浅析云计算与虚拟化.ppt

1、第第2页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算由来云计算由来 云计算由来云计算由来云计算云计算(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。通过服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等虚各种软件服务。通过服务器集群，包括计算服务器、

2、存储服务器、宽带资源等虚拟计算资源的自我维护和管理，降低整个系统的单位处理能力成本。拟计算资源的自我维护和管理，降低整个系统的单位处理能力成本。云计算最初萌芽是由亚玛逊公司推出的云计算最初萌芽是由亚玛逊公司推出的“弹性计算云弹性计算云”(EC2)，其本质是网格计，其本质是网格计算，取得了巨大的商业成功。云计算被视为算，取得了巨大的商业成功。云计算被视为“革命性的计算模型革命性的计算模型”，其价格低廉，其价格低廉，购买者无需投入昂贵的硬件成本，只需要租赁或购买超级云计算能力中的部分能购买者无需投入昂贵的硬件成本，只需要租赁或购买超级云计算能力中的部分能力，就可以完成力，就可以完成 系统部署。系统

3、部署。第第3页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算原理云计算原理 云计算原理云计算原理云计算云计算(Cloud Computing)是由分布式处理是由分布式处理(Distributed Computing)、并行处理、并行处理(Parallel Computing)和网格计算和网格计算(Grid Computing)演进发展，并在商业上实现的演进发展，并在商业上实现的计算机概念。计算机概念。云计算的基本原理是，构建大规模的分布式计算系统资源库，将系统的计算分布云计算的基本原

4、理是，构建大规模的分布式计算系统资源库，将系统的计算分布在系统资源池，统筹考虑整体系统的利用情况。这云计算提供商能够将资源切换在系统资源池，统筹考虑整体系统的利用情况。这云计算提供商能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统，提高整个系统的设备利用率，到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统，提高整个系统的设备利用率，降低了软硬件的单位费用。其本质是是数据共享计算模式与服务共享计算模式的降低了软硬件的单位费用。其本质是是数据共享计算模式与服务共享计算模式的结合体，是下一代计算模式的发展方向。结合体，是下一代计算模式的发展方向。由用户角度来看，其通过远程的调用，将处理数据的服

5、务程序在购买或租赁的云由用户角度来看，其通过远程的调用，将处理数据的服务程序在购买或租赁的云平台进行，既能满足业务需求，业务可扩展性也比较好，且无前期的大量硬件投平台进行，既能满足业务需求，业务可扩展性也比较好，且无前期的大量硬件投资，更无需担心硬件维护；而各类的数据也可以相应的保存在远程的云存储上，资，更无需担心硬件维护；而各类的数据也可以相应的保存在远程的云存储上，大大提升了数据的茁壮性，减少了数据管理的负担。大大提升了数据的茁壮性，减少了数据管理的负担。第第4页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Instit

6、ute Co.,Ltd.n高可扩展性。高可扩展性。云计算平台构建在同构可互换的节点上，其规模可以动态伸缩，可以按用户规模和应用服务需求对系统进行扩容。n云计算平台的通用性云计算平台的通用性。云计算不针对特定的应用，可以根据不同用户的需求，提供不同应用的统一解决方式。n云计算平台具有超大规模。云计算平台具有超大规模。在实际使用“云”的企业中，其服务器均达到相当的规模，Google云计算平台规模已达百万台服务器的级别，亚玛逊、IBM、微软、Yahoo等企业的云平台也拥有几十万台服务器规模，即使规模最小的企业私有云，一般也至少拥有数百上千台服务器。为这些企业提供了巨大计算能力。云计算虽然模式复杂，但

7、是从平台技术特性来看，有几个显著的特点：云计算虽然模式复杂，但是从平台技术特性来看，有几个显著的特点：n云计算平台均采用虚拟化技术。云计算平台均采用虚拟化技术。云计算不会指定用户在特定的设备上获取服务，用户应用服务的可能运行在任意节点。请求的资源根据云计算平台自由分配，不是固定的有形的实体。云计算特点云计算特点 n云计算平台的廉价性云计算平台的廉价性。云计算的廉价性是由多个方面共同做到的，一方面，云计算的往往采用相对廉价设备（如x86计算机）构建云计算系统的节点来构成云；另一方面，云计算将大量设备集中在一起统一提供管理和服务，大大降低了服务的管理成本；最后云计算平台通过基础设施与上层应用程序的

8、协同工作，根据用户按需分配能力的服务方式，能使云系统达到最大使用效率，也一定程度上降低了云计算平台的成本。n云计算平台均具有高可靠性。云计算平台均具有高可靠性。云计算平台存在大量同构可互换的计算节点，数据也能做到多副本容错，软件系统能够容忍节点的错误，不会影响业务的运行和需求，比使用本地计算机更可靠。第第5页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算架构云计算架构 云计算架构云计算架构:云计算基础设施平台一般分为物理资源，资源虚拟化，管理，服务提供。云计算基础设施平台一般分为物理

9、资源，资源虚拟化，管理，服务提供。物理设施被虚拟化，物理设施被虚拟化，提供一个灵活的资提供一个灵活的资源池体提高资源利源池体提高资源利用率。管理层负责用率。管理层负责物理资源和虚拟资物理资源和虚拟资源池的管理、部署、源池的管理、部署、监控、报警等。服监控、报警等。服务提供层组合管理务提供层组合管理层的功能提供某种层的功能提供某种形式的服务。形式的服务。第第6页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.虚拟化虚拟化 虚拟化虚拟化虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用或

10、用户隐藏了虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用或用户隐藏了计算资源的底层属性。它既包括使单个的资源（比如一个服务器，一个操作系统，计算资源的底层属性。它既包括使单个的资源（比如一个服务器，一个操作系统，一个应用程序，一个存储设备）划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源（比如一个应用程序，一个存储设备）划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源（比如存储设备或服务器）整合成一个虚拟资源。虚拟化技术是指实现虚拟化的具体的存储设备或服务器）整合成一个虚拟资源。虚拟化技术是指实现虚拟化的具体的技术性手段和方法的集合性概念。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计技术性手段和方法的集合性概

11、念。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化可以分为操作系统级虚拟化，应用程序级，算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化可以分为操作系统级虚拟化，应用程序级，和虚拟机管理器。虚拟机管理器分为宿主虚拟机和客户虚拟机。和虚拟机管理器。虚拟机管理器分为宿主虚拟机和客户虚拟机。第第7页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算原理云计算原理 云计算服务划分云计算服务划分硬件基础设施（HW）云计算基础软件供应商（Enabers)云计算化基础设施服务（IaaS）

12、平台即服务（PaaS）软件即服务（SaaS）nSaaS将软件作为服务，其针对性最强，它将某些特定应用软件功能封装成服务。SaaS既不像PaaS一样提供计算或存储资源类型的服务，也不像IaaS一样提供运行用户自定义应用程序的环境，它只提供某些专门用途的服务供应用调用。nPaaS对资源的抽象层次相对较弱，它提供用户应用程序的运行环境。PaaS自身负责资源的动态扩展和容错管理，用户应用程序不必过多考虑节点间的配合问题。但与此同时，用户的自主权降低，必须使用特定的编程环境并遵照特定的编程模型。这有点像在高性能集群计算机里进行MPI编程，只适用于解决某些特定的计算问题。nIaaS将硬件设备等基础资源封装

13、成服务供用户使用。在IaaS环境中，用户相当于在使用裸机和磁盘，可以基于不同的操作系统，运行不同的应用，但必须考虑协同工作的问题。IaaS最大优势在于它允许用户动态申请或释放节点，按使用量计费。运行IaaS的服务器规模达到几十万台之多，用户因而可以认为能够申请的资源几乎是无限的。而IaaS是由公众共享的，因而具有更高的资源使用效率。专用通用第第8页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算对移动业务影响云计算对移动业务影响 云计算影响云计算影响云计算具有鲜明的特征和明显的优势，不

14、仅可以提升设备的利用率，更能提供大云计算具有鲜明的特征和明显的优势，不仅可以提升设备的利用率，更能提供大量低廉的处理能力，降低运营成本，为计算处理的模式带来了深刻的量低廉的处理能力，降低运营成本，为计算处理的模式带来了深刻的“革命革命”。对于云计算将会给移动业务带来的影响，我感觉主要集中在对于云计算将会给移动业务带来的影响，我感觉主要集中在3个方面：个方面：首先，是对首先，是对IDC业务的运营模式带来了巨大的变革。业务的运营模式带来了巨大的变革。IDC机房原有的运营模式是运营商提供网络和设备安装面积，企业和用户租用机架和网机房原有的运营模式是运营商提供网络和设备安装面积，企业和用户租用机架和网

15、络，并将服务器托管在运营商侧，设备的利用率很低，电源、空调等配套资源消耗量络，并将服务器托管在运营商侧，设备的利用率很低，电源、空调等配套资源消耗量高。高。云计算到来后，企业无需新购设备硬件，只需向运营商购买处理能力，通过处理能力云计算到来后，企业无需新购设备硬件，只需向运营商购买处理能力，通过处理能力的分配和回收，提高整体的设备利用率。的分配和回收，提高整体的设备利用率。其次，对中小数据业务平台也会带来演进的动力。其次，对中小数据业务平台也会带来演进的动力。数据业务平台，由于业务需求烦杂，需要新建大量的小平台，平台之间很少有共用关数据业务平台，由于业务需求烦杂，需要新建大量的小平台，平台之间

16、很少有共用关系，且小平台往往为了满足每月几天的业务峰值配置较多的处理能力，相互累计后，系，且小平台往往为了满足每月几天的业务峰值配置较多的处理能力，相互累计后，空闲的处理能力将达到一个恐怖值，根据权威机构统计，数据业务平台服务器资源平空闲的处理能力将达到一个恐怖值，根据权威机构统计，数据业务平台服务器资源平均利用效率只有均利用效率只有2040，有大量的潜力可挖。，有大量的潜力可挖。云计算的平台和云计算的平台和SOA架构结合将能大大减少这种资源的浪费，对公用性的资源基于架构结合将能大大减少这种资源的浪费，对公用性的资源基于SOA架构，进行统一部署，减少重复建设和重复计算，对专有系统基于云计算分配

17、处架构，进行统一部署，减少重复建设和重复计算，对专有系统基于云计算分配处理能力，初期可少量部署，并根据业务需求实时分配和回收，将大量提高硬件设备利理能力，初期可少量部署，并根据业务需求实时分配和回收，将大量提高硬件设备利用率。用率。第第9页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算对移动业务影响云计算对移动业务影响 云计算的影响云计算的影响最后，对于最后，对于IT支撑系统也会有所影响。支撑系统也会有所影响。IT支撑系统的硬件设备实际也存在设备利用率低的问题，但由于支撑系统的硬件设

18、备实际也存在设备利用率低的问题，但由于IT支撑系统应用具有支撑系统应用具有相对的独立性和重要性，相对的独立性和重要性，而且资源分配后往往不会有回收的情况，建议利用虚拟化提而且资源分配后往往不会有回收的情况，建议利用虚拟化提高设备利用率，对于数据挖掘、搜索引擎以及信息化等局部子系统，也可以逐步的尝高设备利用率，对于数据挖掘、搜索引擎以及信息化等局部子系统，也可以逐步的尝试云化。试云化。云计算的建议云计算的建议云计算不仅提供廉价的处理能力，也提高了硬件设备的利用率，减少了硬件系统云计算不仅提供廉价的处理能力，也提高了硬件设备的利用率，减少了硬件系统对电源、空调，甚至空间的需求，不仅符合建设绿色环保

19、性企业的社会目标，也对电源、空调，甚至空间的需求，不仅符合建设绿色环保性企业的社会目标，也是降低企业运营成本的良方。但云计算模型与传统的计算能力提供方式有较大的是降低企业运营成本的良方。但云计算模型与传统的计算能力提供方式有较大的不同，基于运营商，如何直面云计算技术的演进，顺势而上，合理和优化已有资不同，基于运营商，如何直面云计算技术的演进，顺势而上，合理和优化已有资源，是我们本阶段的重要问题。源，是我们本阶段的重要问题。积极跟踪和探索云计算：积极探索应用与硬件解耦（虚拟化）的优缺点；积极跟踪和探索云计算：积极探索应用与硬件解耦（虚拟化）的优缺点；在新建在新建IDC系统时，应优先考虑云计算模型

20、：为中小企业用户提供云计算化基础设施服系统时，应优先考虑云计算模型：为中小企业用户提供云计算化基础设施服务（务（IaaS）；）；对已有的服务器积极探索虚拟化技术：对于企业中的已有的大量服务器资源和存储资对已有的服务器积极探索虚拟化技术：对于企业中的已有的大量服务器资源和存储资源，建议通过通过虚拟化，形成资源池，并对设备利用率低的非关键应用进行归并，源，建议通过通过虚拟化，形成资源池，并对设备利用率低的非关键应用进行归并，逐步整合多种应用，提高设备利用率，降低运营成本，缓解资金压力。逐步整合多种应用，提高设备利用率，降低运营成本，缓解资金压力。第第10页页中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通

21、信集团设计院有限公司 China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.云计算需要注意的问题云计算需要注意的问题 云计算需要注意的问题云计算需要注意的问题云计算技术上相对领先，但也有很多问题需要克服，根据某知名顾问公司近日发云计算技术上相对领先，但也有很多问题需要克服，根据某知名顾问公司近日发表一份报告，中小企业可受益于云服务，但现在的云服务对大型企业而言仍有障表一份报告，中小企业可受益于云服务，但现在的云服务对大型企业而言仍有障碍，其不仅在操作及财务上，更可能在技术上。碍，其不仅在操作及财务上，更可能在技术上。在系统技术的可靠性在系统技术的可靠性 云计算

22、基础是超大规模的集群计算系统，系统的稳定性、可靠性和容错性实云计算基础是超大规模的集群计算系统，系统的稳定性、可靠性和容错性实现，以及如何有效的配置、监控、管理、调度虚拟化资源池，均是有待研究之处。现，以及如何有效的配置、监控、管理、调度虚拟化资源池，均是有待研究之处。可扩展的并行计算技术可扩展的并行计算技术 同时随着多核处理器流行，增加的并行的层次性，增强了系统的虚拟化和计同时随着多核处理器流行，增加的并行的层次性，增强了系统的虚拟化和计算并行化的难度，需要云软件有更强大的能力。算并行化的难度，需要云软件有更强大的能力。数据安全技术数据安全技术 原有保存在本地，由单个系统独立处理的数据，在云计算中将不知分配在何原有保存在本地，由单个系统独立处理的数据，在云计算中将不知分配在何处，如何保障数据的安全性，也是云计算迫切需要解决的一个问题。处，如何保障数据的安全性，也是云计算迫切需要解决的一个问题。