 (普通燈泡一般 40到 60瓦 )。 安全：用云電腦可以保證絕對的數(shù)據(jù)安全，內(nèi)置加密芯 片 ,無本地存儲。 方便：同時避免系統(tǒng)測升級改造對終端測的要求。 /webmoney 企業(yè)秘密 目錄 云計算介紹及與現(xiàn)狀分析 開展的初步工作 對云計算的認識和思考 /webmoney 企業(yè)秘密 一、云計算定義溯源 The term cloud is used as a metaphor for the Internet, based on the cloud drawing used in the past to represent the telephone network, and later to depict the Internet in computer network diagrams as an abstraction of the underlying infrastructure it represents. The actual term cloud borrows from telephony in that telecommunications companies, who until the 1990s primarily offered dedicated point-to-point data circuits, began offering Virtual Private Network (VPN) services with comparable quality of service but at a much lower cost. By switching traffic to balance utilization as they saw fit they were able to utilize their overall network bandwidth more effectively. The cloud symbol was used to denote the demarcation point between that which was the responsibility of the provider from that of the user. Cloud computing extend