信息技術(shù)導(dǎo)論-云計(jì)算與分布式

云計(jì)算與分布式6.1云計(jì)算概述6.3云計(jì)算的應(yīng)用本章內(nèi)容6.2云計(jì)算技術(shù)

理解云計(jì)算的概念教學(xué)目標(biāo)了解云計(jì)算的分類與特征了解虛擬化技術(shù)了解分布式存儲(chǔ)技術(shù)

熟悉云計(jì)算的應(yīng)用6.1云計(jì)算概述

6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.1云計(jì)算的定義云計(jì)算是一種資源的服務(wù)模式，是一種新興的IT服務(wù)模式，能通過互聯(lián)網(wǎng)將資源（網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算資源、服務(wù)器、應(yīng)用等）按需提供給用戶，用戶可以像水電一樣按需購(gòu)買，提高了用戶體驗(yàn)降低成本。6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.1云計(jì)算的定義美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究（NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）對(duì)云計(jì)算定義：云計(jì)算是一種無處不在、便捷且按需對(duì)一個(gè)共享的可配置計(jì)算資源（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用和服務(wù)）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問的模式，它能夠通過最少量的管理以及與服務(wù)提供商的互動(dòng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的迅速供給和釋放。6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.1云計(jì)算的定義維基百科對(duì)云計(jì)算定義：是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算，在其中共享的資源、軟件和信息以一種按需的方式提供給計(jì)算機(jī)和設(shè)備。6.1云計(jì)算概述

第六章

云計(jì)算的分類主要是基于云服務(wù)類型進(jìn)行分類的

6.1.2云計(jì)算的分類與特征云服務(wù)模式主要有三種，分別為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService，IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PlatformasaService，PaaS）、軟件即服務(wù)（SoftwareasaService，SaaS）6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.2云計(jì)算的分類與特征6.1云計(jì)算概述

第六章

IaaS

6.1.2云計(jì)算的分類與特征IaaS為用戶提供IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，提供計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等服務(wù)。IaaS將IT基礎(chǔ)設(shè)施以服務(wù)的形式提供給用戶，用戶根據(jù)需求支付具體費(fèi)用，云服務(wù)器商將多種硬件資源（內(nèi)存、設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力等）整合起來，形成一個(gè)虛擬的資源池為用戶提供基礎(chǔ)存儲(chǔ)運(yùn)算等服務(wù)，用戶可以支付廉價(jià)的費(fèi)用，獲取所需的服務(wù)，減少了許多硬件開銷，例如云服務(wù)器、云存儲(chǔ)設(shè)備等。6.1云計(jì)算概述

第六章

IaaS

6.1.2云計(jì)算的分類與特征IT基礎(chǔ)設(shè)施主要包括硬件環(huán)境（如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)等）、基礎(chǔ)軟件（如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等）和IT系統(tǒng)的硬件環(huán)境和基礎(chǔ)軟件共同構(gòu)成的基本平臺(tái)。IT基礎(chǔ)設(shè)施資源主要包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源及基礎(chǔ)軟件資源，其中服務(wù)器設(shè)備提供的計(jì)算服務(wù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間提供的存儲(chǔ)服務(wù)，操作系統(tǒng)、通用中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)軟件。通常云服務(wù)提供商以產(chǎn)品形式提供IaaS服務(wù)6.1云計(jì)算概述

第六章

PaaS

6.1.2云計(jì)算的分類與特征PaaS提供了應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，它一般指的就是中間件平臺(tái)，把應(yīng)用平臺(tái)（如J2EE、BPM、ESB、PortalServer等）進(jìn)行抽象，進(jìn)行平臺(tái)虛擬化，把應(yīng)用平臺(tái)作為一個(gè)資源池進(jìn)行管理分配，形成共享平臺(tái)或是應(yīng)用平臺(tái)資源池。PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶，因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。6.1云計(jì)算概述

第六章

PaaS

6.1.2云計(jì)算的分類與特征PaaS將開發(fā)的環(huán)境作為一種服務(wù)提供給個(gè)人或者企業(yè)的一種服務(wù)。云服務(wù)提供商將開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺(tái)等提供給用戶，個(gè)人或企業(yè)利用這一有效的平臺(tái)定制、開發(fā)適合自己的應(yīng)用程序進(jìn)行使用或者傳送給其他用戶。如百度應(yīng)用引擎是國(guó)內(nèi)商業(yè)運(yùn)營(yíng)時(shí)間最久的PaaS平臺(tái)，支持PHP/Java/Node.js/Python等各種應(yīng)用，用戶只需上傳應(yīng)用代碼，平臺(tái)就自動(dòng)為其完成運(yùn)行環(huán)境配置、應(yīng)用部署、均衡負(fù)載、資源監(jiān)控、日志收集等各項(xiàng)工作，大大簡(jiǎn)化部署運(yùn)維工作。6.1云計(jì)算概述

第六章

SaaS

6.1.2云計(jì)算的分類與特征SaaS是將特定的應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù)。它是通過Internet方式提供軟件的模式，用戶無需購(gòu)買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。6.1云計(jì)算概述

第六章

SaaS

6.1.2云計(jì)算的分類與特征SaaS是云服務(wù)提供商針對(duì)不同企業(yè)開發(fā)的，并將應(yīng)用軟件部署在云端，用戶只要按照自身的應(yīng)用需求利用互聯(lián)網(wǎng)向廠商租、購(gòu)應(yīng)用軟件服務(wù)即可，用戶通過接入互聯(lián)網(wǎng)的終端，就可以隨時(shí)隨地使用軟件，而且免去了軟、硬件等的維護(hù)費(fèi)用。常見的SaaS軟件服務(wù)通常是指一些特定的管理系統(tǒng)，如ERP（EnterpriseResourcePlanning，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）、CRM（CustomerRelationshipManagement，客戶關(guān)系管理系統(tǒng)）、OA（OfficeAutomation，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)）等。6.1云計(jì)算概述

第六章

云計(jì)算的特征

6.1.2云計(jì)算的分類與特征6.1云計(jì)算概述

第六章

云計(jì)算的特征

6.1.2云計(jì)算的分類與特征6.1云計(jì)算概述

第六章

云計(jì)算的特征

6.1.2云計(jì)算的分類與特征1.超大規(guī)模2.高可靠性3.多租戶隔離4.彈性擴(kuò)展5.按需服務(wù)6.資源可監(jiān)控計(jì)量7.低成本6.1云計(jì)算概述

第六章

云計(jì)算的部署模式分為公有云、私有云、混合云和行業(yè)云。

6.1.3云計(jì)算的部署6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.3云計(jì)算的部署公有云指的是第三方提供商為用戶提供的云服務(wù)，而用戶只需要通過Internet方式，就能使用它了。公有云一般是價(jià)格低廉的或免費(fèi)的。公有云是云計(jì)算的主要形態(tài)，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展很好，主要的形式有：政府主導(dǎo)的地方云計(jì)算平臺(tái)，如重慶的在岸和離岸數(shù)據(jù)中心，北京“祥云”計(jì)劃等；互聯(lián)網(wǎng)巨頭公有云平臺(tái)如騰訊云等；傳統(tǒng)的電信基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商如電信、移動(dòng)、聯(lián)通等。6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.3云計(jì)算的部署如果企業(yè)使用自建的私有云，完全可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行定制開發(fā)，滿足其特殊的業(yè)務(wù)需求。私有云是企業(yè)客戶單獨(dú)使用，它對(duì)數(shù)據(jù)的安全性和隔離性要求很高。企業(yè)一般有自己的基礎(chǔ)設(shè)施，部署和配置企業(yè)內(nèi)部需要的應(yīng)用程序。私有云有如下特點(diǎn)：（1）支持定制和遺留應(yīng)用。（2）不影響現(xiàn)IT管理的流程。6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.3云計(jì)算的部署混合云既包括了公有云也包括了私有云，它提供的服務(wù)可以供別人使用，也可以為自己使用，混合云的部署方式對(duì)提供者要求很高。架構(gòu)復(fù)雜“混合云=公有云+私有云”，企業(yè)需要協(xié)調(diào)兩朵云之間的協(xié)作關(guān)系，決策什么業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)該放置什么云上。隨著業(yè)務(wù)的開展，數(shù)據(jù)可能還需要在兩朵云之間遷移切換。當(dāng)涉及到容災(zāi)備份等數(shù)據(jù)冗余時(shí)，架構(gòu)的復(fù)雜性也會(huì)帶來新的挑戰(zhàn)。6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.3云計(jì)算的部署行業(yè)云由行業(yè)內(nèi)或某個(gè)區(qū)域內(nèi)起主導(dǎo)作用或者掌握關(guān)鍵資源的組織建立和維護(hù)，以公開或者半公開的方式，向行業(yè)內(nèi)部或相關(guān)組織和公眾提供有償或無償服務(wù)的云平臺(tái)，如金融云、政務(wù)云、醫(yī)療云、衛(wèi)生云等。6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.4云計(jì)算的相關(guān)概念數(shù)據(jù)中心（DataCenter，DC），指的是一整套復(fù)雜的設(shè)施。它不僅僅包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其它與之配套的設(shè)備（如通信、存儲(chǔ)系統(tǒng)等），還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置1.數(shù)據(jù)中心6.1云計(jì)算概述

第六章

6.1.4云計(jì)算的相關(guān)概念云產(chǎn)品類型繁多，能為各行各業(yè)提供服務(wù)。常見云產(chǎn)品有云服務(wù)器、云網(wǎng)絡(luò)、云數(shù)據(jù)庫(kù)、云安全、大數(shù)據(jù)、人工智能等產(chǎn)品。2.云產(chǎn)品

6.2云計(jì)算技術(shù)計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.1虛擬化技術(shù)虛擬化技術(shù)作為云計(jì)算的基礎(chǔ)，作為云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)之一，企業(yè)可以利用虛擬化技術(shù)創(chuàng)建私有云、公共云和混合云基礎(chǔ)架構(gòu)。虛擬化技術(shù)主要解決高性能的物理硬件產(chǎn)能過剩和老舊硬件產(chǎn)能過低的重構(gòu)重用等問題，它能夠使底層物理硬件透明化，提高物理硬件利用率。虛擬化技術(shù)目前主要應(yīng)用在CPU、操作系統(tǒng)、服務(wù)器等多個(gè)方面，是提高云服務(wù)效率的最佳解決方案。計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.1虛擬化技術(shù)在虛擬化技術(shù)中，被虛擬的實(shí)體是各種各樣的IT資源。如果按照這些資源的類型分類，虛擬化可以分為計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化。1.計(jì)算虛擬化計(jì)算虛擬化技術(shù)可以將單個(gè)CPU模擬為多個(gè)虛擬CPU（即vCPU），允許在一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而不相互影響，也就是計(jì)算虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算單元的模擬和這些被模擬出來的計(jì)算單元的隔離。計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.1虛擬化技術(shù)計(jì)算虛擬化又分為服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化、應(yīng)用虛擬化。服務(wù)器虛擬化是將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于服務(wù)器，將一臺(tái)服務(wù)器虛擬成若干虛擬服務(wù)器，在該服務(wù)器上可以支持多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行。桌面虛擬化是指將計(jì)算機(jī)的終端系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。可以通過任何設(shè)備、在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)訪問屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng)。應(yīng)用程序虛擬化是在應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間建立一個(gè)虛擬層，這個(gè)虛擬層使得應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)隔離，應(yīng)用程序包會(huì)以流媒體形式部署到客戶端，客戶端無須安裝應(yīng)用程序便可以使用。計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.1虛擬化技術(shù)2.網(wǎng)絡(luò)虛擬化為了實(shí)現(xiàn)徹底地與現(xiàn)有物理硬件網(wǎng)絡(luò)的解耦的虛擬網(wǎng)絡(luò)，需要通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SoftwareDefinedNetwork，SDN）方式來對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化，以構(gòu)建一個(gè)與物理網(wǎng)絡(luò)完全獨(dú)立的邏輯網(wǎng)絡(luò)。流媒體形式部署到客戶端，客戶端無須安裝應(yīng)用程序便可以使用。計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.1虛擬化技術(shù)3.存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)利用虛擬化層軟件對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)讀寫操作指令進(jìn)行“截獲”，建立異構(gòu)硬件資源的統(tǒng)一應(yīng)用程序可編程接口，進(jìn)行統(tǒng)一的信息建模，使上層應(yīng)用可以采用規(guī)范的方式訪問底層的存儲(chǔ)資源。存儲(chǔ)虛擬化能夠?qū)⒍鄠€(gè)存儲(chǔ)設(shè)備整合成一個(gè)容量可無限擴(kuò)展的超大的共享存儲(chǔ)資源池。存儲(chǔ)虛擬化軟件有Docker、KVM、CitrixXenServer、VMwarevSphere、MicrosoftHyper-V等。計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)存分布式存儲(chǔ)是一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)使用企業(yè)中的每臺(tái)機(jī)器上的磁盤空間，并將這些分散的存儲(chǔ)資源構(gòu)成一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)分散的存儲(chǔ)在企業(yè)的各個(gè)角落。計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)磁盤讀取數(shù)據(jù)時(shí)，需要有一個(gè)接口，通過接口才能從磁盤上讀取數(shù)據(jù)。硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，其作用是在硬盤緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)?；敬鎯?chǔ)設(shè)備1.磁盤與接口計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)IDE即電子集成驅(qū)動(dòng)器，是指把控制電路和盤片、磁頭等放在一個(gè)容器中的硬盤驅(qū)動(dòng)器。把盤體與控制器放在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長(zhǎng)度。IDE接口硬盤也叫ATA硬盤，IDE硬盤的缺點(diǎn)為速度比較慢，而且對(duì)于接口電纜的長(zhǎng)度有很嚴(yán)格的控制，兼容性好的優(yōu)勢(shì)隨著硬盤技術(shù)的發(fā)展也漸漸失去。（1）IDE（IntegratedDriveElectronics）硬盤計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)SCSI小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口并不是專為硬盤設(shè)計(jì)的接口，而是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的一種高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標(biāo)準(zhǔn)接口，SCSI接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，但較高的價(jià)格使得它很難如IDE硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。（2）SCSI（SmallComputerSystemInterface）硬盤計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)SATA接口的硬盤已經(jīng)是現(xiàn)在個(gè)人PC的主流。最新的SATA3標(biāo)準(zhǔn)接口的硬盤理論極限速度已經(jīng)達(dá)到600MB/s。（3）SATA（SerialAdvancedTechnologyAttachment）硬盤計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)（1）HDD（HardDiskDrive）硬盤（2）SSD（SolidStateDrive）硬盤（3）HHD（HybridHardDrive）混合硬盤2.硬盤分類計(jì)算機(jī)分類

第六章

6.2.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷，利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息，它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴(kuò)展。在分布式存儲(chǔ)的需要考慮的因素有數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)的可用性和分區(qū)容錯(cuò)性。5.分布式存儲(chǔ)云計(jì)算是一種商業(yè)模式，用戶可以按需購(gòu)買不同的產(chǎn)品。云產(chǎn)品類型繁多，常見云產(chǎn)品有云服務(wù)器、云網(wǎng)絡(luò)、云數(shù)據(jù)庫(kù)、云安全、大數(shù)據(jù)、人工智能等產(chǎn)品。這些海量的產(chǎn)品都是來基于云資源，在云計(jì)算中超大規(guī)模資源管理技術(shù)也是其關(guān)鍵技術(shù)之一。

第六章

6.2.3超大規(guī)模資源管理技術(shù)1.資源管理資源管理是指在相互競(jìng)爭(zhēng)的應(yīng)用程序之間有序地控制軟硬件資源的分配、使用和回收，使資源能夠在多個(gè)程序之間共享。

第六章

6.2.3超大規(guī)模資源管理技術(shù)云平臺(tái)管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便地