新一代信息技術導論-第3章-走進云計算時代

新一代信息技術導論第三章走進云計算時代第三章走進云計算時代新一代信息技術導論3.1云計算的基本概念（1課時）3.1.1云計算的定義3.1.2云計算的基本特征3.1.3云計算的服務模式3.1.4云計算的部署模型3.2云計算的核心技術（1課時）3.2.1IaaS的核心技術3.2.2

PaaS的核心技術3.2.3

SaaS的核心技術3.3云計算的應用場景（1課時）3.3.1IaaS平臺的典型應用3.3.2PaaS平臺的典型應用3.3.3SaaS平臺的典型應用3.4云計算綜合應用案例（1課時）3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4.2云計算應用場景（中國銀聯(lián)OpenStack實踐之路）（拓展）3.4.3云計算應用場景（京東大規(guī)模高訪問量業(yè)務下的技術及架構支撐）（拓展）第三章走進云計算時代第三章走進云計算時代新一代信息技術導論3.1云計算的基本概念云計算時代PC時代大型機時代云計算是一種通過Internet以服務的方式提供動態(tài)可伸縮的虛擬化資源的計算模式，使人們像用電一樣享用信息的應用和服務。3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.1云計算的定義云計算正在改變IT基礎架構3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代云計算是怎樣發(fā)展起來的呢？任何一次技術創(chuàng)新的規(guī)?；l(fā)展都是漫長的，事實上在上個世紀70年代就有了云計算的雛形，但直到2007年左右才開始興盛。1963年，美國國防高級研究計劃局向麻省理工學院提供了約200萬美元的津貼，啟動了著名的MAC項目，要求麻省理工開發(fā)“多人可同時使用的電腦系統(tǒng)”技術。當時麻省理工就構想了“計算機公共事業(yè)”，即讓計算成為像電力一樣供應。這個項目就是“云”和“虛擬化”技術的雛形。3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代想想容易，但實現(xiàn)起來困難重重。期間IBM、甲骨文、蘋果、微軟、亞馬遜、谷歌等做出了重要的貢獻，直到2006年左右，谷歌、亞馬遜和IBM先后提出了云端應用，才使得云計算的概念重回人們視野。谷歌：搜索引擎公司轉(zhuǎn)型為線上應用軟件提供商亞馬遜：電子商務公司轉(zhuǎn)型為IT基礎服務提供商。IBM：計算機巨頭轉(zhuǎn)型為企業(yè)整體解決方案供應商。3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.1云計算的定義云計算作為一個新的理念、新的融合技術、網(wǎng)絡應用模式，是由Google于2006年首次提出。在用戶端逐漸不敵谷歌的微軟，正開始慢慢轉(zhuǎn)向企業(yè)級的云服務。2014年，微軟新任CEO薩蒂亞·納德拉上任后，轉(zhuǎn)型的企圖越來越明顯，其明確指出，微軟正以“基于云計算的人工智能業(yè)務”為引領走向新時代。從此以后，云計算市場如火如荼。在國內(nèi)百度、阿里、騰訊、三大運營商、華為、浪潮、金山、360等等各路ICT巨頭紛紛涌入，可謂是英豪齊聚戰(zhàn)鼓擂。3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代為了避免盲人摸象，在2009年4月，美國國家標準與技術研究院在總結了各種云計算定義和描述的基礎上，提出了一個目前唯一得到廣泛認同和支持的定義：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代

不懂沒關系，因為大家也不懂。那我們換個角度來說說“云計算”：【1】水龍頭觀點論：當需要的時候，你別管水是怎么來的，電是怎么發(fā)的，扭開水龍頭用水，插上插頭用電，只需要記住按時繳水電費就是了！云計算，像在每個不同地區(qū)開設的自來水公司、電力公司，云計算服務商，專門向世界每個角落提供軟件服務！3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代

還不懂？我們再打個比方：【2】共享單車觀點論：出行需要用車，云計算或者云服務好提供出租車、專車、共享單車的服務機構，你可以隨時按需使用他們的交通工具，只要按約定（如路程、時間等）付費即可。3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代雖然有了較為一致的定義，但每個人的理解還是有差別。對于到底什么是云計算，目前至少可以找到100種解釋。接下來我們了解一下它的工作原理：使用特定的軟件、按照指定的優(yōu)先級和調(diào)度算法、將數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)存儲分配到云計算集群中的各個節(jié)點計算機上，節(jié)點計算機并行運算，處理存儲在本節(jié)點上的數(shù)據(jù)，結果回收合并。3.1.1云計算的定義3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代1、自助式服務2、隨時隨地使用3、可度量的服務4、快速資源擴縮5、資源池化3.1.2云計算的基本特征3.1云計算的基本概念IaaSPaaSSaaS基礎設施即服務（InfrastructureasaService，簡稱IaaS）平臺即服務（PlatformasaService，簡稱PaaS）軟件即服務（SoftwareasaService，簡稱SaaS）第三章走進云計算時代3.1.3云計算的服務模式3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.3云計算的服務模式3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.3云計算的服務模式提供基礎設施服務3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.3云計算的服務模式PaaS提供軟件開發(fā)與運行環(huán)境服務3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.3云計算的服務模式提供軟件使用服務3.1云計算的基本概念第三章走進云計算時代3.1.4云計算的部署模型第三章走進云計算時代新一代信息技術導論3.2云計算的核心技術（3）高速網(wǎng)絡技術（4）超大規(guī)模資源管理技術（5）云服務計費技術（2）分布式存儲技術（1）虛擬化技術3.2.1

IaaS的核心技術3.2云計算的核心技術第三章走進云計算時代3.2云計算的核心技術第三章走進云計算時代以虛擬化技術為例：那什么是虛擬化？維基百科中是這樣描述的：在計算機技術中，虛擬化（Virtualization）是將計算機物理資源如服務器、網(wǎng)絡、內(nèi)存及存儲等予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，使用戶可以以比原本的組態(tài)更好的方式來應用這些資源。這些資源的新虛擬部分是不受現(xiàn)有資源的架設方式、地域或物理組態(tài)所限制的。3.2.1.1虛擬化技術3.2云計算的核心技術第三章走進云計算時代3.2.1.1虛擬化技術3.2云計算的核心技術第三章走進云計算時代不懂沒關系，這些技術本來就是留給專業(yè)人士學習與研究的，我們只要知道一臺電腦當做N臺來用就行了。3.2.1.1虛擬化技術虛擬化技術服務器整合3.2云計算的核心技術第三章走進云計算時代3.2.1.1虛擬化技術虛擬化之前的多核服務器CPU利用率虛擬化之后的多核服務器CPU利用率虛擬化就是將多臺低利用率的服務器上的負載整合到一臺服務器上，使服務器硬件資源的利用率盡可能提高利用率3.2云計算的核心技術第三章走進云計算時代再以分布式存儲技術為例：云計算不僅能快速計算，還要能海量存儲數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)爆炸的今天，這一點至關重要。3.2.1.2分布式存儲技術分布式存儲技術OPTION

EOPTION

DOPTION

COPTION

BOPTION

A（1）REST技術（5）分布式緩存技術（4）應用服務器技術（2）多租戶技術（3）并行計算技術3.2云計算的核心技術3.2.2

PaaS的核心技術第三章走進云計算時代（1）大規(guī)模多

租戶支持它是SaaS模式成為可能的核心技術，運行在應用提供商SaaS上的應用能夠同時為多個組織和用戶使用，能夠保證用戶之間的相互隔離。沒有多租戶技術的支持，SaaS就不可能實現(xiàn)。認證和安全是多租戶的必要條件。當接收到用戶發(fā)出的操作請求時，其發(fā)出請求的用戶身份需要被認證，且操作的安全性需要被監(jiān)控。定價和計費是SaaS模式的客觀要求。提供合理、靈活、具體而便于用戶選擇的定價策略是SaaS成功的關鍵之一。它是SaaS長期發(fā)展的動力。SaaS應用提供商需要通過與其他產(chǎn)品的整合來提供整套產(chǎn)品的解決方案。開發(fā)和定制是服務整合的內(nèi)在需要。一般來講，每個SaaS應用都提供了完備的軟件功能，但是為了能夠與其他軟件產(chǎn)品進行整合，SaaS應用最好具有一定的二次開發(fā)功能，包括公開API，提供沙盒以及腳本運行環(huán)境等。（2）認證和安全（3）定價和計費（4）服務整合（5）開發(fā)和定制3.2云計算的核心技術3.2.3

SaaS的核心技術第三章走進云計算時代第三章走進云計算時代新一代信息技術導論3.3云計算的應用場景3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代亞馬遜（Amazon）公司不僅僅是一家著名的跨境電商，也是當前世界上最成功的IaaS服務提供者，擁有非常成功AWS（AmazonWebServices）云計算服務平臺，為全世界范圍內(nèi)的客戶提供云解決方案。AWS面向用戶提供包括彈性計算、存儲、數(shù)據(jù)庫、應用程序在內(nèi)的一整套云計算服務，幫助企業(yè)降低IT投入成本和維護成本。國內(nèi)類似的有阿里云、騰訊云、華為云等。3.3.1IaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.1IaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.1IaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.1IaaS平臺的典型應用騰訊云3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.1IaaS平臺的典型應用騰訊云3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代CloudFoundry是最初由VMware設計與開發(fā)的業(yè)界第一個開源PaaS云平臺，它支持多種框架、語言、運行時環(huán)境，使開發(fā)人員能夠在很方便地進行應用程序的開發(fā)、部署和擴展，無需擔心任何基礎架構的問題。類似的PaaS云平臺還有谷歌的GAE（GoogleAppEngine），支持Python語言、JAVA語言、Go語言和PHP語言等。國內(nèi)的還有云端軟件開發(fā)協(xié)作平臺（碼云Gitee）、JEPaaS等。3.3.2PaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.2PaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.2PaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代GoogleDocs是谷歌公司的完全基于瀏覽器的SaaS云平臺，它提供在線文檔服務，允許用戶在線創(chuàng)建文檔，并提供了多種布局模板。用戶不必在本地安裝任何程序，只需要通過瀏覽器登錄服務器，就可以隨時隨地獲得自己的工作環(huán)境。在用戶體驗上，該服務做到了盡量符合用戶使用習慣，不論是頁面布局、按鈕菜單設置還是操作方法，都與用戶所習慣的本地文檔處理軟件（如MicrosoftOffice和OpenOffice等）相似。國內(nèi)的還有金山云文檔、用友云財務等。3.3.3SaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.3SaaS平臺的典型應用3.3云計算的應用場景第三章走進云計算時代3.3.3SaaS平臺的典型應用3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代2014年7月1日無錫地鐵第一條線路1號線開通當月日均客流僅9萬人次。從2015年2月份開始，1、2號日均線網(wǎng)客流已維持在19萬人次。2016年2月28日的客流量達30.66萬人次，為地鐵1、2號線單日最大客流。隨著地鐵線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，設備越來越多，給后期維護工作也提出了很大的挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)為：1項目背景3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代?物理IT資源利用率不均衡，硬件設備大量堆砌，成本居高不下。?數(shù)據(jù)存放較為分散，缺乏安全可靠性保護。?業(yè)務系統(tǒng)擴展繁瑣，上線周期長，阻礙業(yè)務發(fā)展。?軟硬件品牌種類多，運維管理難度較大。?IT資源申請流程不清晰，資源回收缺乏有效機制。3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代面對上述痛點，無錫地鐵決定建設私有云平臺，通過應用虛擬化技術和云計算平臺來整合內(nèi)部IT系統(tǒng)，實現(xiàn)資源統(tǒng)籌管理，提升現(xiàn)有資源的可靠性和可用性，大幅度節(jié)約企業(yè)硬件成本和管理成本，提高資源使用率，為應用提供動態(tài)、靈活、彈性、虛擬、共享和高效的資源服務，以加快生產(chǎn)和開發(fā)的效率，解決當前面臨的痛點。3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代（1）建設目標●云數(shù)據(jù)中心IT基礎設施建設云數(shù)據(jù)中心IT基礎設施的建設目標是滿足未來3至5年新建無錫地鐵IT應用系統(tǒng)對包括網(wǎng)絡、服務器、存儲、系統(tǒng)軟件等基礎設施的需求，以及已建應用系統(tǒng)系統(tǒng)遷移到云計算平臺的需求。2項目規(guī)劃3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代●云數(shù)據(jù)中心安全體系建設按照國家信息系統(tǒng)安全保護第三級的要求，進行安全系統(tǒng)建設。包括建設高可靠的安全技術防護體系和集中的安全管理服務體系，保障云計算平臺的安全。3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代●云數(shù)據(jù)中心運維體系建設云數(shù)據(jù)中心運維體系建設包括云資源管理子系統(tǒng)、云服務管理子系統(tǒng)、云安全管理子系統(tǒng)。云資源管理子系統(tǒng)提供IT基礎架構中的物理資源和虛擬資源的管理、設備管理、故障管理、機房管理等功能；云服務管理子系統(tǒng)提供服務器資源、數(shù)據(jù)庫資源、存儲資源的申請和審批管理；云安全管理子系統(tǒng)提供物理安全、云基礎安全、云平臺安全、業(yè)務系統(tǒng)安全。3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代（2）總體架構2項目規(guī)劃3.4.1無錫地鐵云計算實踐3.4云計算綜合應用案例第三章走進云計算時代（3）功能結構無錫地鐵云平臺是提供滿足用戶應用場景的IaaS層云計算能力，從物理設備管理到虛擬化資源管理，經(jīng)過鏡像的定制，最終提供IT服務。云平臺主要