云计算学习

云计算概论

云计算概述

云计算的由来

头脑演化

传统计算VS云计算
   传统的计算模式无法应对日益增长的数据需求
  技能支撑

并行计算
分布式计算
网格计算
概念支撑

虚拟化技能
效用计算
将底子办法作为服务IaaS（Infrastructure as Service ）
将平台作为服务PaaS（Platform as a Service）
软件作为服务SaaS（Software as a Service）
   

• 底子办法（IaaS）：把计算、存储、网络以及搭建应用情况所需的一些工具当成服务提供给客户，使得用户可以或许按需获取IT底子办法。IaaS主要由计算机硬件、网络、存储装备、平台虚拟化情况、效用计费方法、服务级别协议等组成。
  
• 平台（PaaS）：一种分布式平台服务，为用户提供一个包罗应用计划、应用开辟、应用测试及应用托管的完整的计算机平台。
  
• 软件（SaaS）：软件服务提供商为了满足用户的需求提供的软件的计算能力。SaaS云服务提供上负责维护和管理云中的软件以及支撑软件运行的硬件办法，同时免费为用户提供服务或者以按需利用的方式向用户收费。所以，用户无需进行安装、升级和防病毒等，并且免去了初期的软硬件支出。
  

  云计算与大数据

云计算和大数据的关系：云计算是大数据的处理手段。
云计算的汗青

目前比较著名的云厂商，亚马逊、阿里巴巴。
其时为了应对圣诞节期间迅猛增加的数据量，亚马逊购入了大量的装备进行支撑。题目是，节日过去之后出现了大量装备闲置的题目。亚马逊想到一种方式，把富余的计算能力、存储带宽，卖给其他需要利用数据中中央服务的公司。这就产生了最早的底子办法即服务IaaS的云计算服务模式。

云计算底子

虚拟化

云计算中最紧张的概念就是虚拟化。虚拟化由摩尔定律进行支撑。
   摩尔定律：硬件装备在十八个月计算能力提高一倍，价格低落一半。包罗CPU、存储。
  1、虚拟化的配景
利用强大的硬件，来运行少数应用显得越开越浪费；但在单一操作体系上跑多个应用又回产生辩说。于是，虚拟化应运而生。
   顶尖的虚拟机平台提供商：
  

• VMWare
  
• Citrix
  
• Microsoft
  

  2、虚拟化方式

• 硬件上进行虚拟化
  
• 操作体系上进行虚拟化
  

3、虚拟化的益处
能更充分地发挥现有处理器资源的作用，淘汰硬件机箱的数量，也随之淘汰占用空间、电力和热量。
云计算演化的四个阶段

• 电厂模式阶段
  例用电厂的规模效应，来低落电力的价格，并让用户利用起来更方便，且无需维护和购买任何发电装备。
  
• 效用计算阶段
  在1960年左右，其时计算装备的价格是非常高昂的。产生了共享计算资源的想法。
  
• 网格计算阶段
  网格计算，研究怎样把一个需要非常巨大的计算能力才气够办理的题目，分成许多小的部分；然后把这些部分分配给许多地性能的计算机来处理；以后把这些计算结果综合起来攻克大题目。
  
• 云计算阶段
  云计算的焦点，与效用计算和网格计算非常类似，也是盼望IT技能能像电力那样方便，并且成本低廉。
  与效用计算和网格计算计算不同的是，云计算在需求方面已经有了肯定的规模，同时在技能方面也已经基本成熟。
  

云计算出现和发展的技能原动力

• 芯片和硬件技能的飞速发展
  
• 虚拟化技能的成熟
  
• 面向服务架构的广泛应用
  
• 软件即服务模式的流行
  
• 互联网技能的发展
  
• Web2.0技能的流行和被广泛接受
  

云计算的概念和特征

云计算基本概念

   维基百科：云计算将IT干系的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技能、没有干系知识以及装备操作能力的情况下，通过Internet获取需要服务。
中国云计算网：云计算时分布式计算（Distributed Computing ）、并行运算（Parallel Computing ）和网格计算（Grid Computing ）的发展，或者说是这些科学概念的商业表现。
云计算专家刘鹏：云计算是一种商业计算模型，它将计算使命分布在大量计算机构成的资源池，使各种应用体系可以或许根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。
美国国家实行室的资深科学家Tan Foster：云计算时由规模经济推动，为互联网上的外部用户提供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体。
美国国家尺度与技能研究所（NIST）：云计算是一种无处不在、便捷且按需对一个共享的可配置计算资源（包罗网络、服务器、存储、应用和服务）进行网络访问的模式，它可以或许通过最少量的管理以及与服务提供商的互动实现计算资源的迅速供给和释放。
国务院政府工作陈诉：将云计算作为国家战略性新兴财产。1）云计算是基于互联网的服务的增加、利用和交付模式，通涉及通过互联网来提供动态、易扩展且常常是虚拟化的资源。2）云计算是传统计算机和网络技能发展融合的产物，它意味着计算能力也可以作为一种商品通过互联网进行流通。
百度百科：云计算（cloud computing）是基于互联网的干系服务的增加、利用和交付模式，通常涉及通过互联网拉提供倒台易扩展且常常是虚拟化的资源。
  1、部署模式

• 公有云
  
• 私有云
  
• 混合云
  

云类型&属性建设地点服务对象数据安全功能拓展服务质量弹性扩容成本焦点属性私有云企业内部内部员工高高强差维护成本较高专有公有云互联网外部用户低低中强数据风险成本较高共享混合云企业内部+互联网内部员工、外部用户高中差中学习成本较高个性化配置 云计算的组成

1、底子办法
云底子办法，即IaaS，是计算机底子办法，通常是虚拟化的平台情况，作为一项服务。

• Sun网格
  
• 亚马逊弹性计算云
  

2、存储
3、平台
4、应用
5、服务

• 亚马逊简朴排列服务（Simple Queuing Service）
  6、客户端
  

云计算的特点

1、高可靠性
云计算提供了安全的数据存储方式：

• 电源可连续供应
  
• 存储备份
  
• 防止数据丢失
  

2、高扩展性
云计算可以或许无缝地扩展到大规模的集群之上，甚至包罗数千个节点同时处理。云计算可从水平和垂直两个方向进行扩展。
3、高可用性
当集群中一个或多个节点出现故障的时间，其他节点会接受故障节点的业务，使业务不会收到影响。
4、虚拟技能
一台性能很高的机器可以同时为多个服务提供支持。
5、便宜性
云计算未来发展的猜测

• 通过云计算在互联网上处理庞大的数据和获取所需的信息
  
• 构建大规模的可以或许与应用程序密切结合的底层底子办法
  
• 创建新的云计算应用程序为用户提供更多更完善的互联网服务
  

1、数据安全
2、互操作题目
3、提高网络性能
4、公共尺度的开放性题目
云计算的基本特征

   基本特征
  

• 按需自助服务：消费者无需同服务提供商交互就可以得到资助的计算资源能力，如服务器的时间、网络存储等。
  无处不在的网络接入：借助于不同的客户端来通过尺度的应用对网络访问的可用能力。
  
• 敏捷的弹性：一种对资源快速和弹性提供、同样对资源快速和弹性释放的能力。对消费者来说，所提供的这种能力是无限的并且可以在任何时间以任何量化方式购买。
  
• 资源池：根据消费者的需求，来动态的分别或释放不同的物理和虚拟资源，这些池化的供应商计算资源以多租户的模式来提供服务。用户常常并不控制或了解这些资源池的正确分别，但可以知道这些资源池在哪个行政区域或数据中央，如包罗存储、计算处理、内存、网络带宽及虚拟机个数等。
  
• 可度量的服务：云体系对服务类型通过计量的方法来主动控制和优化资源利用。
  

  1、资源配置动态化

• 根据消费者的需求动态分别或释放不同的物理或虚拟资源。
  
• 当增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供；如果用户不在利用这部分资源时，可释放这些资源。
  
• 云计算为客户提供的这种能力是无限的，实现了IT资源利用的可扩展性。
  

2、需求服务的自助化
3、以网络为中央
4、服务可计量化
5、资源的池化和透明化
对服务的提供者而言：

• 各种底层资源（计算、储存、网络、资源逻辑等）的异构性（如果存在某种异构性）被屏蔽，边界被打破。
  
• 所有资源可以被统一管理和调度，成为所谓的“资源池”，从而为用户提供按需服务。
  对用户而言：
  
• 资源时透明的、无限大的
  
• 无需了解内部结构
  
• 只关心自己的需求是否得到满足。
  

云计算的发显现状

国内外发显现状

• 云计算是多种技能混合演进的结果
  
• 成熟度较高
  
• 大公司推动，发展迅速
  

国外发显现状

目前我国云计算市场额仍然较小，随着我国信息化普及、生齿规模的快速增长，云计算市场将会呈现出巨大的发展潜力。
随着云计算应用不停向深处拓展，整个财产市场规模将迅速发展。
财产的发显现状

   工信部启动针对云计算的“十三五”规划：
  

• 重点培育龙头企业
  
• 打造云计算财产链
  
• 实现国产扮装备进口替代保障信息安全
  

  

• 随着云计算“十三五”规划的进一步落地，未来信息装备国产化的步调有望进一步加速，云计算行业有望迎来爆发式增长。
  

市场容量

• 我国公有云服务市场仍处于低总量、高增长的财产发展初期。
  
• 2013年我国公有云服务市场规模约为47.6亿元，远高于全球均匀水平。
  
• 国内市场竞争带来财产格局变革，开源技能受到广泛关注，使得信息技能得到快速发展。
  
• 前景猜测：云计算市场竞争猛烈，整合将进一步加剧，底子互联网服务商将被改造；一些老旧商业模式在新一轮革命浪潮中将被扬弃。
  

云计算面对的题目

1、云数据中央部署结构不敷公道，资源利用率较低。

• 在规模结构方面，中国大规模数据中央比例偏低，还没有实现集约化、规模化的建设。
  

2、云服务能力亟待提高，配套资源匮乏。

• 规模较下
  
• 业务单一
  
• 配套情况建设落后
  

3、信息安全法律法规和羁系体系不敷健全。
4、云计算人才缺口较大，缺乏成熟的商业模式。
云计算的发展趋势

• 微软认为云计算的下一步发展就是将这些用户通过互联网更紧密的连接起来，并向他们提供云服务。
  

微软从战略上将自己未来的云计算发展方向确定为三条门路：
1、完成企业软件组合向网络服务的转型
2、发布PC软件的网络版
3、继续建设数据中央网络
云计算带来的主要变革表现

• 在云计算期间，计算机的处理能力被会合在数据中央，通过网络来进行利用，实现了”IT的服务化“；
  
• 用户的IT开销由一次性购买软硬件转变为按需购买服务，企业的IT维护成本大幅减低，无需担心数据的丢失；
  
• 用户的工作方式更加的移动话化、合＞作化，可以更加迅速的启动新业务，小规模企业可以通过云计算模式向全球提供服务，实现全球化；
  
• 云计算模式可以助力发展中国家发展，并产生大量的创业时机；
  计算机
  

云计算给软硬件财产带来的变革

1）软件的变革

• 开辟模式：可以调用后端的数据中央资源
  
• 开辟工具：利用Python、Ruby on Rails、Java Scripts、QT等网络编程语言；
  
• 架构：软件架构为位置感知和用户应用感知
  
• 计划模式：转变为并行计算模式
  
• 盈利模式：转变为按服务收费
  2）硬件的变革
  
• 扩充模式：转变为不停增加集群国模的横向扩充模式
  
• 装备总量：通过虚拟化把浩繁服务器组成一个巨大的资源池，资源利用率增加到80%以上；
  
• 装备形态：客户端和移动装备的需求增加
  
• 采购模式：由硬件品牌转为扩充性和性价比
  

云计算财产链

硬件提供商、底子软件提供商
云提供商
云服务提供商
应用提供商
个人用户、企业机构用户

云计算数据中央

软件定义的数据中央

1、数据中央的汗青

• 数据中央（Data Center）是数据会合存储、计算、互换的中央。
  
• 数据中央是全球协作的特定装备网络，用来在因特网底子办法上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。
  2、传统数据中央中的资源
  
• 传统模式的数据中央的主要题目：过多的机器；机器利用率过低，大部分低于10%；应用迁移太困难；存储需求增长太快；
  3、软件定义的数据中央
  
  
  
  

4、软件定义数据中央的分层模型

云计算数据中央

   维基百科给出的定义是“数据中央是一整套复杂的办法。它不仅仅包罗计算机体系和其他与之配套的装备（例如通信和存储体系），还包罗同于的数据通信连接、情况控制装备、监控装备以及各种安全装置”。
  云数据中央建立在传统数据中央和云计算头脑的底子上，所谓云计算数据中央是一种基于云计算架构的，计算、存储及网络资源松耦合，完全虚拟化各种IT装备、模块化程度较高、主动化程度较高、具备较高绿色节能程度的新型数据中央。
1、云数据中央的特征

• 高装备利用率：采用虚拟化技能进行体系和数据中央整合，优化资源利用率、简化管理；
  
• 高可用性：当网络扩展或升级时，网络可以或许正常运行，对网络的性能影响不大；
  
• 主动化管理：云数据中央7*24小时无人值守并可远程管理；
  
• 绿色节能：通过先辈的供电和散热技能，低落数据中央的能耗；
  2、云数据中央网络部署
  采用新型的改进型树结构。
  
  
  
  

长处：

• 消除了树形结构上层链路对吞吐量的限制
  
• 为内部节点间通信提供多条并行链路
  
• 横向扩展的尝试低落了构架数据中央网络的成本
  
• 与现有数据中央网络利用的以太网结构和IP配置的服务器兼容
  

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