云计算导论：概念-架构与应用第1章课件.pptx

1、1 第 1 章 云计算的基本概念第1章云计算的基本概念2 第 1 章 云计算的基本概念云计算的服务类型云计算概述云计算部署模式云计算的使用场景1.11.2内容导航C O N T E N T S云计算带来的变革1.31.41.5云计算产业链结构1.63 第 1 章 云计算的基本概念1.1云计算概述 云计算是指IT资源的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。典型的云计算提供商往往提供通用的网络业务应用，可以通过浏览器等软件或者其他Web服务来访问，而软件和数据都存储在远程数据中心的服务器上。用户通过计算机、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。 提

2、供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用、随时扩展、按使用付费。在20世纪80年代网格计算90年代公用计算21世纪初虚拟化技术面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）软件即服务（Software as a Service，SaaS）云计算4 第 1 章 云计算的基本概念1.1.1 云计算的思想起源l你刚刚购买完电脑，就出现了新的型号l刚高价购买的最新版的应用程序，过了不久就需要进行更新l电脑因为太多的不灵活的软件，负载过重而宕机，导致保存的数据全部丢失l下载软件不小心感染了病毒，结果泄露了自

3、己的账号密码，导致了经济损失l一时冲动购买了一套软件，结果用了不到一个月就失去了兴趣 个人使用计算机的烦恼lIT部门的工作人员经常忙于穿梭于各个办公楼之间解决员工电脑的各种系统错误，各种应用软件的错误l企业为了测试新开发的应用软件，需要购买一大批电脑，而当测试完毕之后，大部分设备处于闲置l为了应付市场的快速变化，急需一批计算资源，但是审批资金、购买设备、安装平台可能需要花费2周左右的时间，会耽误市场机会l高价购买了某家公司的软件之后，使用一段时间之后，发现不能完全满足需求，但是又无法退货企业使用计算机的烦恼5 第 1 章 云计算的基本概念1.1.1 云计算的思想起源云计算的基本思想01OPTI

4、ON02OPTION03OPTION04OPTION所有的计算能力、存储能力、和各种各样功能的应用都通过网络从云端获得用户不需要不停地更换昂贵的高性能电脑用户不需要购买、安装和维护各种系统和应用软件用户不需要担心数据的安全存储6 第 1 章 云计算的基本概念1.1.2 云计算的定义 美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）对云计算的定义： 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（包括网络、服务器、存储、应用和服务）进行网络访问的模式，它能够通过最少量的管理以及与服务提供商的互动实现计算

5、资源的迅速供给和释放。7 第 1 章 云计算的基本概念1.1.2 云计算的定义云计算的基本特征8 第 1 章 云计算的基本概念1.1.3 云计算的发展历程 云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、虚拟化、网络存储、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物，更是SaaS、SOA等技术混合演进的结果，下图所示的五大契机更是直接促进了云计算的诞生。云计算产生的五大契机9 第 1 章 云计算的基本概念云计算的服务类型云计算概述云计算部署模式云计算的使用场景1.11.2内容导航C O N T E N T S1.31.4云计算带来的变革1.5云计算产业链结构1.610 第 1 章 云计算的

6、基本概念1.2云计算的服务类型 云计算是一种新的技术，也是一种新的服务模式。云计算服务提供方式包含 云计算服务提供商可以专注于自己所在的层次，无需拥有三个层次的服务能力，上层服务提供商可以利用下层的云计算服务来实现自己计划提供的云计算服务。11 第 1 章 云计算的基本概念1.2.1 IaaS：基础设施即服务 IaaS是把计算、存储、网络以及搭建应用环境所需的一些工具当成服务提供给用户，使得用户能够按需获取IT基础设施。IaaS主要由计算机硬件、网络、存储设备、平台虚拟化环境、效用计费方法、服务级别协议等组成。IaaS服务模式如图所示。12 第 1 章 云计算的基本概念1.2.1 IaaS：基

7、础设施即服务IaaS特点把IT资源以服务的方式提交给用户；基础设施可以动态扩展，即可以根据应用的需求动态增加或者减少资源；计费服务灵活多变，按实际使用的资源进行计费；多租户，相同的基础设施资源可以同时提供给多个用户共享使用；企业级的基础设施，不仅仅可以为个人用户提供IT资源，而且可以满足中小企业的IT资源需求，使得它们可以从聚集的计算资源池中获利。13 第 1 章 云计算的基本概念1.2.1 IaaS：基础设施即服务IaaS的核心技术（3）高速网络技术（4）超大规模资源管理技术（5）云服务计费技术（2）分布式存储技术（1）虚拟化技术14 第 1 章 云计算的基本概念1.2.1 IaaS：基础设

8、施即服务（1）低成本IaaS服务的优势企业不需要购置硬件，省去了前期的资金投入；使用IaaS服务是按照实际使用量进行收费的，不会产生闲置浪费；IaaS可以满足突发性需求，企业不需要提前购买服务。IT资源运行在IaaS服务中心，企业不需要进行维护，维护工作由云计算服务商承担。IaaS只需几分钟就可以给用户提供一个新的计算资源，而传统的企业数据中心则需要数天甚至更长时间才能完成；IaaS可以根据用户需求来调整资源的大小。IaaS主要以虚拟机的形式为用户提供IT资源，可以支持各种类型的操作系统，因此IaaS可以支持的应用的范围非常广泛。虽然很多IaaS服务平台都存在一些私有的功能，但是随着云计算技术

9、标准的诞生，IaaS的跨平台性能将得到提高。运行在IaaS上的应用将可以灵活地在IaaS服务平台间进行迁移，不会被固定在某个企业的数据中心。（2）免维护（3）伸缩性强（4）支持应用广泛（5）灵活迁移15 第 1 章 云计算的基本概念1.2.2 PaaS：平台即服务PaaS平台的种类 PaaS是一种分布式平台服务，为用户提供一个包括应用设计、应用开发、应用测试及应用托管的完整的计算机平台。 PaaS的主要用户是开发人员，PaaS平台的种类目前较少，比较著名的有l Fl Google App Enginel Windows Azurel Cloud Foundry。FGoogle App Engi

10、neWindows AzureCloud Foundry16 第 1 章 云计算的基本概念1.2.2 PaaS：平台即服务PaaS层的核心技术（1）REST技术（5）分布式缓存（4）应用服务器（2）多租户技术（3）并行计算技术17 第 1 章 云计算的基本概念1.2.2 PaaS：平台即服务PaaS服务示意图18 第 1 章 云计算的基本概念1.2.2 PaaS：平台即服务PaaS平台的优势优势（1）友好的开发环境（6）整合率高（4）弹性强（5）多租户机制（2）丰富的服务（3）精细的管理和控制19 第 1 章 云计算的基本概念1.2.3 SaaS：软件即服务 SaaS就是软件服务提供商为了满足

11、用户的需求提供的软件的计算能力。SaaS云服务提供商负责维护和管理云中的软件以及支撑软件运行的硬件设施，同时免费为用户提供服务或者以按需使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。SaaS服务的示意图如图所示。SaaS是出现最早的云计算服务，其前身是ASP，最早的ASP厂商有Citrix、S和Netsuite等。20 第 1 章 云计算的基本概念1.2.3 SaaS：软件即服务（2）支持公开协议（1）使用简单（3）成本低（4）安全保障现有的SaaS服务都是基于公开协议的，如HTTM4和HTTM5等。用户只需要使用常用的浏览器就可以使用SaaS服务。

12、通过浏览器访问，只要有网络，就可以随时随地通过多种设备使用SaaS服务。使用SaaS服务后，用户无需在使用前购买昂贵的许可证，省去了先期投入，只需要在使用过程中按照实际使用付费，成本远远低于桌面版。SaaS服务提供商都提供了比较高级的安全机制，不仅为存储在云端的数据提供加密措施，还通过HTTPS协议确保用户和云平台之间的通信安全。SaaS的优势21 第 1 章 云计算的基本概念1.2.3 SaaS：软件即服务（1）大规模多 租户支持实现SaaS的关键技术它是SaaS模式成为可能的核心技术，运行在应用提供商SaaS上的应用能够同时为多个组织和用户使用，能够保证用户之间的相互隔离。没有多租户技术的

13、支持，SaaS就不可能实现。认证和安全是多租户的必要条件。当接收到用户发出的操作请求时，其发出请求的用户身份需要被认证，且操作的安全性需要被监控。定价和计费是SaaS模式的客观要求。提供合理、灵活、具体而便于用户选择的定价策略是SaaS成功的关键之一。它是SaaS长期发展的动力。SaaS应用提供商需要通过与其他产品的整合来提供整套产品的解决方案。开发和定制是服务整合的内在需要。一般来讲，每个SaaS应用都提供了完备的软件功能，但是为了能够与其他软件产品进行整合，SaaS应用最好具有一定的二次开发功能，包括公开API，提供沙盒以及脚本运行环境等。（2）认证和 安全（3）定价和 计费（4）服务整合

14、（5）开发和定制22 第 1 章 云计算的基本概念云计算的服务类型云计算概述云计算的使用场景1.11.2内容导航C O N T E N T S1.31.4云计算部署模式云计算带来的变革1.5云计算产业链结构1.623 第 1 章 云计算的基本概念1.3云计算部署模式1IDC公有云公有云是一种对公众开放的云服务，由云服务提供商运营，为最终用户提供各种IT资源，可以支持大量用户的并发请求。公有云的结构如图所示。l优点是其所应用的程序及相关数据都存放在公有云的平台上，自己无需前期的大量投资和漫长的建设过程。l具有规模的优势，其运营成本比较低；只需为其所使用的付费，可节省使用成本。l数据安全和隐私等问

15、题是使用公有云时较为担心的问题。现在国际上如Amazon AWS、Google App Engine和Google Apps、Microsoft Azure等公司，及一些传统的IDC厂商都提供云计算服务。24 第 1 章 云计算的基本概念1.3云计算部署模式2私有云私有云是指组织机构建设的专供自己使用的云平台。私有云的结构如图所示。l与公有云不同，私有云部署在企业内部网络，私有云可以支持动态灵活的基础设施，降低IT架构的复杂度，降低企业IT运营成本。l私有云的缺点是企业需要有大量的前期投资，需要采用传统的商业模型。l私有云的规模相对于公有云来说一般要小得多，无法充分发挥规模效应。25 第 1

16、章 云计算的基本概念1.3云计算部署模式混合云是由私有云及外部云提供商构建的混合云计算模式。使用混合云计算模式，机构可以在公有云上运行非核心应用程序，而在私有云上支持其核心程序以及内部敏感数据。l相比较而言，混合云的部署方式对提供者的要求较高。l在混合云部署模式下，公有云和私有云相互独立，但在云的内部又相互结合，可以发挥出所混合的多种云计算模型各自的优势。l通过使用混合云，企业可以在私有云的私密性和公有云的低廉之间做一定的权衡。3 混合云26 第 1 章 云计算的基本概念1.3云计算部署模式混合云的结构图27 第 1 章 云计算的基本概念1.3云计算部署模式4社区云社区云服务的用户是一个特定范

17、围的群体，它既不是一个单位内部的，也不是一个完全公开的服务，而是介于两者之间。所产生的成本由他们共同承担，因此，所能实现的成本节约效果也并不很大。社区云的结构如图所示。社区云服务是由几家企业联合管理和提供给自己使用的。28 第 1 章 云计算的基本概念云计算的服务类型云计算概述1.11.2内容导航C O N T E N T S1.3云计算部署模式云计算的使用场景1.4云计算带来的变革1.5云计算产业链结构1.629 第 1 章 云计算的基本概念1.4云计算的使用场景IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）公有云在原有IDC的基础上加入了系统虚拟化、自动化管理和能源监控

18、等技术，通过IDC公有云，用户能够使用虚拟机和存储等资源。原有IDC可通过引入新的云技术来提供PaaS服务，现在已成型的IDC公有云有Amazon的AWS和Rackspace Cloud等，公有云的服务类型包含SaaS、ERP和CRM。1IDC公有云企业私有云帮助企业提升内部数据中心的运维水平，使IT服务更围绕业务展开。企业私有云的优势在于建设灵活性和数据安全性，但企业需要付出更高的维护成本、构建专业的技术队伍。RackSpace的私有云产品、华为的FusionSphere和IBM的SoftLayer等是典型的企业私有云。2企业私有云30 第 1 章 云计算的基本概念1.4云计算的使用场景云存

19、储系统通过整合网络中多种存储设备来对外提供云存储服务，并能管理数据的存储、备份、复制和存档。云存储系统非常适合互联网企业、电信公司等，还有广大的网民。相关的产品有：中国电信的E云、Amazon的S3云存储服务、Google的Picasa相册和微软的SkyDrive网络硬盘等。3云存储系统虚拟桌面云使用了桌面虚拟化技术，将用户的桌面环境与其使用的终端解耦，在服务器端以虚拟镜像的形式统一存放和运行每个用户的桌面环境，而用户则可通过小型的终端设备来访问其桌面环境。相关的产品有Citrix的XenDesktop和VMware的VMwareView。4虚拟桌面云31 第 1 章 云计算的基本概念1.4云

20、计算的使用场景开发测试云通过友好的Web界面预约、部署、管理和回收整个开发测试环境，开发测试云适合那些需要开发和测试多种应用的组织和企业使用，比如银行、电信和政府等。相关解决方案有IBM Smart Business Developmentand Test Cloud。5开发测试云协作云是云供应商在IDC云的基础上构建或者直接构建的专属云，在云中搭建整套协作软件，将这些软件共享给用户，适合那些需要一定的协作工具，但不希望维护软硬件和支付高昂的软件许可证费用的企业与个人。最具代表性的产品是IBM的Lotus Live，其主要包括会议、办公协作和电子邮件这3大服务。Google Apps也是主流的

21、协作云产品，其中Gmail和Gtalk都是协作的利器。6协作云32 第 1 章 云计算的基本概念1.4云计算的使用场景HPC（High Performance Computing，HPC）云可为用户提供可以定制的高性能计算环境，用户可以根据自己的需求来设定计算环境的操作系统、软件版本和节点规模，避免与其他用户发生冲突。HPC云可以成为网格计算的支撑平台，以提升计算的灵活性和便捷性。HPC云特别适合需要使用高性能计算，但缺乏巨资投入的普通企业和学校。北京工业大学已经和IBM合作建设国内第一个HPC云计算中心。7HPC云电子政务云（E-Government Cloud）是使用云计算技术对政府管理和

22、服务职能进行精简、优化、整合，通过信息化手段在政务上实现各种业务流程办理和职能服务，为政府各级部门提供可靠的基础IT服务平台，提高政府服务效率和服务的能力。8电子政务云33 第 1 章 云计算的基本概念云计算的服务类型云计算概述1.11.2内容导航C O N T E N T S1.3云计算部署模式云计算的使用场景1.4云计算带来的变革1.5云计算产业链结构1.634 第 1 章 云计算的基本概念1.5云计算带来的变革l在云计算时代，计算机的处理能力被集中在数据中心，通过网络来进行使用，实现了“IT的服务化”；l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维护成本大幅降低，无需

23、担心数据的丢失；l用户的工作方式更加移动化、合作化，可以更迅速地启动新业务，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；l云计算模式可以助力发展中国家发展，并产生大量的创业机会。云计算云计算带来的主要变革体现35 第 1 章 云计算的基本概念1.5云计算带来的变革云计算给软硬件产业带来的变革开发模式：可以调用后端的数据中心资源开发工具：使用Python、Ruby on Rails、Java Script、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设计模型：转变为并行计算模式盈利模式：转变为按服务收费软件的变革硬件的变革扩充模式：转变为不断增加集群规模的横向扩充模式设备

24、总量：通过虚拟化把众多服务器组成一个巨大的资源池，资源利用率增加到80%以上设备形态：客户端和移动设备的需求增加采购模式：由硬件品牌转为扩充性和性价比36 第 1 章 云计算的基本概念云计算的服务类型云计算概述1.11.2内容导航C O N T E N T S1.3云计算部署模式云计算的使用场景1.4云计算产业链结构1.6云计算带来的变革1.537 第 1 章 云计算的基本概念1.5云计算产业链结构云计算产业链构成云计算作为一种新兴的IT应用模式，带动整个IT产业的调整和升级，催生了全新的产业链，既包含传统的硬件提供商、基础软件提供商和软件应用提供商，也包含新兴的云提供商和云服务提供商。个人用

25、户 企业机构用户 应用提供商 云服务提供商 云提供商 硬件提供商 基础软件提供商 38 第 1 章 云计算的基本概念1.5云计算产业链结构硬件设备供应商是云计算市场的基础设备提供商，主要包括服务器制造商、储存设备制造商、芯片制造商和嵌入式设备制造商。1硬件提供商基础软件提供商主要提供操作系统和数据库、Web服务器、文件系统等中间件，处于云计算产业链的源头。在云计算模式下，操作系统必须支持虚拟化、容器等技术，产业链上游的云平台提供商可以使用这些基础软件开发云计算平台；中间件需要适应单个云服务提供商的运行环境，提供具有跨多个云服务提供商的互操作性，并具有可扩展性。2基础软件提供商支持云计算技术需求

26、的硬件产品，未来会占据更大的市场份额。39 第 1 章 云计算的基本概念1.5云计算产业链结构云提供商处于云计算产业的核心位置，它向下采购硬件提供商及基础软件提供商的产品，向上为云服务提供商提供构建公有云的解决方案，为企业机构用户提供构建私有云的解决方案，在云计算产业中处于“制云者”的角色。特点有：l具有丰富的硬件系统集成经验。l具有丰富的软件系统集成经验。l具有丰富的行业背景。3云提供商云服务提供商是指通过云计算全新的商业模式为最终用户提供服务的企业，其可以是为本身企业提供服务的企业内部的云计算部门，也可以是为行业企业提供专业化服务的行业云计算厂商，这些服务商在基础架构层会提供基本的计算资源，在中间层提供相关的标准的平台层服务，在上层提供可执行的成熟的商业软件。4云服务提供商40 第 1 章 云计算的基本概念1.5云计算产业链结构在云计算模式下，云应用提供商只需将应用部署在云平台中，无需购买并维护各种软硬件资源，避免了传统方式中资源空闲所造成的浪费。5云应用提供商6个人用户个人用户无需自行维护数据的安全，云端严格的权限管理策略和专业的维护团队保障了用户的数据安全。企业无需自建数据中心，大大降低了IT部门的各种成本，专业的维护团队保障了各种软件系的性能和可靠性。7企业机构用户云应用云应用41 第 1 章 云计算的基本概念THANKS