云計算與大數(shù)據(jù)-第6章云計算應用

云計算與大數(shù)據(jù)西安電子科技大學出版社第6章云計算應用

6.1云計算與物聯(lián)網(wǎng)6.2云計算與移動互聯(lián)網(wǎng)6.3云計算企業(yè)實踐案例6.1.1物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的關鍵和基礎依然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡；其二，其顧客端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息互換和通信，也就是物物相息。6.1云計算與物聯(lián)網(wǎng)2.物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡架構物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡架構由感知層、網(wǎng)絡層和應用層構成。感知層實現(xiàn)物理世界的智能感知、信息采集處理和自動控制，并經(jīng)過通信模塊將物理實體連接到網(wǎng)絡層和應用層。網(wǎng)絡層主要實現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，涉及延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和關鍵網(wǎng)，網(wǎng)絡層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也能夠依托行業(yè)專用通信網(wǎng)絡。應用層涉及應用基礎設施/中間件和多種物聯(lián)網(wǎng)應用。應用基礎設施/中間件為物聯(lián)網(wǎng)應用提供信息處理、計算等通用基礎服務設施、能力及資源調(diào)用接口，以此為基礎實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領域的多種應用。1.物聯(lián)網(wǎng)技術體系物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控制、網(wǎng)絡通信、微電子、計算機、軟件、嵌入式系統(tǒng)、微機電等技術領域，所以，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的關鍵技術也非常多，為了系統(tǒng)分析和了解物聯(lián)網(wǎng)的技術體系，現(xiàn)將物聯(lián)網(wǎng)技術分為感知關鍵技術、網(wǎng)絡通信關鍵技術、應用關鍵技術、共性技術和支撐技術。1）感知、網(wǎng)絡通信和應用關鍵技術傳感器技術是物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界、獲取信息和實現(xiàn)物體控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器將物理世界中的物理量、化學最、生物量轉(zhuǎn)化成可供處理的數(shù)字信號。辨認技術實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)中物體標識和位置信息的獲取。網(wǎng)絡通信技術主要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的雙向傳遞、路由和控制，要點涉及低速近距離無線通信技術、低功耗路由、自組織通信、無線接入M2M（MachinetoMachine）通信增強、口承載技術、網(wǎng)絡異構網(wǎng)絡融合接入技術及認知無線電技術。2）支撐技術物聯(lián)網(wǎng)支撐技術涉及嵌入式系統(tǒng)、微機電系統(tǒng)（MicroElectroMechanicalSystems,MEMS）、軟件和算法、電源和儲能、新材料技術等。微機電系統(tǒng)可實現(xiàn)對傳感器、執(zhí)行器、處理器、通信模塊、電源系統(tǒng)等的高度集成，是支撐傳感器節(jié)點微型化、智能化的主要技術。

嵌入式系統(tǒng)能滿足物聯(lián)網(wǎng)對設備功能、可靠性、成本、體積、功耗等的綜合要求，能夠按照不同應用定制裁剪的嵌入式計算機技術，是實現(xiàn)物體智能的主要基礎。軟件和算法是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，決定物聯(lián)網(wǎng)功能、決定物聯(lián)網(wǎng)行為的主要技術，要點涉及多種物聯(lián)網(wǎng)計算系統(tǒng)的感知信息處理、交互與優(yōu)化、軟件與算法、物聯(lián)網(wǎng)計算系統(tǒng)體系構造與軟件平臺研發(fā)等。電源和儲能是物聯(lián)網(wǎng)關鍵支撐技術之一，涉及電池技術、能量儲存、能量捕獲、惡劣情況下的發(fā)電、能量循環(huán)、新能源等技術。新材料技術主要指應用于傳感器的敏感組件實現(xiàn)的技術。傳感器敏感材料涉及濕敏材料、氣敏材料、熱敏材料、壓敏材料、光敏材料等。新敏感材料的應用能夠使傳感器的敏捷度、尺寸、精度、穩(wěn)定性等特征得到改善。3）共性技術物聯(lián)網(wǎng)共性技術涉及網(wǎng)絡的不同層面，主要涉及架構技術、標識和解析、安全和隱私、管理技術等。4．原則化物聯(lián)網(wǎng)原則體系相對龐雜，若從物聯(lián)網(wǎng)總體、感知層、網(wǎng)絡層、應用層、共性關鍵技術原則體系等5個層次可初步構建原則體系。物聯(lián)網(wǎng)原則體系涵蓋架構原則、應用需求原則、通信協(xié)議、標識原則、安全原則、應用原則、數(shù)據(jù)原則、信息處理原則、公共服務平臺類原則，每類原則還可能會涉及技術原則、協(xié)議原則、接口原則、設備原則、測試原則、互通原則等方面。物聯(lián)網(wǎng)總體性原則涉及物聯(lián)網(wǎng)導則、物聯(lián)網(wǎng)總體架構、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求等。6.1.2物聯(lián)網(wǎng)中的云計算首先，云計算是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關鍵，利用云計算模式使物聯(lián)網(wǎng)中以兆計算的各類物品的實時動態(tài)管理和智能分析變得可能。其次，云計算增進物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合，從而構建智慧地球。物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的融合，需要更高層次的整合，需要“更透徹的感知，更安全的互聯(lián)互通，更進一步的智能化”。這一樣也需要依托高效的、動態(tài)的、能夠大規(guī)模擴展的技術資源處理能力，而這正是云計算模式所擅長的。云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結合方式一是單中心，多終端。此類模式中，分布范圍較小的各物聯(lián)網(wǎng)終端（傳感器、攝像頭或3G手機等），把云中心或部分云中心做為數(shù)據(jù)/處理中心，終端所取得信息、數(shù)據(jù)統(tǒng)一由云中心處理及存儲，云中心提供統(tǒng)一界面給使用者操作或者查看。二是多中心，大量終端。對于諸多區(qū)域跨度加大的企業(yè)、單位而言，多中心、大量終端的模式較適合。三是信息、應用分層處理，海量終端。這種模式能夠針對顧客的范圍廣、信息及數(shù)據(jù)種類多、安全性要求高等特征來打造。云計算與物聯(lián)網(wǎng)結合面臨的問題1）規(guī)模問題2）安全問題3）網(wǎng)絡連接問題4）原則化問題6.2.1移動互聯(lián)網(wǎng)概述移動互聯(lián)網(wǎng)(MobileInternet，簡稱MI)是一種經(jīng)過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業(yè)務和服務的新興業(yè)務，包含終端、軟件和應用三個層面。終端層涉及智能手機、平板電腦、電子書、MID等；軟件涉及操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫和安全軟件等。應用層涉及休閑娛樂類、工具媒體類、商務財經(jīng)類等不同應用與服務。6.2云計算與移動互聯(lián)網(wǎng)6.2.2云計算助力移動互聯(lián)網(wǎng)1.移動互聯(lián)網(wǎng)的“端”、“管”、“云”云生態(tài)系統(tǒng)將從“端”、“管”、“云”這3個層而展開?！岸恕敝傅氖墙尤虢K端設備，“管”指的是信息傳播管道，“云”指的是服務提供網(wǎng)絡。詳細到移動互聯(lián)網(wǎng)而言，“端”指的是手機、MID等移動接入終端設備，“管”指的是（寬帶）無線網(wǎng)絡，“云”指的是提供多種服和應用的內(nèi)容網(wǎng)絡。3.移動互聯(lián)網(wǎng)云計算的優(yōu)勢1）突破終端硬件的限制2）便捷的數(shù)據(jù)存取3）智能均衡負載4）降低管理成本5）按需服務，降低成本4.移動互聯(lián)網(wǎng)云計算的挑戰(zhàn)1）可靠的無線連接2）彈性的移動業(yè)務3）原則化工作6.3.1Google云計算方案Google云計算技術涉及Google文件系統(tǒng)(GoogleFileSystem，GFS)、分布式計算編程模型MapReduce、分布式鎖服務Chubby和分布式構造化數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)Bigtable等。其中，GFS提供了海量數(shù)據(jù)的存儲和訪問的能力，MapReduce使得海量信息的并行處理變得簡樸易行，Chubby確保了了分布式環(huán)境下并發(fā)操作的同步問題，Bigtable使海量數(shù)據(jù)的管理和組織十分以便。6.1云計算企業(yè)實踐案例2.GFS3．并行數(shù)據(jù)處理MapReduce4.分布式鎖服務Chubby5.分布式構造化數(shù)據(jù)表Bigtable6.3.2Amazon彈性計算云方案AmazonWebServices（AWS）是一組服務，它允許顧客經(jīng)過程序訪問Amazon的計算基礎設施，為顧客提供遠程計算能力和存儲空間，Amazon也所以成為云計算領域的先驅(qū)，盡管該服務在Amazon總收入中的占比僅為2%，但增速卻非常迅猛。AWS支持PaaS、IaaS和SaaS。1．彈性計算云EC22.簡樸存儲服務S33．數(shù)據(jù)庫服務SimpleDB4.SQS6.3.3IBM云計算BlueCloud方案IBM的BlueCloud方案提供了先進的企業(yè)基礎架構管理平臺，它能夠?qū)崿F(xiàn)硬件和軟件資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一布署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，從而降低成本，加速企業(yè)創(chuàng)新。6.3.4Oracle云計算方案6.3.5微軟云計算WindowsAzure方案微軟的云計算戰(zhàn)略有3個經(jīng)典特點，即軟件+服務、平臺戰(zhàn)略和自由選擇。1）軟件+服務2）平臺戰(zhàn)略圖6-8微軟公有云計算平臺WindowsAzurePlatform3）自由選擇為顧客提供自由選擇的機會是微軟云計算戰(zhàn)略的第三大經(jīng)典特點。這種自由選擇表目前如下3個方面。①顧客能夠自由選擇老式軟件或云服務兩種方式：自己布署IT軟件、采用云服務、或者兩者都用，不論是顧客選擇哪種方式，微軟的云計算都能支持。②顧客能夠選擇微軟的不同云服務。③不論顧客需要的是SaaS、PaaS還是IaaS，微軟都有豐富的服務供其選擇。2.微軟云計算參照框架6.3.6Platform云計算