拓展模块7云计算教学课件.pptx
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1、07新一代信息技术导论模块7 云计算云计算是一种通过网络以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式,它是一种按使用量付费的新型商业模式,服务内容是提供可配置的计算资源共享池(包括网络,服务器,存储,应用软件,服务等)。本主题包括云计算基本概念、云计算服务模式、布署模式、云计算关键技术和云计算的主流产品等内容教师:X老师目 录CONTENTS7 7.1.1认知认知云计算云计算7 7.2.2理解云计算的技术架构理解云计算的技术架构7 7.3.3应用云计算的主流产品应用云计算的主流产品7.17.1认知认知云计算云计算077.1.1 7.1.1 理解云计算的基本概念理解云计算的基本概念 200
2、6年8月9日,Google首席执行官埃里克施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大会(SES San Jose 2006)首次提出“云计算”(Cloud Computing)的概念,在他的支持下,Google推出了“Google 101计划”,并正式提出“云”的概念,其核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户按需提供服务。1. 1. 云计算的由来云计算的由来 云计算的发展由来概述起来经历了以下四个阶段。(1)单机时代 计算机之间是无法进行联系的,每台计算机都是独立的计算单位(2)集群时代 集群技术目的主要有两个,一个是通过多台计算机完成同一个工作,达到
3、更高的效率;另一个是两台或多台计算机内容、工作过程等完全一样,提高可靠性(3)网格时代 网格计算主要关注如何把一个任务分配到它所需要的资源上,再把一个大的计算任务分成多个小任务,然后被分配到服务器资源上运行(4)云计算时代以服务的形式交付给用户,使得用户可以像使用水、电一样按需取用资源7.1.1 7.1.1 理解云计算的基本概念理解云计算的基本概念(1)云计算概念的形成2. 2. 云计算的概念云计算的概念 互联网阶段 互联网(Internet)又称国际网络,指的是网络与网络之间所串连成的庞大网络,这些网络以一组通用的协议相连,形成逻辑上的单一巨大国际网络。互联网可以实现不同软硬软的计算机之间进
4、行数据交换。万维网阶段 万维网称为WWW (World Wide Web),它是存储在互联网计算机中、数量巨大的文档的集合。Netscape(网景)、Yahoo!(雅虎)、Google等企业依赖万维网的技术创造了巨量的财富。云计算阶段 万维网出现后,万维网上的信息越来越多,形成了一个信息大爆炸的时代。通过网络向用户提供廉价的、满足业务发展的IT服务的需求产生,从而形成了云计算的概念。7.1.1 7.1.1 理解云计算的基本概念理解云计算的基本概念(2)云计算概念定义和特点2. 2. 云计算的概念云计算的概念 云计算并非是一个新的概念,只能算是一个新名词。云计算概念应该理解为一种商业和技术的模式
5、。从商业层面,云计算模式代表了按需索取、按量计费、网络交付的商业模式。从技术层面,云计算模式代表整合多种不同的技术来实现一个可扩展、快速部署、多租户共享的IT系统,提供各种IT服务。超大规模虚拟化通用性高可靠性高扩展性按需获取价格低廉特点描述:云计算是以虚拟化技术为基础,将所有硬件资源虚拟化后,形成一个资源池,供用户使用;“云”能赋予用户前所未有的计算能力,具备超大规模;通过采取冗余方式则能够降低错误出现的概率,同时保证了数据的可靠性;从广义角度来看,云计算本质是一种新型的数据字化服务;同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行,也可以提供多样性的服务(通用性);成本可以得到极大的节约,也极其廉价
6、(经济性);云”是一个庞大的资源池,如同自来水和电,根据业务的需求获取,自动化部署模式;云计算供应商呆以快速灵活地部署云计算资源,快速地对“云”规划进行伸缩(高扩展性)。8大特点可计量性7.1.2 7.1.2 云计算的应用行业和典型场景云计算的应用行业和典型场景1. 1. 云计算的应用行业云计算的应用行业 政府部门政府部门第一梯队是中国移动、中国电信、中国联通第二梯队是传统的IT企业,以华为云、曙光云、紫光云等为代表;第三梯队是互联网服务商,包括腾讯云、阿里云等银行、保险、证券和互联网金融。我国金融行业云计算市场规模在2021年将达到近2000亿元,预计到2023年将达到3500多亿元在医疗行
7、业由云厂商为医疗机构搭建的云平台以及提供的云服务,通过云计算技术连通医疗机构内部各类信息系统,存储大量医疗数据,同时还可以提供高效的计算资源,便于在云上开展大数据分析和人工智能应用能源领域云计算的应用起步较晚、进展也比较缓慢,大部分处于服务器虚拟化为主的阶段。市场广阔四个领域增长快速进展缓慢电信行业云计算主要包括建设云化的新型电信网络服务环境(物理基础设施、虚拟基本设施、云操作系统、中间件等)和面向IT的应用支撑系统。 目前,云计算在我国轨道交通、铁路交通、航空运输以及物流运输等方面都有较广泛的应用. 杭州城市大脑、12306网站、地铁办公OA全民系统、铁路安全管控信息平台飞速发展应用广泛金融
8、行业金融行业交通行业交通行业医疗行业医疗行业能源行业能源行业电信行业电信行业7.1.2 7.1.2 云计算的应用行业和典型场景云计算的应用行业和典型场景2. 2. 云计算的典型场景云计算的典型场景 (1)云办公 办公是各企业员工最重要的日常事务,内容丰富,事务繁杂,包括各类文档、报表的处理,合作伙伴、客户之间交流,市场调研,内部人员这间的协作等。办公手段和工具的改进有利于办公效率的提升,降低成本,方便工作。 云办公(Cloud Office)广义上是指将企事业单位及政府部门的办公完全建立在云计算技术基础上,从而实现降低成本、提高效率和低碳减排的目标;狭义上讲云办公是指以“办公文档”为中心,为企
9、事业单位及政府部门提供文档编辑、文档存储、协作、沟通、移动办公、工作流程等云端软件服务。云办公作为IT界的发展方向,正在逐渐形成期独特的产业链和生态圈,是一种和传统办公软件完全不同的应用场景。7.1.2 7.1.2 云计算的应用行业和典型场景云计算的应用行业和典型场景2. 2. 云计算的典型场景云计算的典型场景 (2)电子邮箱 作为最为流行的通信服务,电子邮箱的不断演变,为人们提供了更快和更可靠的交流方式。传统的电子邮箱使用物理内存来存储通信数据,而云计算使得电子邮箱可以使用云端的资源来检查和发送邮件,用户可以在任何地点、任何设备和任何时间访问自己的邮件,企业可以使用云技术让它们的邮箱服务系统
10、变得更加稳固。(3)数据存储 云计算的出现,使本地存储变得不再必需。用户可以将所需要的文件、数据存储在互联网上的某个地方,以便随时随地访问。来自云服务商的各种在线存储服务,将会为用户提供广泛的产品选择和独有的安全保障,使其能够在免费和专属方案之间自由选择。 代表性的应用有百度网盘、搜狐企业网盘等产品。(4)游戏和云手机 游戏化已经成为云计算的一个重要应用,如今各种云游戏推出,云计算的游戏化正在逐渐受到用户的欢迎,其能够给企业用户带来更多的好处。云游戏化能够成为游戏提供商的宣传点,同时对于用户来说,能够提供一个随时游玩的平台,并且这种平台并不会消耗太多自己的平台性能。 云手机就是将云计算技术运用
11、于网络终端服务,通过云服务器实现云服务的手机(5)大数据分析 大数据正在跟云计算争夺科技新闻的头条。但是如今许多的提供商和企业,正在尝试将二者结合。大数据分析是大数据的一种服务器,是目前最实用的大数据应用之一。能够帮助企业发现价值,增强企业的竞争力。7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式1. 1. 基础设施即服务(IaaS) 关于云计算的名词五花八门,对于云计算的分类方法也很多,常用的分类方法有按布署方式、按行业以及按服务内容区分,云计算按服务类型内容可以分为基础设施即服务、平台即服务和软件即服务共三种。(1)IaaS概述 基础设施即服务(IaaS,Infrastructur
12、e as a Service )是一种向用户提供计算基础设施服务的模式,基础设施包括CPU、内存、存储、网络等,将这些硬件封装成服务供用户使用。在IaaS模式下,用户相当于在使用物理的计算机和磁盘,即可以在上面运行Windows操作系统,也可以运行Linux操作系统。用户可以通过互联网从IaaS供应商获得云主机、云存储等服务,用户可以根据自己的业务需求,布署和运行任意软件。这种模式下用户不需要管理或控制任何云计算基础设施,但能控制操作系统的选择、储存空间、部署空间,也可以获取防火墙、负载均衡等网络组件。(2)IaaS主要功能 IaaS在企业内部可以进行资源整合和优化,提高资源利用率;对外则能够
13、将IT资源作为一种互联网服务提供给终端用户,帮助用户降低成本,从而能够实现低碳环保,可以也帮助用户便捷实现信息化。资源抽象:将各种基础设施抽象为资源池,可以更好地高度和管理物理资源。负载管理:通过负载管理,不仅能使部署在基础设施上的应用更好地应对突发情况,而且还能更好地利用系统资源。数据管理:对云计算来说,数据的完整性、可靠性和可管理性是对IaaS的基本要求。资源部署:将整个资源从申请到交付的流程全部自动化,无需人工干预。安全管理:IaaS安全管理的主要目标是保证基础设施和提供给用户的资源合法的访问和使用。计费管理:可计费是云计算最主要特征,通过按量计费让用户更灵活地使用各种资源。 IaaS架
14、构意示图如下:7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式实现IaaS主要服务IaaS提供的服务主要包括云主机、云存储、CDN等,企业规模也较大,像国内的阿里云、华为云、天翼云、腾讯云、沃云等均采用了这样的产品模式,这样的产品模式可以为用户提供一站式的服务体系,从而提升了产品的竞争力。搭建平台对IaaS应用此类型主要是通过搭建一个成长型平台的方式来实现对基础设施的部署,比较有代表性是青云(QingCloud),并且使用青云服务的厂商还能够得到在同一平台其他企业的功能支持。传统IDC服务通过使用传统ID(Internet Data Center是专业级的机房环境)的IaaS服务,企业
15、可以在原有的物理资源基础上搭建IaaS环境,通过资源的整合和优化,为IaaS的搭建降低成本。模块定制化服务目前典型的应用有360云、讯雷、坚果云、七牛云等都是从IaaS服务的一个模块出发。IaaS产品类型1. 1. 基础设施即服务(IaaS) 云计算厂商是互联网企业基础设施的供给平台,然而不同的IaaS厂商,其公司规模、资源优势、技术优势和发展战略各不相同,其提供的产品模式也有较大差异,而主流的产品类型有上图几种。7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式2. 2. 平台即服务(PaaS) 平台即服务(PaaS,Platform as a Service )是一种向用户提供应用程
16、序的运行环境、开发环境(开发工具、中间件、数据库软件等)和服务器平台等,并将这些以服务形式提供给用户的服务模式(1)PaaS概述 通常PaaS服务商通过基础架构平台或开发引擎为用户提供软件开发、部署和运行环境。用户基于PaaS提供商提供的开发平台可以快速开发并部署自己所需要的应用和产品,缩短了应用程序的开发周期,降低了环境的配置和管理难度,节省了环境搭建和维护的成本。这种服务模式下用户可以非常方便地编写应用程序,而且不论是在部署,或者在运行的时候,用户都无须为服务器、操作系统、网络和存储等资源的管理操心,这些烦琐的工作都由PaaS供应商负责处理。(2)PaaS主要功能 友好的开发环境:为软件开
17、发人员提供友好的SDK和IDE等工具,让用户能在本地方便地进行应用的开发和测试。 丰富的服务:通常会以API(Application program interface应用程序接口)的形式将各种服务提供给其它系统或模块来应用。 自动的资源调度:通过可伸缩性对资源进行自动的增加或减少,从而帮助应用程序更好地应对流量的变化。 精细的管理和监控:PaaS可以提供对应用程序的管理和监控,如能够记录应用程序的运行情况和状态变化,从而可以科学的衡量应用程序的运行状态,同时还可以精确的对应用程序所消耗的资源进行计量7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式2. 2. 平台即服务(PaaS)(3
18、)PaaS特点 PaaS能将现有各种业务能力进行整合,具体可以归类为应用服务器、业务能力接入、业务引擎、业务开放平台,向下根据业务能力需要测算基础服务能力,通过IaaS提供的API调用硬件资源,向上提供业务调度中心服务,实时监控平台的各种资源,并将这些资源通过API开放给用户。PaaS主要具备以下三个特点: 平台即服务PaaS所提供的服务与其他的服务最根本的区别是PaaS提供的是一个基础平台,而不是某种应用。在传统的观念中,平台是向外提供服务的基础。平台及服务PaaS运营商所需提供的服务,不仅仅是单纯的基础平台,而且包括针对该平台的技术支持服务,甚至针对该平台而进行的应用系统开发、优化等服务平
19、台级服务PaaS运营商对外提供的服务不同于其他的服务,这种服务的背后是强大而稳定的基础运营平台,以及专业的技术支持队伍。这种“平台级”服务能够保证支撑各种应用系统长时间、稳定的运行。PaaS特点7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式2. 2. 平台即服务(PaaS)(4)PaaS布署模式 云计算起源于大型互联网企业。对于互联网企业,成本压力和指数级的业务增长压力使他们关注于物理资源的利用率和应用的可扩展性。在应用服务器这层,通过Cluster Session来实现水平扩展;在数据存储这层,采用基于BASE模型的NOSQL数据存储来实现扩展。互联网企业主导面向公众服务的公有云P
20、aaS平台,如Google App Engine、Amazon Beanstalk等。PaaS就是云环境下的应用部署平台,它的部署方式有三种。 基于商业软件的部署方式 Application - Framework/Libs - Websphere/Weblogic + RDBMS WebSphere:是IBM的软件平台。它包含了编写、运行和监视全天候的工业强度的随需应变Web应用程序和跨平台WebLogic是美国Oracle公司出品一个基于JAVAEE架构的中间件,WebLogic是用于开发、集成。 RDBMS(Relational Database Management System关系数
21、据库管理系统)是指包括相互联系的逻辑组织和存取这些数据的一套程序 (数据库管理系统软件)基于开源软件的部署方式 Application - Frameworks/Libs - Tomcat/JBoss + RDBMS Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器 JBoss是一个基于J2EE的开放源代码的应用服务器云环境下的部署方式 Application - Frameworks/Libs - PaaS(Google App Engine) Google App Engine 是一种让用户可以在 Google 的基础架构上运行自己的网络应用程序。Google App Eng
22、ine 应用程序易于构建和维护,并可根据用户的访问量和数据存储需要的增长轻松扩展7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式(5)国内PaaS平台 腾讯云开发平台 腾讯云开放平台是腾讯基于其拥有的各大社交平台推出的应用开放平台。开发者可以利用腾讯开放平台提供的各种API,开发出优秀有创意的社交游戏及实用工具通过微信、QQ空间、腾讯游戏等多个社交平台给应用带来巨大的流量 百度应用引擎 百度应用引擎BAE(Baidu App Engine)是百度推出的网络应用开发平台。基于BAE架构,开发者不需要维护任何服务器,只需要简单的上传应用程序,就可以为用户提供服务。开发者可以基于BAE平台进
23、行PHP、Java、Python、Nodejs应用的开发、编译、发布、调试。同时BAE平台也提供了大量的云服务给开发者 华为云PaaS平台 在华为云PaaS家族产品中,最具有代表性的是ServiceStage和FunctionStage。华为云的PaaS产专注让企业上云更简单,运行更高效,从客户视角出发,无微不至的解决客户场景中的实际痛点;同时在各款产品中也深藏着华为云PaaS对业界技术走势的洞察与引领,在技术领域坚持不断探索的突破 阿里云ACE ACE(Aliyun Cloud Enginee)是阿里云推出的一个基于云计算基础架构的网络应用程序托管环境,帮助应用开发者简化网站应用程序的构建和
24、维护,并可根据应用访问量和数据存储的增长进行弹性伸缩7.1.3 7.1.3 云计算的服务模式云计算的服务模式3. 3. 软件软件即服务(SaaS) 软件即服务(SaaS,Software as a Service )即通过网络提供软件服务。它是随着互联网技术的发展和应用软件的成熟,在21世纪开始兴起的一种完全创新的软件应用模式。(1)SaaS概述 传统模式下,厂商通过License将软件产品部署到企业内部多个客户终端实现交付。SaaS定义了一种新的交付方式,也使得软件进一步回归服务本质。企业部署信息化软件的本质是为了自身的运营管理服务,软件的表象是一种业务流程的信息化,本质还是第一种服务模式,
25、SaaS改变了传统软件服务的提供方式,减少本地部署所需的大量前期投入,进一步突出信息化软件的服务属性,或成为未来信息化软件市场的主流交付模式。(2)SaaS服务的功能需求随时随地访问在任何时候,任何地点,只要能够接上网络,用户就能获取到SaaS服务。支持公开协议通过支持公开协议(比如HTML5),方便用户使用。安全保障SaaS供应商需要提供一定的安全机制,不仅要使存储在云端的用户数据处于绝对安全的境地,而且要在用户端实施一定的安全机制(如HTTPS)来保护用户。多用户和可定制化通过多用户机制,不仅能更经济地支持庞大的用户规模,而且能提供一定的可个性化功能以满足用户的不同需求。7.1.3 7.1
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