高校云計算-3PPT

1、12 一、云計算是一、云計算是IT發(fā)展的趨勢發(fā)展的趨勢 1980s 計算機就是計算機； 1990s 網絡就是計算機 2000s 數據中心就是計算機 2010- 云計算就是計算機？34520072008200920102011Copyright 2012, Elsevier Inc. All rights reserved.6HPC:HPC: High-High-Performance Performance ComputingComputingHTC:HTC: High-High-Throughput Throughput ComputingComputingP2P:P2P: Peer to

2、PeerPeer to PeerMPP: MPP: Massively Parallel Massively Parallel ProcessorsProcessors7Smart EarthSmart Earth: An IBM Dream8Cloud910Every 18 months?Copyright 2012, Elsevier Inc. All rights reserved.(Courtesy of Raj Buyya, 2012)1112Transparent Cloud Computing Environment13Cloud Computing Challenges: De

3、aling with too many issues (Courtesy of R. Buyya)VirtualizationQoSService Level AgreementsResource MeteringBillingPricingProvisioning on DemandUtility & Risk ManagementScalabilityReliabilityEnergy EfficiencySecurityPrivacyTrustLegal &RegulatorySoftware Eng. ComplexityProgramming Env. & A

4、pplication Dev.14云計算技術云計算技術 三大模式 四大部署 云計算的關鍵技術1516171819二、高校云計算必要性二、高校云計算必要性 減少硬件浪費 綠色節(jié)能 提高效率 方便管理 資源共享 降低管理成本20u 業(yè)務系統(tǒng)增多，只能通過采購新的硬件設備進行業(yè)務支撐，硬件設業(yè)務系統(tǒng)增多，只能通過采購新的硬件設備進行業(yè)務支撐，硬件設備一多，導致備一多，導致“機房空間擁堵、能耗較高、不夠環(huán)保機房空間擁堵、能耗較高、不夠環(huán)?！?！u 數據中心雖擁有眾多數據中心雖擁有眾多PC服務器，但服務器的資源利用率一直較低，服務器，但服務器的資源利用率一直較低，存在較為嚴重的資源浪費！存在較為嚴重的資源

5、浪費！u 數據中心軟硬件較多，但安全性重視程度不夠，缺少系統(tǒng)必備的可數據中心軟硬件較多，但安全性重視程度不夠，缺少系統(tǒng)必備的可靠性設計，且設備宕機的風險較大！靠性設計，且設備宕機的風險較大！u 機房環(huán)境復雜，軟硬件設備繁多，系統(tǒng)管理人員難以有足夠的精力機房環(huán)境復雜，軟硬件設備繁多，系統(tǒng)管理人員難以有足夠的精力來進行管理和維護！來進行管理和維護！ 21傳統(tǒng)數據中心現狀傳統(tǒng)數據中心現狀服務器的百分比服務器的百分比主時間高峰時間20%40%60%80%0%0-10%20-30%40-50%60-70%80-90%CPU 利用率利用率當前服務器利用率很低當前服務器利用率很低為未使用的計算資源買單為未使

6、用的計算資源買單x86服務器采購量服務器采購量/年年需要管理的服務器數量不斷增長需要管理的服務器數量不斷增長服務器部署：服務器部署：20%雜項雜項 30%安全：安全：10%支持：支持：20%備份和監(jiān)視：備份和監(jiān)視：15%在低價值的任務上花費了太多的時間，例如采購和調配在低價值的任務上花費了太多的時間，例如采購和調配數據中心管理效率低數據中心管理效率低系統(tǒng)管理員如何使用他們的時間系統(tǒng)管理員如何使用他們的時間低價值任務硬件采購：硬件采購：5%除了硬件的成本，除了硬件的成本，服務器對空間的不服務器對空間的不斷侵占還帶來了管斷侵占還帶來了管理成本的增長理成本的增長2000200220042006200

7、8費用（以十億美元為單位）費用（以十億美元為單位）管理和管制成本服務器費用501001500200管理成本占管理成本占TCO的大部分的大部分100%22990%的服務器的服務器90%的運行時間的運行時間CPU占用率低于占用率低于10%919-9-19-9-1原則原則231-主機存儲層面主機存儲層面大學數據中心現狀大學數據中心現狀2425三、高校云計算可行性三、高校云計算可行性 數據中心虛擬化 私有云 PaaS SaaS2627(Courtesy of VMWare, 2008)28何為虛擬化何為虛擬化 ? 29(Courtesy of VMWare, 2008)30VMM 作用作用 (1)(C

8、ourtesy of Mendel Rosenblum, 2006)31VMM 作用作用(2)(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006)32VMM 作用作用(3)(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006)33VMM 作用作用(4)(Courtesy of Mendel Rosenblum, 2006)3435存存儲儲虛虛擬擬化化363738I/O虛虛擬擬化化3940414243Resource provisioning methods Demand-driven resource provisioning based on the c

9、urrent utilization level of the allocated resources.(60%) Event-driven resource provisioning based on a specific time event.(predicte) Popularity-driven resource provisioning by popularity demand.(Internet searches)44虛擬機可信管理虛擬機可信管理Tenant #2APPOSAPPOSVirtual InfrastructurePhysical InfrastructureCloud

10、 ProviderAPPOSAPPOSVirtual InfrastructureTenant #1Insulate information from cloud providers employeesInsulate information from other tenantsInsulate infrastructure from Malware, Trojans and cybercriminalsSegregate and control user accessControl and isolate VM in the virtual infrastructureFederate id

11、entities with public cloudsIdentity federationVirtual network securityAccess MgmtCybercrime intelligenceStrong authenticationData loss preventionEncryption & key mgmtTokenizationEnable end to end view of security events and compliance across infrastructuresSecurity Info. & Event MgmtGRCAnti-

12、malware(Courtesy of L. Nick, EMC 2008)45464748March 5, 2012Prof. Kai Hwang, USCCloud Roles in The Future Internet (Courtesy of G. Xie and Z. Li 2012)49Three Aspects in Hardware that can benefit from Cloud Computing The illusion of infinite computing resources available on demand, thereby eliminating

13、 the need for cloud users to plan far ahead for resource provisioning.The elimination of an up-front commitment by cloud users, thereby allowing companies to start small and increase the hardware resources when needed in the future.The ability to pay the costs of computing resources on a short-term basis as needed (e.g., processors by the hour and storage by the day) and release them after done and thereby rewarding resource conservation.(Courtesy of M. Ambrust