高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義

1、“互聯(lián)網(wǎng)+”意味著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深度融合，用創(chuàng)新進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造新的發(fā)展機(jī)會(huì)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)”是兩化融合（信息化和工業(yè)化高層次深度結(jié)合小編注）的升級(jí)版，不僅僅是工業(yè)化，而是將互聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前信息化發(fā)展的核心特征，提取出來(lái)，并與工業(yè)，商業(yè)，金融業(yè)等服務(wù)業(yè)的全面融合。這種融合不是簡(jiǎn)單的疊加。不是一加一等于二，一定是大于二。“我想其中關(guān)鍵就是創(chuàng)新。只有創(chuàng)新才能讓這個(gè)+真正有價(jià)值，有意義?！薄肮I(yè)4.0”是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、智能化等新技術(shù)提高制造業(yè)水平，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，通過(guò)決定生產(chǎn)制造過(guò)程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。它“自下而上”的生產(chǎn)模式革命，不但節(jié)約創(chuàng)新技術(shù)、成本與時(shí)間，還擁有培育新市場(chǎng)的潛力與機(jī)會(huì)。在

2、工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)制造業(yè)的商業(yè)模式是什么?就是以解決顧客問(wèn)題為主.制造業(yè)的企業(yè)家們要在制造過(guò)程中盡可能多的增加產(chǎn)品附加價(jià)值，拓展更多、更豐富的服務(wù)，提出更好、更完善的解決方案，滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求，走軟性制造+個(gè)性化定制道路工業(yè)4.0或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)的萌芽，互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)也就是云計(jì)算中的軟件系統(tǒng)控制工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，家庭的家用設(shè)備，辦公室的辦公設(shè)備，通過(guò)智能化，3D打印，無(wú)線傳感等技術(shù)使的機(jī)械設(shè)備成為互聯(lián)網(wǎng)大腦改造世界的工具。同時(shí) 這些智能制造和智能設(shè)備也源源不斷向互聯(lián)網(wǎng)大腦反饋大數(shù)據(jù)數(shù)，供互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)決策使用?；ヂ?lián)網(wǎng)新概念層出不窮，在云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)

3、據(jù)火熱之后，工業(yè)4.0在2014年受到越來(lái)越多的關(guān)注，在2015年成為熱點(diǎn)之前，我們有必要了解這個(gè)新概念究竟是什么含義，它和其他互聯(lián)網(wǎng)概念間到底是什么關(guān)系。2013年4月，德國(guó)政府在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，其目的是為了提高德國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System)5 相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。德國(guó)的工業(yè)4.0沒(méi)有明確指出它與互聯(lián)網(wǎng)有

4、什么關(guān)系，但實(shí)質(zhì)上工業(yè)4.0依然是互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化過(guò)程中的一個(gè)組成部分，通俗的說(shuō)，就是無(wú)數(shù)個(gè)行業(yè)被互聯(lián)網(wǎng)浪潮沖擊后，互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始改造工業(yè)制造業(yè)了。我們?cè)?007年發(fā)表的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化論論文中提出“互聯(lián)網(wǎng)將向著與人類大腦高度相似的方向進(jìn)化，它將具備自己的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)，也會(huì)擁有自己的記憶神經(jīng)系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)，也就是是說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)正在形成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)大腦”，并繪制了下列互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)結(jié)構(gòu)圖.2014年我們?cè)?jīng)用這幅圖分析了物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系：1.物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)大腦的感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)重點(diǎn)突出了傳感器感知的概念，同時(shí)它也具備網(wǎng)絡(luò)線路傳輸，信息存儲(chǔ)和處理，行業(yè)應(yīng)用接

5、口等功能。而且也往往與互聯(lián)網(wǎng)共用服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)線路和應(yīng)用接口，使人與人（Human ti Human ,H2H），人與物（Human to thing，H2T）、物與物（ Thing to Thing,T2T）之間的交流變成可能，最終將使人類社會(huì)、信息空間和物理世界（人機(jī)物）融為一體2.云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在互聯(lián)網(wǎng)虛擬大腦的架構(gòu)中，互聯(lián)網(wǎng)虛擬大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)是將互聯(lián)網(wǎng)的核心硬件層，核心軟件層和互聯(lián)網(wǎng)信息層統(tǒng)一起來(lái)為互聯(lián)網(wǎng)各虛擬神經(jīng)系統(tǒng)提供支持和服務(wù)，從定義上看，云計(jì)算與互聯(lián)網(wǎng)虛擬大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的特征非常吻合。在理想狀態(tài)下，物聯(lián)網(wǎng)的傳感器和互聯(lián)網(wǎng)的使用者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線路和計(jì)算機(jī)終端與

6、云計(jì)算進(jìn)行交互，向云計(jì)算提供數(shù)據(jù)，接受云計(jì)算提供的服務(wù)。3.大數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)智慧和意識(shí)產(chǎn)生的基礎(chǔ)，也是互聯(lián)網(wǎng)夢(mèng)境時(shí)代到來(lái)的源泉，隨著互聯(lián)網(wǎng)大腦的日臻成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)期，與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)不同，這一全新時(shí)期不再是虛擬圖像與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的疊加（AR），也不是看到眼前巨幕展現(xiàn)出來(lái)的三維立體畫面（VR)。它開(kāi)始與大數(shù)據(jù)、人工智能結(jié)合得更加緊密，以龐大的數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)，讓人工智能服務(wù)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使人們?cè)谄渲蝎@得真實(shí)感和交互感，讓人類大腦產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，將視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等神經(jīng)感覺(jué)與互聯(lián)網(wǎng)夢(mèng)境系統(tǒng)相互作用，在清醒的狀態(tài)下產(chǎn)生夢(mèng)境感（Real dream)，可以形成如下這幅圖：從這幅圖中我們

7、也同樣可以看出工業(yè)4.0或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)的萌芽，互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)也就是云計(jì)算中的軟件系統(tǒng)控制工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，家庭的家用設(shè)備，辦公室的辦公設(shè)備，通過(guò)智能化，3D打印，無(wú)線傳感等技術(shù)使的機(jī)械設(shè)備成為互聯(lián)網(wǎng)大腦改造世界的工具。同時(shí) 這些智能制造和智能設(shè)備也源源不斷向互聯(lián)網(wǎng)大腦反饋大數(shù)據(jù)數(shù)，供互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)決策使用?？傮w看，西方企業(yè)和理論界不斷提出互聯(lián)網(wǎng)新概念，但相互之間還比較割裂，但實(shí)質(zhì)上，無(wú)論是物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，大數(shù)據(jù)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0依然是互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的一部分。它們起到不同的作用。由于中國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域日趨發(fā)達(dá)，與中國(guó)先進(jìn)制造業(yè)結(jié)合，互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育

8、，中國(guó)必然會(huì)強(qiáng)于德國(guó)甚至追趕美國(guó)。目前輿論界宣傳的德國(guó)工業(yè)4.0要甩開(kāi)中國(guó)，工業(yè)4.0要取代淘寶和天貓，明顯是風(fēng)牛馬不相及的事情，充斥了炒作的嫌疑。補(bǔ)充材料：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念與工業(yè)4.0類似。2013年6月，GE提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命（Industrial Internet Revolution），伊梅爾特在其演講中稱，一個(gè)開(kāi)放、全球化的網(wǎng)絡(luò)，將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來(lái)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是升級(jí)那些關(guān)鍵的工業(yè)領(lǐng)域。如今在全世界有數(shù)百萬(wàn)種機(jī)器設(shè)備，從簡(jiǎn)單的電動(dòng)摩托到高尖端的MRI（核磁共振成像）機(jī)器。有數(shù)萬(wàn)種復(fù)雜機(jī)械的集群，從發(fā)電的電廠到運(yùn)輸?shù)娘w機(jī)。Openstack 架構(gòu)解析（學(xué)習(xí)匯總）O

9、penStack是一個(gè) 云平臺(tái)管理的項(xiàng)目，它不是一個(gè)軟件。這個(gè)項(xiàng)目由幾個(gè)主要的組件組合起來(lái)完成一些具體的工作 。想要了解 openstack，第一步我們可以觀察他的概念圖： （本圖來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）圖片所在博客地址： 原文沒(méi)有給概念圖做太多解釋，英語(yǔ)不好的同學(xué)表示很受傷，因此我愿意做這個(gè)活雷鋒：下面是翻譯+解釋：IntegrationPresentationLogicResourcesManagement整合表現(xiàn)層邏輯層（控制層）資源層管理層IdentityCompute APIOrchestrationComputeAdmin 

10、API認(rèn)證計(jì)算接口部署計(jì)算管理員APIBillingImage APISchedulingVolumeMonitoring計(jì)費(fèi)映像接口調(diào)度卷（ 硬盤上的存儲(chǔ)區(qū)域）測(cè)控User dashboardPolicyNetwork儀表盤（顯示系統(tǒng)各種參數(shù)）策略Customer portalImage Register顧客門戶（就是UI）映像注冊(cè)表Logging日志（很多地方都會(huì)有的，可以查錯(cuò)，當(dāng)系統(tǒng)出錯(cuò)崩潰時(shí)，也可以根據(jù)日志對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行還原）此圖主要回答了openstack為我們提供什么服務(wù)，它的功能有哪些，當(dāng)然概念圖只是為我們提供了一個(gè)概念，而正如一開(kāi)始

11、介紹的那樣 OpenStack是一個(gè) 云平臺(tái)管理的項(xiàng)目，它不是一個(gè)軟件 ， 這個(gè)項(xiàng)目由幾個(gè)主要的組件組合起來(lái)完成一些具體的工作。搞清楚由哪些組件完成這些功能，我們需要借助圖 2：此圖為Grizzly的架構(gòu)圖 ， 簡(jiǎn)述了套件之間是如何運(yùn)作的 ： （本圖來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）OpenStack 的 Grizzly版共有7個(gè)不同功能套件 ， 分別是 ：運(yùn)算套件Nova ： openstack中的核心，負(fù)責(zé)計(jì)算和實(shí)施一些策略，很多組件都要通過(guò)他進(jìn)行調(diào)度（N

12、ova中的nova-api負(fù)責(zé)所以API的調(diào)度，初始化大多數(shù)部署，執(zhí)行部分策略）對(duì)象儲(chǔ)存套件Swift ： 分布式對(duì)象存儲(chǔ)，功能類似于 hadoop，可是跟hadoop又有很大不同；在openstack中，swift用于存儲(chǔ)創(chuàng)建虛擬機(jī)的鏡像文件區(qū)塊儲(chǔ)存套件Cinder ： 配分塊存儲(chǔ)，給虛擬機(jī)增加一個(gè)塊存儲(chǔ)設(shè)備（有點(diǎn)類似于移動(dòng)硬盤）；網(wǎng)通套件Quantum ： 通過(guò) API來(lái)管理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng) ；身分識(shí)別套件Keystone ： 身份認(rèn)證功能；鏡像檔管理套件Glance ：&

13、#160;對(duì)鏡像文件進(jìn)行管理；儀表板套件Horizon ： 就是一個(gè) UI；以上是我的一些通俗解釋，如果大家覺(jué)得不夠詳盡，可以查閱一下資料：（快速入手Openstack 技術(shù)架構(gòu)功能解讀）這是對(duì)openstack架構(gòu)的一種解釋，但用過(guò)百度一下的朋友就肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)上流傳著好幾個(gè)不同版本的架構(gòu)圖，幾種架構(gòu)圖描述的方式都相差很大，第一眼看上去甚至都不是一個(gè)東西面對(duì)這種情況，我們可以假設(shè)他們都是對(duì)的，然后找出他們之間的聯(lián)系，這樣我們也可以加深對(duì)openstack的理解；現(xiàn)在我們看一下openstack的邏輯架構(gòu)： （本圖來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）a) 終

14、端用戶通過(guò)和nova-api對(duì)話來(lái)與OpenStack Compute交互。b) OpenStack Compute守護(hù)進(jìn)程之間通過(guò) 隊(duì)列(行為)和數(shù)據(jù)庫(kù)(信息) 來(lái)交換信息，以執(zhí)行API請(qǐng)求。 （交換信息的方式我們以后會(huì)講）c)  OpenStack Glance基本上是獨(dú)立的基礎(chǔ)架構(gòu)，OpenStack Compute通過(guò)Glance API來(lái)和它交互 。其各個(gè)組件的情況如下：a)   nova-api守護(hù)進(jìn)程是OpenStack 

15、Compute的中心。它為所有API查詢(OpenStack API 或 EC2 API)提供端點(diǎn)，初始化絕大多數(shù)部署活動(dòng)(比如運(yùn)行實(shí)例)，以及實(shí)施一些策略(絕大多數(shù)的配額檢查)。因此很多相對(duì)于 openstack獨(dú)立的基礎(chǔ)架構(gòu)是跟nova-api交換信息的，而不是向其他進(jìn)程那樣使用隊(duì)列和數(shù)據(jù)庫(kù)；b)  nova-compute進(jìn)程主要是一個(gè)創(chuàng)建和終止虛擬機(jī)實(shí)例的Worker守護(hù)進(jìn)程 ?；驹砗芎?jiǎn)單： 從隊(duì)列中接收行為，然后在更新數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一系列的系統(tǒng)命令執(zhí)行他們 。c) 

16、 nova-volume管理映射到計(jì)算機(jī)實(shí)例的卷的創(chuàng)建、附加和取消 。這些卷可以來(lái)自很多提供商，比如，ISCSI和AoE。d) Nova-network worker守護(hù)進(jìn)程類似于nova-compute和nova-volume。它從隊(duì)列中接收網(wǎng)絡(luò)任務(wù)，然后執(zhí)行任務(wù)以操控網(wǎng)絡(luò)，比如創(chuàng)建bridging interfaces或改變iptables rules。e)  Queue提供中心hub，為守護(hù)進(jìn)程傳遞消息 。當(dāng)前用 RabbitMQ 實(shí)現(xiàn)。但是理論上能是python am

17、pqlib支持的任何AMPQ消息隊(duì)列。f) SQL database 存儲(chǔ) 云基礎(chǔ)架構(gòu)中的絕大多數(shù)編譯時(shí)和運(yùn)行時(shí) 狀態(tài) 。當(dāng)前廣泛使用的數(shù)據(jù)庫(kù)是sqlite3(僅適合測(cè)試和開(kāi)發(fā)工作)，MySQL和PostgreSQL。g) OpenStack Glance，是一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目，它是一個(gè)compute架構(gòu)中可選的部分，分為三個(gè)部分：glance-api : glance-api接受API調(diào)用 glance-registry :   glance-registry負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和檢索鏡像的元數(shù)據(jù)，實(shí)際的Image Blob存儲(chǔ)在Image Store中 the image store : Image Store可以是多種不同的Object Store，包括OpenStack Object Storage (Swift) h) 最后，user dashboard是另一個(gè)可選的項(xiàng)目。OpenStack Dashboard提供了一個(gè)OpenStack Co