《云計(jì)算導(dǎo)論》課件云計(jì)算導(dǎo)論 第2章

1、第二章：云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)孫少陵 2018/07云計(jì)算導(dǎo)論CONTENTS目錄2.1 云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)概念2.2 云計(jì)算系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型2.3 云計(jì)算系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型2.4 云計(jì)算系統(tǒng)部署模型2.5云計(jì)算開(kāi)源與標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)人工智能數(shù)據(jù)生產(chǎn)與消費(fèi)數(shù)據(jù)收集和傳輸數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，加工與處理數(shù)據(jù)價(jià)值發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)和變現(xiàn)云計(jì)算的定位2.1云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)概念2.1.1云計(jì)算架構(gòu)的產(chǎn)生的背景IT是信息技術(shù)技術(shù)行業(yè)的統(tǒng)稱(chēng)，其內(nèi)涵包括三個(gè)層次：第一層是硬件，主要指數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)闹鳈C(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。第二層是指軟件，包括可用來(lái)搜集、存儲(chǔ)、檢索、分析、應(yīng)用、評(píng)估信息的各種軟件，它既包括企業(yè)資源計(jì)劃 (ERP)、客

2、戶(hù)關(guān)系管理(CRM)、供應(yīng)鏈管理（SCM）、辦公自動(dòng)化（OA）等商用管理軟件，也包括用來(lái)加強(qiáng)流程管理的工作流管理軟件、輔助分析的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘軟件等。第三層是指應(yīng)用，包括應(yīng)用ERP、CRM、SCM等軟件直接輔助決策。云計(jì)算的定義（NIST定義）云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模型，可以隨時(shí)隨地、便捷地、按需地從可配置的計(jì)算資源共享池中獲取所需的計(jì)算資源（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用程序及服務(wù)），資源可以快速供給和釋放，只需投入較少的管理工作。 云計(jì)算成本效率傳統(tǒng)IT架構(gòu)豎井，封閉，耦合IT基礎(chǔ)設(shè)施（定制服務(wù)器、新型數(shù)據(jù)中心）資源池能力（基于云計(jì)算架構(gòu)的按需供給）大數(shù)據(jù)能力（統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析服

3、務(wù)）應(yīng)用能力應(yīng)用A應(yīng)用能力應(yīng)用N應(yīng)用能力數(shù)據(jù)能力資源能力基礎(chǔ)能力系統(tǒng)A應(yīng)用能力數(shù)據(jù)能力資源能力基礎(chǔ)能力系統(tǒng)N資源煙囪資源共享線(xiàn)下求助和分工協(xié)作自助、按需、隨時(shí)獲取資源及服務(wù)低價(jià)值人力事務(wù)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的價(jià)值服務(wù)化簡(jiǎn)單化平臺(tái)化IT要走向平臺(tái)化資源池模式，彈性自動(dòng)管理，提高效率；架構(gòu)可以根據(jù)業(yè)務(wù)目標(biāo)快速有效地變動(dòng)；基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備能夠全面協(xié)作。IT要走向簡(jiǎn)單化降低IT運(yùn)維開(kāi)銷(xiāo)；實(shí)現(xiàn)敏捷IT交付；實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)化IT更加關(guān)注業(yè)務(wù)。IT要走向服務(wù)化IT資源打包成量化的服務(wù)；IT部門(mén)由服務(wù)向業(yè)務(wù)運(yùn)行轉(zhuǎn)變；IT部門(mén)由成本中心向利潤(rùn)中心轉(zhuǎn)變。云計(jì)算的核心思想2.1.1 云計(jì)算的基本概念及特點(diǎn)用電用水云計(jì)算

4、 - 讓用戶(hù)像使用水和電一樣便捷地使用計(jì)算資源按需自助服務(wù)靈活的可計(jì)量服務(wù)快速靈活資源共享無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)云計(jì)算2.1.2云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)特征服務(wù)的云化靈活的計(jì)量計(jì)費(fèi)高效運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)便運(yùn)維虛擬化提供的自服務(wù)資源的可擴(kuò)展性應(yīng)用與平臺(tái)解耦2.1.3 云計(jì)算的系統(tǒng)架構(gòu)參考模型云計(jì)算，作為虛擬化的一種延伸，影響范圍已經(jīng)越來(lái)越大。但是隨著企業(yè)IT環(huán)境的漸趨負(fù)責(zé)，需要云計(jì)算支持越來(lái)越復(fù)雜的企業(yè)環(huán)境，云計(jì)算架構(gòu)呼之欲出。實(shí)現(xiàn)企業(yè)云計(jì)算服務(wù)需要多種技術(shù)的結(jié)合，用軟件實(shí)現(xiàn)將硬件資源進(jìn)行虛擬化管理和調(diào)度，這就需要云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，提供云服務(wù)。業(yè)界對(duì)云計(jì)算的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一套“四層兩域”云計(jì)算架構(gòu)。 A

5、WS全球基礎(chǔ)設(shè)施層RegionsAvailability ZonesEdge Locations 計(jì)基礎(chǔ)服務(wù)層計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù) 應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)層內(nèi)容分發(fā)消息隊(duì)列分布式計(jì)算開(kāi)發(fā)工具 管理層管理控制臺(tái)身份驗(yàn)證監(jiān)控與自動(dòng)化監(jiān)控應(yīng)用層云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-亞馬遜生態(tài)支撐（紫色部分） 資源編排、云市場(chǎng)、開(kāi)發(fā)者服務(wù)應(yīng)用所需要的核心服務(wù)（綠色部分） CDN服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、中間件服務(wù)、安全服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)資源型服務(wù)組件（藍(lán)色部分）計(jì)算（ECS、SLB）存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)庫(kù)（OSS、Table Store、RDS）數(shù)據(jù)計(jì)算（Analytic DB、Stream Compute、Max Compute）大規(guī)模通用計(jì)算平臺(tái)（橙色部

6、分）分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)組件（夸父、安全、女?huà)z、伏羲）分布式存儲(chǔ)（盤(pán)古）監(jiān)控管理（天基、神農(nóng)）基礎(chǔ)設(shè)施（紫色部分）數(shù)據(jù)中心、高性能Linux服務(wù)器集群云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-阿里云飛天架構(gòu)BC-IaaSBC-PaaS BC-VN虛擬網(wǎng)絡(luò)集成方案BC-SEC云安全集成方案軟件資產(chǎn)庫(kù)BC-SDS云存儲(chǔ)BC-EPC/BC-OP 云管平臺(tái)消息隊(duì)列BC-EC彈性計(jì)算BC-Linux 操作系統(tǒng) 及 定制化服務(wù)器基于 OpenStack基于 Kubernetes/Docker基于 KVMCeph/GFS分布式緩存基于 CentOSSaaS應(yīng)用管理平臺(tái)網(wǎng)盤(pán)應(yīng)用流媒體處理容災(zāi)備份協(xié)同辦公I(xiàn)T支撐應(yīng)用政務(wù)云應(yīng)用企業(yè)云應(yīng)用微服務(wù)

7、組件金融云應(yīng)用AMSReIA-應(yīng)用層I/P/S應(yīng)用部署支持SaaS應(yīng)用統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)管理M-運(yùn)營(yíng)管理層異構(gòu)/異地資源池統(tǒng)一納管IaaS/PaaS統(tǒng)一管理統(tǒng)一監(jiān)控/兩級(jí)平臺(tái)統(tǒng)一資源視圖S-云總線(xiàn)層基于主流開(kāi)源架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，基于虛擬化和容器的應(yīng)用快速部署和彈性伸縮支持CI/CD、兩級(jí)軟件資產(chǎn)庫(kù)統(tǒng)一管理Re-資源服務(wù)層完整資源服務(wù)產(chǎn)品和集成方案體系基于容器的微服務(wù)基礎(chǔ)組件高可靠性電信級(jí)VIM和虛擬化層產(chǎn)品I-基礎(chǔ)設(shè)施層針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的操作系統(tǒng)和定制化硬件實(shí)現(xiàn)軟硬件聯(lián)合優(yōu)化云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-移動(dòng)大云 云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)模型2.22.2.1云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-“四層兩域”概覽基礎(chǔ)設(shè)施層服務(wù)器存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)OSInfrast

8、ructureSoftware數(shù)據(jù)采集主要基礎(chǔ)硬件設(shè)備，包括服務(wù)器集群，存儲(chǔ)集群，以及由交換機(jī)、防火墻、路由器等組成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與信息安全設(shè)備數(shù)據(jù)中心機(jī)房配套設(shè)施（電力、制冷、安防等）物理資源云操作系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)底層物理資源管理、池化的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)物理資源利用率和資源的彈性使用運(yùn)營(yíng)、運(yùn)維系統(tǒng)軟件，便于對(duì)底層硬件的資源使用情況和健康狀況進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)配操作系統(tǒng)DataManagementExternalEquipment將原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并作管理，最后提供給DaaS服務(wù)來(lái)做數(shù)據(jù)模型處理服務(wù)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備外接設(shè)備主要是接入和采集設(shè)備2.2.2云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-基礎(chǔ)設(shè)施層隨著軟件定義時(shí)代的到來(lái)，業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量

9、和系統(tǒng)的壓力增大。從小型機(jī)到現(xiàn)在流行的x86服務(wù)器，有以下幾個(gè)趨勢(shì)：1/超融合技術(shù)和超融合基礎(chǔ)設(shè)施將高速增長(zhǎng)，開(kāi)放架構(gòu)X86小型機(jī)替代傳統(tǒng)小型機(jī)進(jìn)程加快；2/人工智能技術(shù)的發(fā)展催生了更多的應(yīng)用場(chǎng)景需求，高性能計(jì)算在互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、金融等非科研行業(yè)應(yīng)用將越來(lái)越多，或?qū)⑼苿?dòng)高性能計(jì)算服務(wù)器實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，基于GPU、MIC甚至FPGA的異構(gòu)超算服務(wù)器將會(huì)在市場(chǎng)占據(jù)更大份額；3/軟件定義技術(shù)落地，軟件定義存儲(chǔ)（SDS）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）促進(jìn)服務(wù)器專(zhuān)用應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展；4/服務(wù)器芯片競(jìng)爭(zhēng)將群雄并起，英特爾占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額，但是仍在通過(guò)融合SoC、FPGA等技術(shù)拓展芯

10、片的更多應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)IBM Power、ARM等也將繼續(xù)謀求自己的一席之地。1964年1965年1989年20世紀(jì)90年代IBMSystem360IBM推出第一臺(tái)大型機(jī)DEC小型機(jī)DEC開(kāi)發(fā)出小型機(jī)，掀起小型機(jī)革命Intel CPU應(yīng)用于X86服務(wù)器第一臺(tái)X86服務(wù)器使用Intel486 CPU新概念小型機(jī)2006年X86服務(wù)器Unix服務(wù)器采用RISC CPU和Unix OS隨著云計(jì)算發(fā)展，X86服務(wù)器占據(jù)領(lǐng)先地位基礎(chǔ)設(shè)施-服務(wù)器的技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)企業(yè)存儲(chǔ)架構(gòu)演進(jìn)：從黑盒子到X86通用硬件業(yè)務(wù)計(jì)算服務(wù)器業(yè)務(wù)計(jì)算服務(wù)器傳統(tǒng)架構(gòu)SAN/NAS計(jì)算服務(wù)器計(jì)算服務(wù)器VMVMVMVM業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)虛擬

11、化架構(gòu)SAN/NAS計(jì)算服務(wù)器計(jì)算服務(wù)器VMVMVMVM業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)Server SAN架構(gòu)擴(kuò)展性差、靈活性低、成本高敏捷、智能、自動(dòng)化存儲(chǔ)服務(wù)器存儲(chǔ)服務(wù)器軟硬件捆綁采購(gòu)成本高擴(kuò)展性不強(qiáng)不滿(mǎn)足云時(shí)代的存儲(chǔ)需求軟硬件解耦TCO大幅降低橫向擴(kuò)展能力強(qiáng)云時(shí)代的存儲(chǔ)首選基礎(chǔ)設(shè)施-存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)塊存儲(chǔ)應(yīng)用程序文件系統(tǒng)接口文件系統(tǒng)層磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序文件系統(tǒng)接口文件系統(tǒng)層磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序文件系統(tǒng)接口文件系統(tǒng)層磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部網(wǎng)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)塊接口塊設(shè)備文件接口服務(wù)器對(duì)象接口x86/ARM塊存儲(chǔ)典型適用場(chǎng)景通信模型應(yīng)用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)極度敏感業(yè)務(wù)性能較高，大多數(shù)虛擬機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)使用塊存儲(chǔ)豐富的共享接口，存

12、儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)應(yīng)用于多種場(chǎng)景，尤其是依賴(lài)NFS/CIFS/POSIX接口的系統(tǒng)水平高擴(kuò)展性，存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，操作及管理簡(jiǎn)單應(yīng)用于多種場(chǎng)景，比如網(wǎng)盤(pán)云存儲(chǔ)，備份，歸檔等文件存儲(chǔ)對(duì)象存儲(chǔ)文件存儲(chǔ)對(duì)象存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施-存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)隨著云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量模型發(fā)生了很大的變化，16%的流量集中在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，14%在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，而70%的流量都在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部。數(shù)據(jù)中心流量和帶寬的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，大帶寬、低延時(shí)、高擴(kuò)展能力已成為數(shù)據(jù)中心客戶(hù)的首要訴求。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有如下3個(gè)典型趨勢(shì)：基礎(chǔ)設(shè)施-網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)架構(gòu)扁平化：三層架構(gòu)二層架構(gòu)、大二層網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷增大：10M 100M

13、 1000M 10G 25G (40G) 100G越來(lái)越開(kāi)放：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDNSDN是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)性技術(shù)，通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速部署、業(yè)務(wù)的快速上線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)的靈活調(diào)度、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率SDN(Software Defined Network)由斯坦福大學(xué)起源，由ONF定義，是一種轉(zhuǎn)發(fā)/控制分離、控制面集中、軟件可編程的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，SDN提升了網(wǎng)絡(luò)連接的智能和效率低成本運(yùn)營(yíng)高效率運(yùn)營(yíng)靈活業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一控制能力，提升運(yùn)維效率精細(xì)化運(yùn)營(yíng)，提高運(yùn)維效率軟硬件解耦，獨(dú)立采購(gòu)，降低成本；依靠規(guī)模效應(yīng)，突出低成本優(yōu)勢(shì)NFV/SDN快速部署、彈性伸縮

14、、統(tǒng)一資管、網(wǎng)絡(luò)自愈、容災(zāi)。核心網(wǎng)接入網(wǎng)承載網(wǎng)用戶(hù)業(yè)務(wù)自定義、自組合、自開(kāi)通；運(yùn)營(yíng)商按需規(guī)劃擴(kuò)展和業(yè)務(wù)。虛擬化存儲(chǔ)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)帶寬、QoS、VPN、防火墻云計(jì)算 NaaS計(jì)算服務(wù)業(yè)務(wù)軟件硬件業(yè)務(wù)軟件硬件業(yè)務(wù)軟件硬件廠(chǎng)家A廠(chǎng)家B廠(chǎng)家C業(yè)務(wù)軟件業(yè)務(wù)軟件業(yè)務(wù)軟件廠(chǎng)家A廠(chǎng)家B廠(chǎng)家C資源池SDN廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)據(jù)中心內(nèi)多租戶(hù)虛擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)大二層網(wǎng)絡(luò)SD-WAN，全局流量調(diào)度優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施-網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)服務(wù)器操作系統(tǒng)應(yīng)用裸機(jī)時(shí)代服務(wù)器操作系統(tǒng)應(yīng)用操作系統(tǒng)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用虛擬機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用虛擬機(jī)云平臺(tái)服務(wù)器操作系統(tǒng)虛擬化時(shí)代服務(wù)器應(yīng)用操作系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)資源統(tǒng)一管理、調(diào)度以應(yīng)

15、用為中心時(shí)代 目標(biāo)資源池化、按需提供簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)、降低部署難度根據(jù)負(fù)載彈性伸縮 代表技術(shù)KubernetesMesos 目標(biāo)提高資源利用率降低管理、運(yùn)維成本 代表技術(shù)VMware vSphereOpenStack 問(wèn)題資源利用率低管理成本高業(yè)務(wù)連續(xù)性差數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng) 平臺(tái)層也可叫資源層，指以服務(wù)的方式交付包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，這個(gè)環(huán)境通常是一個(gè)虛擬化的平臺(tái)。 物理基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)底層的虛擬化技術(shù)抽象后可以形成一個(gè)統(tǒng)一的資源池，底層資源都將可以被抽象成一系列的可用服務(wù)，并可以通過(guò)應(yīng)用程序編程接口 (Application Programming Interface，API)或者We

16、b管理控制臺(tái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和使用這些服務(wù)。 平臺(tái)層提供的服務(wù)包括云組件類(lèi)（云數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等）和虛擬化環(huán)境（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等）2.2.3云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-平臺(tái)層服務(wù)器HypervisorCPU內(nèi)存硬盤(pán)網(wǎng)絡(luò)OSAPPVMOSAPPVMOSAPPVM計(jì)算虛擬化技術(shù) 計(jì)算虛擬化是指在物理服務(wù)器的宿主機(jī)操作系統(tǒng)（Host OS）中加入一個(gè)虛擬化層，在虛擬化層之上可以運(yùn)行多個(gè)客戶(hù)端操作系統(tǒng)（Guest OS）。通過(guò)分時(shí)及模擬技術(shù)，將物理服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等資源抽象成邏輯資源，向Guest OS提供一個(gè)虛擬且獨(dú)立的服務(wù)器硬件環(huán)境，提高資源利用率和靈活性。目前主要由VMware公司的ESXi、微軟的HyperV

17、和開(kāi)源的XEN和KVM。隨著PaaS、微服務(wù)架構(gòu)的興起，容器成為日益流行的輕量級(jí)虛擬化技術(shù)。云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)-計(jì)算虛擬化存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)存儲(chǔ)虛擬化是通過(guò)采用軟件方式對(duì)存儲(chǔ)硬件資源進(jìn)行抽象化表現(xiàn)，將一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)目標(biāo)設(shè)備的服務(wù)或功能與其它附加的功能進(jìn)行集成，通過(guò)抽象層統(tǒng)一對(duì)使用者提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。分布式存儲(chǔ)也是一種新興的存儲(chǔ)虛擬化形式，是指將多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器組成的集群內(nèi)的磁盤(pán)形成一個(gè)共享存儲(chǔ)池，采用橫向擴(kuò)展和數(shù)據(jù)副本的方式，提供存儲(chǔ)服務(wù)。云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)-存儲(chǔ)虛擬化Server軟件定義存儲(chǔ)軟件Server軟件定義存儲(chǔ)軟件Server軟件定義存儲(chǔ)軟件Server軟件定義存儲(chǔ)軟件InfiniBand/10G

18、E NetworkServerSAN網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬化是對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)及其組件（比如交換機(jī)、路由器等）進(jìn)行抽象，并從中分離網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的一種技術(shù)。采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以將多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)抽象為一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分割為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的控制模式，將網(wǎng)絡(luò)分為控制層和數(shù)據(jù)層。網(wǎng)絡(luò)的管理權(quán)限交給了控制層的控制器軟件，通過(guò)傳輸通道，統(tǒng)一下達(dá)命令給數(shù)據(jù)層設(shè)備，構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)虛擬化物理網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)控制層業(yè)務(wù)協(xié)同層開(kāi)放接口（Openflow/OVSDB/Netconf）開(kāi)放接口（RESTful/RPC）交換機(jī)路由器防火墻負(fù)載均衡運(yùn)維監(jiān)控控制器云平臺(tái)云數(shù)

19、據(jù)庫(kù)指被優(yōu)化或部署到一個(gè)虛擬計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)按需付費(fèi)、按需擴(kuò)展、高可用性云數(shù)據(jù)庫(kù)持續(xù)集成和持續(xù)交付(CI/CD)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用從代碼提交到線(xiàn)上部署自動(dòng)化開(kāi)發(fā)者服務(wù)指基于容器實(shí)現(xiàn)的Web中間件、消息中間件服務(wù)，用戶(hù)可以直接選用所需的中間件產(chǎn)品及服務(wù)中間件能力組件不再封閉，在PaaS平臺(tái)上提供通用/專(zhuān)用的能力組件通用/專(zhuān)用能力組件2.2.3云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-平臺(tái)層-云組件類(lèi)1234 服務(wù)層是指集成了企業(yè)應(yīng)用從開(kāi)發(fā)、運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)及配套的各種工具和能力的平臺(tái)環(huán)境，主要是面向外部用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)化的云計(jì)算服務(wù)，以便為客戶(hù)業(yè)務(wù)提供有效支撐。 服務(wù)層可以提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（P

20、aaS）、軟件即服務(wù)（SaaS）、數(shù)據(jù)即服務(wù)（DaaS），并提供相關(guān)的自動(dòng)化服務(wù)流程和服務(wù)接口。 2.2.4云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-服務(wù)層 四層兩域”中的“兩域”是指業(yè)務(wù)域和管理域。 業(yè)務(wù)域主要提供資源和服務(wù)，包括四層：基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)層、服務(wù)層及應(yīng)用層；管理域主要提供云計(jì)算服務(wù)的管理，包括云服務(wù)運(yùn)營(yíng)和云服務(wù)運(yùn)維、安全管理、集成管理等。 2.2.6云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-兩域云服務(wù)運(yùn)營(yíng)是圍繞云服務(wù)產(chǎn)品進(jìn)行的產(chǎn)品定義、銷(xiāo)售、運(yùn)營(yíng)等工作。首先以服務(wù)目錄的形式展現(xiàn)各類(lèi)云服務(wù)產(chǎn)品，并進(jìn)行產(chǎn)品申請(qǐng)、受理及交付，最后對(duì)用戶(hù)使用的產(chǎn)品按實(shí)際使用進(jìn)行計(jì)量或計(jì)次收費(fèi)。運(yùn)營(yíng)云服務(wù)運(yùn)維是指圍繞云數(shù)據(jù)中心及云服務(wù)產(chǎn)品的運(yùn)維管理工作，

21、包括資源池監(jiān)控和故障管理、日志管理、安全管理、部署和補(bǔ)丁管理。運(yùn)維云安全管理包括安全產(chǎn)品開(kāi)通、調(diào)度、服務(wù)編排，以及安全運(yùn)維功能，并實(shí)現(xiàn)與云管理平臺(tái)和SDN控制器的對(duì)接。安全質(zhì)量集成云計(jì)算服務(wù)集成管理云計(jì)算服務(wù)質(zhì)量管理云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)-管理云計(jì)算系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型2.3IaaS ( 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)) - 租用計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)計(jì)算資源PaaS (平臺(tái)即服務(wù)) - 在云上部署用戶(hù)創(chuàng)建的應(yīng)用軟件SaaS (軟件即服務(wù)) - 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用提供商的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)者服務(wù)網(wǎng)絡(luò)虛擬化服務(wù)器存儲(chǔ)運(yùn)行時(shí)環(huán)境中間件應(yīng)用軟件DaaS (數(shù)據(jù)即服務(wù)) - 通過(guò)數(shù)據(jù)提供服務(wù)的平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)2.3 云計(jì)算的業(yè)務(wù)模型IBMTextT

22、extText 云計(jì)算（IaaS）最早的起源于AWS（亞馬遜）的EC2（ ElasticComputeCloud ）產(chǎn)品，后隨著IBM-Google并行計(jì)算項(xiàng)目（2007年）將該類(lèi)服務(wù)定義為云計(jì)算而迅速發(fā)展普及。當(dāng)時(shí)IBM-Google并行計(jì)算項(xiàng)目還處于研究和科研用途，EC2已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)商業(yè)化的云計(jì)算產(chǎn)品了。亞馬遜的AWS系列產(chǎn)品包括了很多云計(jì)算服務(wù)，從而奠定了亞馬遜作為云計(jì)算市場(chǎng)領(lǐng)軍人物的地位。 隨著IaaS服務(wù)的興起，眾多廠(chǎng)商開(kāi)始參與到云計(jì)算行業(yè)的大軍，開(kāi)始通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供基于IaaS的包括服務(wù)器、操作系統(tǒng)、磁盤(pán)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)和/或信息資源等數(shù)據(jù)中心服務(wù)。IaaS起源和發(fā)展 IaaS（Inf

23、rastructure as a Service），將基礎(chǔ)架構(gòu)資源以服務(wù)的形式交付IBM-Google并行計(jì)算項(xiàng)目2.3.1云計(jì)算的業(yè)務(wù)模型-IaaS起源及發(fā)展云運(yùn)維云監(jiān)控云安全DDoS防護(hù)入侵檢測(cè)應(yīng)用防護(hù)漏洞檢測(cè)彈性計(jì)算云主機(jī)彈性伸縮云存儲(chǔ)對(duì)象存儲(chǔ)存儲(chǔ)備份彈性塊存儲(chǔ)云網(wǎng)絡(luò)彈性公網(wǎng)IPVPN彈性負(fù)載均衡IaaS可提供彈性計(jì)算能力、云存儲(chǔ)、云網(wǎng)絡(luò)、安全、云監(jiān)控等軟硬件服務(wù)能力典型的IaaS服務(wù) 主流IaaS服務(wù)提供商2.3.1云計(jì)算的業(yè)務(wù)模型-IaaS提供的服務(wù)我需要一臺(tái)服務(wù)器，給我配兩個(gè)CPU，16G內(nèi)存，100G硬盤(pán)再加四塊網(wǎng)卡云數(shù)據(jù)中心我需要10臺(tái)虛擬機(jī)，2CPU，8G內(nèi)存，50G硬盤(pán)2.

24、3.1云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-IaaS服務(wù)舉例 隨著云計(jì)算時(shí)代的來(lái)臨，虛擬化管理平臺(tái) 逐步走向開(kāi)放平臺(tái)架構(gòu)，多種廠(chǎng)家的虛擬機(jī)可以在開(kāi)放的平臺(tái)架構(gòu)下共存，不同的應(yīng)用廠(chǎng)商可以基于開(kāi)放平臺(tái)架構(gòu)不斷的豐富云應(yīng)用。一時(shí)多種開(kāi)源架構(gòu)興起如OpenNebula、Eucalyptus、CloudStack、OpenStack等，隨著社區(qū)活躍度和云計(jì)算主流廠(chǎng)商的技術(shù)選擇，Openstack成為主流的開(kāi)源架構(gòu)。OpenStack是什么?OpenStack是由Rackspace和美國(guó)宇航局NASA在2010年發(fā)起的開(kāi)源項(xiàng)目Rackspace當(dāng)時(shí)推出了云主機(jī)和云存儲(chǔ)服務(wù)，但競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)Amazon，于是開(kāi)源了云存儲(chǔ)NASA提供了

25、Nova的初始代碼，NASA不想花精力維護(hù)代碼，于是和Rackspace合作開(kāi)源。2.3.1云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-IaaS-Openstack開(kāi)源架構(gòu)Openstack項(xiàng)目是由美國(guó)國(guó)家航天局(NASA）和RackSpace合作發(fā)起的云計(jì)算開(kāi)源軟件，提供計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)等資源的管理調(diào)度功能。2010年6月以Apache許可證開(kāi)源。2012年成立OpenStack Foundation負(fù)責(zé)社區(qū)的管理和日常工作。目前社區(qū)已有來(lái)自187個(gè)國(guó)家的82000多名注冊(cè)會(huì)員，有660多個(gè)公司參與支持OpenStack社區(qū)。OpenStack開(kāi)源社區(qū)的組件已經(jīng)比較完善目前OpenStack生態(tài)系統(tǒng)除了包括Nova(計(jì)

26、算資源管理)、Swift（對(duì)象存儲(chǔ)管理）、Glance（鏡像管理）、Cinder（塊存儲(chǔ)管理）和Neutron（網(wǎng)絡(luò)管理）外，還包括KeyStone(認(rèn)證管理）、Horizon（管理Portal）、Heat（流程管理）和Ceiiometer(監(jiān)控計(jì)量管理）等組件以及一系列孵化項(xiàng)目和工具。OpenStack已經(jīng)成為云計(jì)算IaaS服務(wù)的參考實(shí)現(xiàn)。芯片廠(chǎng)商，虛擬化平臺(tái)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)，集成服務(wù)商，運(yùn)營(yíng)商積極參與OpenStack社區(qū)，形成較為完備的開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)。OpenStack開(kāi)源項(xiàng)目介紹AustinBexarCactusDiabloEssexFolsomGrizzlyHavanaI

27、cehouseJunoKiloLibertyMitakaNewtonOcataPikeQueensOctober 2010Nova, SwiftOpenStack版本發(fā)展（經(jīng)歷了17個(gè)版本，版本以開(kāi)峰會(huì)地名命名 ）February 2018Nova, Glance, Swift, Horizon, Keystone, Neutron, Cinder, Heat, Ceilometer, Trove, Sahara, Ironic, Zaqar, Manila, Designate, Barbican, Searchlight, Magnum, aodh, cloudkitty, congres

28、s, freezer, mistral, monasca-api, monasca-log-api, murano, panko, senlin, solum, tacker, vitrage, Watcher, blazar, ceilometer-powervm, karbor, octavia, storlets, tricircle, zun2個(gè)組件！40個(gè)組件Openstack 開(kāi)源項(xiàng)目版本 OpenStack生態(tài)圈社區(qū)組成：個(gè)人會(huì)員、企業(yè)會(huì)員（白金會(huì)員、黃金會(huì)員、企業(yè)贊助會(huì)員、支持組織）基金會(huì)管理機(jī)構(gòu)：技術(shù)委員會(huì)、董事會(huì)、用戶(hù)委員會(huì)基金會(huì)董事：白金會(huì)員任命、黃金會(huì)員競(jìng)選、個(gè)人會(huì)員投

29、票當(dāng)前的白金會(huì)員Openstack 生態(tài)圈 OpenStack核心項(xiàng)目計(jì)算服務(wù)（Nova、Ironic）存儲(chǔ)服務(wù)（Swift、Cinder）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（Neutron）公共服務(wù)（Keystone、Glance）資源編排（Heat）Web前端（Horizon）Openstack 架構(gòu)Ceph是一個(gè) Linux PB 級(jí)分布式文件系統(tǒng)。起源于加州大學(xué)Santa Cruz分校的Sage Weil專(zhuān)為博士論文設(shè)計(jì)的新一代自由軟件分布式文件系統(tǒng)。在2006年的OSDI學(xué)術(shù)會(huì)議上，Sage發(fā)表了介紹Ceph的論文，Ceph開(kāi)始廣為人知。Ceph是一種為優(yōu)秀的性能、可靠性和可擴(kuò)展性而設(shè)計(jì)的統(tǒng)一的、分布式文件系

30、統(tǒng)。參加Cpeh的生態(tài)系統(tǒng)的廠(chǎng)商或組織帶有明顯的云計(jì)算氣息。Ceph已經(jīng)成為OpenStack社區(qū)中呼聲最高的開(kāi)源存儲(chǔ)方案之一。Ceph是一個(gè)可靠地、自動(dòng)重均衡、自動(dòng)恢復(fù)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，利用一個(gè)分布式集群來(lái)提供對(duì)象，塊和文件存儲(chǔ)的統(tǒng)一存儲(chǔ)平臺(tái)。Ceph系統(tǒng)分為四個(gè)層次：基礎(chǔ)存儲(chǔ)系統(tǒng)RADOS，即可靠的、自動(dòng)化的、分布式的對(duì)象存儲(chǔ)?；A(chǔ)庫(kù)librados對(duì)RADOS進(jìn)行抽象和封裝，并向上層提供API。高層應(yīng)用接口包括了三個(gè)部分：RADOS GW、 RBD和Ceph FS，其作用是在librados庫(kù)的基礎(chǔ)上提供抽象層次更高、更便于應(yīng)用或客戶(hù)端使用的上層接口。應(yīng)用層是不同場(chǎng)景下對(duì)于Ceph各個(gè)應(yīng)

31、用接口的各種應(yīng)用方式。補(bǔ)充：Ceph開(kāi)源項(xiàng)目介紹PaaS起源Amazon把最初為了自己公司的運(yùn)營(yíng)用的構(gòu)筑起來(lái)的系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行出租，用戶(hù)可以自由選擇操作系統(tǒng)和中間軟件，以這樣的方式提供硬件以及軟件平臺(tái)作為服務(wù)Amazon從2006年將此作為服務(wù)推向市場(chǎng)谷歌2008年4月發(fā)表了PaaS服務(wù)GAEGoogleAppEngine，GAE和Amazon的平臺(tái)服務(wù)擁有相似的功能。這成為了PaaS最早的起源。Salesforce2007年用Force這個(gè)名稱(chēng)開(kāi)始進(jìn)入PaaS業(yè)務(wù)。他所提供的PaaS服務(wù)里采用Java類(lèi)似的語(yǔ)言Apex以及Eclipse開(kāi)發(fā)平臺(tái)，整合的開(kāi)發(fā)環(huán)境也作為服務(wù)進(jìn)行提供。(Develo

32、pmentasaService)。 Platform as a Service，PaaS，將支撐平臺(tái)以服務(wù)的形式交付2.3.2云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-PaaS的起源Kubernetes (K8s) 是 Google 在 2014 年發(fā)布的一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，Kubernetes作為容器集群管理工具，于2015年7月22日正式對(duì)外公布v 1.0版本。 已有Red Hat、VMware、Canonical 等很多有影響力的公司加入到Kubernetes開(kāi)發(fā)和推廣的陣營(yíng)。谷歌聯(lián)合Linux基金會(huì)及其他合作伙伴共同成立了CNCF基金會(huì)，并將Kuberentes 作為首個(gè)編入CNCF管理體系的開(kāi)源項(xiàng)目，助力容器技術(shù)生

33、態(tài)的發(fā)展進(jìn)步。目前 Kubernetes 已經(jīng)成為發(fā)展最快、市場(chǎng)占有率最高的容器編排引擎產(chǎn)品。Kubernetes 已成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)容器編排解決方案。Google、MS Azure、AWS直接提供了kubernetes解決方案。 Kubernetes已成為了AWS、Oracle、微軟、Vmware等的首選編排工具。Kubernetes是一個(gè)分布式系統(tǒng)，采用Master-Slave結(jié)構(gòu)。Kubernetes將集群中的機(jī)器劃分為一個(gè)Master節(jié)點(diǎn)和一群工作節(jié)點(diǎn)（Node）。Master節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行著集群管理相關(guān)的一組進(jìn)程etcd、API Server、Controller Manager、Sched

34、uler，后三個(gè)組件構(gòu)成了Kubernetes的總控中心。在每個(gè)Node上運(yùn)行Kubelet、Proxy、Docker daemon三個(gè)組件，負(fù)責(zé)對(duì)本節(jié)點(diǎn)上的Pod的生命周期進(jìn)行管理，以及實(shí)現(xiàn)服務(wù)代理的功能。補(bǔ)充：Kubernetes開(kāi)源項(xiàng)目介紹容器型Paas：Kubernetes、Mesos、Docker Swarm等容器編排引擎，這一代的平臺(tái)是面向云原生應(yīng)用、基于分布式和容器，天然支持微服務(wù)谷歌GAE和AWS Elastic Beanstalk，對(duì)底層基礎(chǔ)架構(gòu)依賴(lài)更低，支持容器和更自由的環(huán)境配置，同時(shí)更好的支持微服務(wù)，并鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)者構(gòu)建自己的持續(xù)交付的工作流程。Cloud Foundry （

35、DEA版本） ，可以簡(jiǎn)單的自定義環(huán)境，包括云端構(gòu)建，也開(kāi)始支持多服務(wù)的應(yīng)用程序早期的Heroku，嚴(yán)格限定運(yùn)行環(huán)境，與平臺(tái)緊耦合PaaS（ Platform as a Service）將支撐平臺(tái)以服務(wù)的形式交付。 傳統(tǒng)的PaaS 可以稱(chēng)為應(yīng)用級(jí) PaaS，關(guān)注的是應(yīng)用程序的部署運(yùn)行，隨著技術(shù)的演進(jìn)發(fā)展基于容器的PaaS可以稱(chēng)為容器 PaaS或者 CaaS，向開(kāi)發(fā)者提供CI/CD（持續(xù)開(kāi)發(fā)、持續(xù)集成）的能力。12342.3.2云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-PaaS的起源與發(fā)展我需要一臺(tái)能夠支持2000人同時(shí)在線(xiàn)工作的開(kāi)發(fā)環(huán)境PaaS提供應(yīng)用的部署運(yùn)行平臺(tái)PaaS提供高效DevOps開(kāi)發(fā)環(huán)境，構(gòu)建應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)

36、測(cè)試環(huán)境、部署工具、運(yùn)行平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、緩存、容器管理等。2.3.2云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-PaaS提供的服務(wù)計(jì)算能力正在成為一種生產(chǎn)能力，而數(shù)據(jù)正在成為最大的生產(chǎn)資料。在新能源時(shí)代里，核心的資源不再是石油，而是數(shù)據(jù)。DaaS（ Data as a Service）數(shù)據(jù)即服務(wù)可以為政府、企業(yè)提供數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)資源融合，創(chuàng)新數(shù)據(jù)價(jià)值。源系統(tǒng)公積金金字工程社保系統(tǒng)醫(yī)療系統(tǒng)智慧城市應(yīng)用公積金查詢(xún)納稅查詢(xún)社保信息查詢(xún)網(wǎng)上掛號(hào)智慧城市DaaS平臺(tái)數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)接口去政府部門(mén)辦事、只跑一次就好2.3.3云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-DaaSSaaS概念起源于1999年之前。2000年12月，貝內(nèi)特等人

37、指出“SaaS將在市場(chǎng)上獲得接受”?！败浖捶?wù)”的用法和簡(jiǎn)稱(chēng)始于刊登在2001年2月SIIA的白皮書(shū) “戰(zhàn)略背景：軟件即服務(wù)”。最早應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的是salesforce公司提出的SaaS 并運(yùn)用于CRM行業(yè)。它是一種通過(guò)Internet提供軟件的模式，廠(chǎng)商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，客戶(hù)可以根據(jù)自己實(shí)際需求，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向廠(chǎng)商定購(gòu)所需的應(yīng)用軟件服務(wù)，按定購(gòu)的服務(wù)多少和時(shí)間長(zhǎng)短向廠(chǎng)商支付費(fèi)用，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得廠(chǎng)商提供的服務(wù)。SaaS起源SaaS（Software as a Service）將軟件以服務(wù)的形式交付2.3.4云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-SaaS起源與發(fā)展給我來(lái)個(gè)銷(xiāo)售系統(tǒng)，我也不懂要什么配置，

38、我有500個(gè)sales。SaaS提供的服務(wù)可分為兩類(lèi)：為滿(mǎn)足垂直行業(yè)需求的SaaS，如金融、房地產(chǎn)、教育、醫(yī)療、電商等專(zhuān)注于某一個(gè)軟件類(lèi)別，例如銷(xiāo)售管理、營(yíng)銷(xiāo)管理、人力資源管理、客戶(hù)管理、協(xié)同OA、ERP、商業(yè)智能、云存儲(chǔ)等垂直SaaS通用SaaS2.3.4云計(jì)算業(yè)務(wù)模型-SaaS提供的服務(wù)云計(jì)算系統(tǒng)部署模型2.4公有云 - 云計(jì)算運(yùn)營(yíng)商擁有超大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施，對(duì)外提供云服務(wù)私有云 - 企業(yè)自己擁有的云數(shù)據(jù)中心，獨(dú)享云服務(wù)公司A公司B公司C公有云個(gè)人A個(gè)人B公司總部人力資源部門(mén)市場(chǎng)部門(mén)企業(yè)私有云分公司混合云 企業(yè)擁有自己的私有云，同時(shí)使用公有云的資源來(lái)共同承載企業(yè)業(yè)務(wù)企業(yè)私有云公有云混合云應(yīng)用應(yīng)

39、用應(yīng)用云計(jì)算的部署模型根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景可分為私有云、公有云及混合云三種。2.4云計(jì)算的部署模型公有云資源（如云主機(jī)、云存儲(chǔ)等）由第三方云服務(wù)提供商擁有和運(yùn)營(yíng)，資源通過(guò) Internet 提供，所有硬件、軟件和其他支持性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)均為云提供商所擁有和管理。無(wú)需維護(hù)高縮放性2.4.1云計(jì)算部署模型-公有云企業(yè)上云意愿逐步增強(qiáng)，美國(guó)80%企業(yè)已使用云計(jì)算，全球公有云市場(chǎng)保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)中國(guó)公有云市場(chǎng)持續(xù)高速增長(zhǎng)，企業(yè)接受度也持續(xù)增長(zhǎng)中國(guó)公有云市場(chǎng)增速是全球市場(chǎng)兩倍，2017年利好政策頻出加速行業(yè)發(fā)展國(guó)內(nèi)公有云市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)（單位：億元）數(shù)據(jù)來(lái)源：Gartner，2018年1月企業(yè)上云意愿增強(qiáng)，全球公有云市場(chǎng)

40、持續(xù)增長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)源：Gartner，2018年1月全球公有云市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)（單位：百萬(wàn)美元）2.4.1云計(jì)算部署模型-公有云市場(chǎng)規(guī)模私有云由專(zhuān)供一個(gè)企業(yè)或組織使用的云計(jì)算資源構(gòu)成。服務(wù)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)始終在私有網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行維護(hù)，硬件和軟件專(zhuān)供組織使用?？墒菇M織更加方便地自定義資源，從而滿(mǎn)足特定的 IT 需求。私有云的使用對(duì)象通常為政府機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)以及其他具備業(yè)務(wù)關(guān)鍵性運(yùn)營(yíng)且希望對(duì)環(huán)境擁有更大控制權(quán)的中型到大型組織。靈活性更高安全性更高縮放性更高2.4.2云計(jì)算部署模型-私有云中國(guó)私有云市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)公有云市場(chǎng)，并保持穩(wěn)步增長(zhǎng)，已經(jīng)成為各類(lèi)型云服務(wù)廠(chǎng)商競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)54中國(guó)私有云市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)公有云市場(chǎng)，且持續(xù)穩(wěn)

41、步增長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)私有云發(fā)展報(bào)告，中國(guó)信通院， 2018年3月中國(guó)企業(yè)公有云接受程度增幅超過(guò)私有云，私有云接受程度小幅提升。2.4.2云計(jì)算部署模型-私有云市場(chǎng)規(guī)模公有云前期投入大，規(guī)模效應(yīng)產(chǎn)生后收益將線(xiàn)性增長(zhǎng)。私有云盈利周期短前期收益高，但標(biāo)準(zhǔn)化程度低無(wú)法規(guī)模化運(yùn)營(yíng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，私有云市場(chǎng)將逐漸飽和，公有云規(guī)模效應(yīng)日益凸顯，將成為未來(lái)云計(jì)算市場(chǎng)的主流差異點(diǎn)公有云私有云合同形式租用制（產(chǎn)品化程度不明顯）項(xiàng)目制（產(chǎn)品化程度高）標(biāo)準(zhǔn)化程度高，自服務(wù)，定制化少低，定制化服務(wù)建設(shè)模式投入成本設(shè)計(jì)建設(shè)機(jī)房，提供客戶(hù)租用利用客戶(hù)資金或客戶(hù)自建盈利模式后續(xù)收取租用費(fèi)用（單個(gè)訂單收費(fèi)較低）項(xiàng)目制收取一次型費(fèi)

42、用+后續(xù)管理費(fèi)用（單筆訂單收費(fèi)高）周期5-10年后規(guī)模效應(yīng)盈利一項(xiàng)一結(jié)，盈利周期短云服務(wù)商成本費(fèi)用高昂（需建設(shè)機(jī)房）低廉運(yùn)營(yíng)模式規(guī)?；?wù)、長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)回收成本，后續(xù)運(yùn)營(yíng)成本較少，后期維護(hù)以開(kāi)發(fā)和集成工作為主 定制化服務(wù)，無(wú)法形成規(guī)模效益用戶(hù)關(guān)注點(diǎn)價(jià)格敏感，使用便捷可控性強(qiáng)，安全性好客戶(hù)群體中小型傳統(tǒng)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及個(gè)人政企大客戶(hù)宣傳途徑線(xiàn)上宣傳線(xiàn)下宣傳收益時(shí)間前期投入成本0公有云私有云公有云與私有云投資收益趨勢(shì)云計(jì)算部署模型-公有云與私有云比較將私有云與公有云相結(jié)合，數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序可在私有云和公有云之間移動(dòng)。在公有云和私有云之間靈活地調(diào)動(dòng)資源，對(duì)于大批量和低安全性需求可使用公有云，對(duì)于敏感性和

43、業(yè)務(wù)關(guān)鍵型運(yùn)作可使用私有云。 優(yōu)勢(shì)控制性 組織可針對(duì)敏感資產(chǎn)維持私有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。靈活性 需要時(shí)可利用公有云中的其他資源。成本效益 具備擴(kuò)展至公有云的能力，因此可僅在需要時(shí)支付額外的計(jì)算能力。容易輕松 無(wú)需費(fèi)時(shí)費(fèi)力即可轉(zhuǎn)換至云，因?yàn)榭筛鶕?jù)時(shí)間按工作負(fù)荷逐步遷移。2.4.3云計(jì)算部署模型-混合云云計(jì)算開(kāi)源與標(biāo)準(zhǔn)2.5 云計(jì)算開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)植根于傳統(tǒng)Linux開(kāi)源軟件社區(qū)。2003年之后，以Xen、Hadoop、OpenStack為代表的云計(jì)算開(kāi)源軟件誕生并成為主流。2009年之后BackBlaze、Open Compute開(kāi)源硬件系統(tǒng)成為帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的另一只力量，2010年Openstack誕生，7年的時(shí)

44、發(fā)展為為一個(gè)優(yōu)秀的開(kāi)源架構(gòu)平臺(tái)，而且還帶動(dòng)了開(kāi)源 SDN 和 SDS 的快速發(fā)展，促成了 OpenFlow 成為標(biāo)準(zhǔn) SDN 協(xié)議之一以及 Ceph 成為主流分布式存儲(chǔ)。服務(wù)器虛擬化并行計(jì)算文件系統(tǒng)對(duì)象存儲(chǔ)分布式塊存儲(chǔ)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)大數(shù)據(jù)NoSQL彈性IP彈性負(fù)載均衡虛擬防火墻存儲(chǔ)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)/大數(shù)據(jù)云計(jì)算PAAS和能力中間件云計(jì)算運(yùn)營(yíng)管理云計(jì)算應(yīng)用資源池管理管理域業(yè)務(wù)域BackBlazeOpen Compute天蝎ActiveMQSugarCRMJoomlaOpenERPGangliaKeystoneCAS云計(jì)算開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)云計(jì)算發(fā)展初期，眾多廠(chǎng)商圍繞云計(jì)算開(kāi)發(fā)出大量的產(chǎn)品，基于云計(jì)

45、算的解決方案也在多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始實(shí)施，然而云服務(wù)的多樣性以及資源平臺(tái)的異構(gòu)性為不同云之間的互聯(lián)互通帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，如果云計(jì)算要成為像電信、電力這樣的公共服務(wù)行業(yè)，形成巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化是必然的選擇。針對(duì)云計(jì)算中的各個(gè)關(guān)鍵層面制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，成為屏蔽云服務(wù)多樣性和資源異構(gòu)性，搭建一個(gè)互聯(lián)互通、安全可靠云計(jì)算環(huán)境的必要條件。云計(jì)算業(yè)務(wù)的開(kāi)展形式不統(tǒng)一具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架不統(tǒng)一平臺(tái)和服務(wù)的技術(shù)接口不統(tǒng)一不同公司采用不同的技術(shù)方案，不同廠(chǎng)商設(shè)備之間不互聯(lián)互通各個(gè)企業(yè)推出各自的平臺(tái)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，使得眾多云平臺(tái)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展和云服務(wù)用戶(hù)的利益得不到保障云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的背景國(guó)際上已經(jīng)有30多個(gè)標(biāo)

46、準(zhǔn)組織和協(xié)會(huì)加入云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的制定行列，并且這個(gè)數(shù)字還在不斷增加。這些標(biāo)準(zhǔn)組織和協(xié)會(huì)從各個(gè)角度開(kāi)展云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化工作，大致可分為3種類(lèi)型：傳統(tǒng)IT標(biāo)準(zhǔn)組織或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化的新興標(biāo)準(zhǔn)組織傳統(tǒng)電信或互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)組織DMTF、SNIA、OASIS等知名標(biāo)準(zhǔn)化組織和協(xié)會(huì)，在其已有標(biāo)準(zhǔn)化工作的基礎(chǔ)上，開(kāi)展云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)工作研制。其中DMTF提出了VMAN虛擬化管理標(biāo)準(zhǔn)；SINA發(fā)布了“云數(shù)據(jù)管理接口”文檔CDMI，邁出了云存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化工作重要的一步；OASIS成立了云身份技術(shù)委員會(huì)，以解決由云計(jì)算身份管理帶來(lái)的安全挑戰(zhàn)。以ISO，IEEE、 ITU、NIST、ETSI為代表的傳統(tǒng)電信或互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)組

47、織。ISO/IEC JTC1/SC38與共同ITU-T SG13成立了聯(lián)合工作組共同推進(jìn)云計(jì)算概述和詞匯和云計(jì)算參考架構(gòu)兩項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。以CSA，CSCC、OCC、CNCF等為代表的專(zhuān)門(mén)致力于進(jìn)行云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化的新興標(biāo)準(zhǔn)組織。主要從某一方面入手，開(kāi)展云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)研制，其中CSA致力于在云計(jì)算環(huán)境下為業(yè)界提供最佳安全解決方案，推出了CSA STAR云安全認(rèn)證；CSCC發(fā)布的“云計(jì)算實(shí)用指南”涵蓋了企業(yè)顧問(wèn)、廠(chǎng)商和最終用戶(hù)在部署云計(jì)算方面的最佳實(shí)踐；OCC致力于提升在地理位置上彼此獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)和計(jì)算云的性能，加強(qiáng)開(kāi)放架構(gòu)讓計(jì)算云通過(guò)實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互操作；CNCF的成員代表了容器、云計(jì)算技術(shù)、I

48、T 服務(wù)和終端用戶(hù)，共同營(yíng)造全球云原生生態(tài)系統(tǒng)，維護(hù)和集成開(kāi)源技術(shù)，支持容器化編排的微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用。2.5.1國(guó)際云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀方面內(nèi)容簡(jiǎn)介應(yīng)用場(chǎng)景和案例分析對(duì)目前已有的案例和場(chǎng)景從多角度進(jìn)行分類(lèi)和總結(jié)通用和基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)旨在對(duì)云計(jì)算一些基礎(chǔ)共性的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，包括云計(jì)算術(shù)語(yǔ)、云計(jì)算基本參考模型、云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化指南等?；ゲ僮骱涂梢浦矘?biāo)準(zhǔn)以構(gòu)建互連互通、高效穩(wěn)定的云計(jì)算環(huán)境為目標(biāo)，對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層的核心技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范。服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)云服務(wù)生命周期管理的各個(gè)階段，覆蓋服務(wù)交付、服務(wù)水平協(xié)議、服務(wù)計(jì)量、服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)運(yùn)維和運(yùn)營(yíng)、服務(wù)管理、服務(wù)采購(gòu)，包括云服務(wù)通用要求、云服務(wù)級(jí)別協(xié)議規(guī)范、云服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指南、云運(yùn)維服務(wù)規(guī)范、云服務(wù)采購(gòu)規(guī)范等。安全標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全和傳輸安全、跨云的身份鑒別、訪(fǎng)間控制、安全審計(jì)等方面。通過(guò)對(duì)