云计算技术和发展.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,11-2013,滚动规划,“,云计算专题规划研究,”,汇报,云计算技术和发展,Footer Text,0,目录,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析,第,1,章 云计算的背景与驱动力,第,2,章 云计算内涵及概述,第,3,章 云计算关键技术,第,4,章 云计算全球标准化现状,第二篇 全球云计算产业发展现状和未来形式分析,第,5,章 国外云计算产业发展现状,第,6,章 国内云计算产业发展现状,第,7,章 全球电信运营商云计算发展现状,第,8,章 云计算的应用场景探索和应用案例,第,9,章 云计算产业未来发展环境分析,第,10,章 移动互联网云计算研究,第三篇 云计算引入策略和发展思路,第,11,章 云计算对国内,IT,公司的机遇和挑战,第,12,章 云计算对我国通信运营商的机遇和挑战,第,13,章 我国某电信运营商关于云计算的发展策略,1,目录,1,第,1,章 云计算的背景与驱动力,第,2,章 云计算内涵及概述,第,3,章云计算关键技术,第,4,章 云计算全球标准化现状,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析,第二篇全球云计算产业发展现状和未来形式分析,第三篇 云计算引入策略和发展思路,2,第,1,章 云计算的背景与驱动力,3,1.1,云计算的背景,1.2,云计算的驱动力,1.3,云计算自身的价值,4,计算的演化,Now,40s,70s,80s,计算终端设施多样化：笔记本电脑、手机、互动电视、手持阅读器,移动需求：用户需要在任何地方使用计算功能,终端间互动功能需求增强,用户间多层次互联,对于固定投资和日常成本的控制需求,未来计算能力的挑战,未来计算能力应作为一种服务来提供，并按实际使用量付费,4,云计算发展背景,云计算发展是需求推动、技术进步和商业模式转变共同促进的结果,需求推动,技术进步,商业模式,转变,政企客户的信息化需求强烈，但同时要求低成本投入、高性能获得,个人用户的互联网、移动互联网应用需求强烈，追求更好用户体验,虚拟化技术、分布与并行计算、互联网及,WEB,技术的发展与成熟，使得基于互联网提供包括,IT,基础设施、开发平台、软件应用成为可能。,宽带技术及用户发展，使得基于互联网的服务使用模式逐渐成为主流,少数云计算先行者（例如,Salesforce,的,SaaS,，,Amazon,的,IaaS,）的云计算服务已开始运营,市场对云计算商业模式已有一定认可，部分用户开始接受并使用云计算服务,生态系统正在形成，产业链开始发展和整合,云计算：,满足用户对,信息化,、,互联网,、,移动互联网,业务应用需求的低成本、高性能、高可靠,运行架构,，以及对应的,服务提供模式,。并由此延伸出,IaaS,、,PaaS,和,SaaS,等服务形式。,8,千万宽带用户,3,亿互联网用户,6.5,亿手机用户,搜索,邮箱,IM,社区,视频分享,在线音乐,网络游戏,SaaS,互联网数据中心资源出租,开放,WEB,平台、互联网增值业务平台,照片,视频,网页,文档,用户,信息,4,千万中小企业,5,云计算发展历程,虚拟化技术诞生于,60,年代,云计算是随着虚拟化技术、处理器技术、分布式计算技术、宽带互联网技术、,SOA,技术和自动化管理技术的发展而产生,云计算是技术演进而不是革命！,6,第,1,章 云计算的背景与驱动力,7,1.1,云计算的背景,1.2,云计算的驱动力,1.3,云计算自身的价值,云计算驱动力,技术驱动,需求驱动,政策驱动,云计算驱动力,1,、,IT,与,CT,技术融合，推动,IT,架构的升级,2,、云计算的标准逐渐快速发展,1,、海量信息的处理，在目前技术下的高成本压力。,2,、云计算充分利旧，并合理使用资源，降低运营成本,1,、政府的低碳经济与节能减排政策要求。,2,、政府高度关注物联网、云计算等基础设施自主发展战略。,8,云计算发展的推动力,挑战旧体系的创新动力,互联网经济的形成,IT,成本控制的要求,IT,服务质量与服务交付速度的要求,带宽不再是障碍,分布式计算、集群技术、虚拟化技术,等关键技术的逐渐成熟,专业化分工的趋势,云计算,9,第,1,章 云计算的背景与驱动力,10,1.1,云计算的背景,1.2,云计算的驱动力,1.3,云计算自身的价值,云计算自身的价值,11,(1),云计算所提供的资源比企业自己所能提供和管理的资源更廉价。,(2),云计算具有更大的灵活性和可伸缩性。,(3),云计算在环保方面的优势是它可以在不同的应用程序之间虚拟化和共享资源，以提高服务器的利用率。,到,2012,年企业,IT,在公共云上的开支将增长,9,44,的大型企业对建立私人云有兴趣,云计算市场展望,Cloudvs.On-Premise,12,目录,1,第,1,章 云计算的背景与驱动力,第,2,章 云计算内涵及概述,第,3,章云计算关键技术,第,4,章 云计算全球标准化现状,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析,第二篇全球云计算产业发展现状和未来形式分析,第三篇 云计算引入策略和发展思路,13,第,2,章 云计算内涵及概述,14,2.1,云计算定义,2.2,云计算的特征,2.3,云计算的分类,2.4,云计算与相关概念的关系,云计算的定义、内涵,主要机构,权威机构给出的定义,维基百科,Cloud computing is Internet-based computing,whereby shared resources,software and information,are provided to computers and other devices on-demand,like the electricity grid.,云计算是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算，软件和信息。,Gartner,A style of computing where massively scalable-related capabilities are provided,as a service,using Internet technologies to connect multiple external customers(Gartner,2008).,云计算是一种使用网络技术并由,IT,能力而具有可扩展性和弹性能力作为服务提供给多个外部用户的计算方式。,24+,云计算定义！,15,*Source:Wikipedia.org,弹性能力,虚拟化,服务,互联网,云计算,Wiki,定义,多租户,动态配置,按需付费,IaaS,PaaS,SaaS,16,云计算模型能,以按需方式,，,通过网络,，,方便的访问,云系统的,可配置计算资源共享池,(,比如：网络，服务器，存储，应用程序和服务,),。同时它以,最少的管理开销,及最少的与供应商的交互，,迅速配置提供或释放资源,。,云计算,NIST,定义,17,第,2,章 云计算内涵及概述,18,2.1,云计算定义,2.2,云计算的特征,2.3,云计算的分类,2.4,云计算与相关概念的关系,云计算的六个层次,云计算的六个层次,用户,服务,应用,平台,存储,基础设施,用户,:,终端用户并不直接拥有任何云计算软件及平台赖以支撑的云计算物理基础设备。相反的，他们通过向第三方服务商租用计算,/,服务能力来避免自身的固定资产投资,服务,/,应用：,各类计算能力和应用将“作为服务,(as a service),提供给用户。众多云计算服务和应用都已采用使用量作为服务和计价基础，其提供方式接近与电厂等传统公用设施,平台,:,各类应用和服务都需通过云计算平台提供服务，该平台可供各类应用服务提供商直接再其上进行开发，而无需再在硬件及开发平台上进行额外投资,存储,:,云计算存储也将作为服务提供，并按照实际用量，如每天*每,G,计价,基础设施：,云计算的硬件及网络设施基础，为其上给层次服务提供云计算能力,云计算的特性,19,19,云计算,基本特征,普遍网,络访问,共享的,资源池,快速弹,性能力,可度量,的服务,按需的,自服务,云计算的,5,个基本特征,20,云计算,基本特征,普遍网,络访问,共享的,资源池,快速弹,性能力,可度量,的服务,按需的,自服务,云计算,8,个常见特征,永不停机,免费软件,地理分布,面向服务的软件,自动化管控,高级安全技术,大规模,虚拟化,云计算的,8,个常见特征,21,第,2,章 云计算内涵及概述,22,2.1,云计算定义,2.2,云计算的特征,2.3,云计算的分类,2.4,云计算与相关概念的关系,云计算的分类,按照服务方式或交付模式分类,23,云计算的分类,按照服务方式或交付模式分类,定 义,当前应用领域,软件,作为服务,SaaS,平台,作为服务,PaaS,基础设施,作为服务,IaaS,用户通过互联网，以按需付费的方式定购并获得所需的应用软件服务，不用需要再购买软件并建设与之相关的基础设施，而改用向提供商租用基于,Web,的软件，来管理企业经营活动，且无需对软件进行维护。,目前的商业化应用主要集中在,CRM,、,ERP,、,OA,、防病毒领域,用户通过服务提供商提供的编程接口，能够快速而经济的在服务提供商的基础设施平台上部署基于互联网、具备大规模并行扩展能力的软件系统。,目前的商业化应用主要集中在搜索领域和特定应用领域,Google Apps,，,S,应用举例,用户通过互联网能够快速而经济的从服务提供商订购并获得存储、网络、服务器等计算资源。,Amazon EC2,，,S3,（公有云）,HP BladeSystem Matrix,（私有云）,目前的商业化应用主要集中在存储服务、计算服务等,Google AppEngine,Hadoop,F,24,云计算服务模式的构建架构,25,云计算的分类,按照部署方式分类,私有云,公有云,定 义,意 义,典型形态,也叫内部云，企业自己搭建云计算基础架构，,面向内部用户,提供云计算服务。企业拥有基础架构的自主权，并且可以基于自己的需求改进服务，进行自主创新。,企业通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务。,外部用户,通过互联网访问服务，并不拥有云计算资源。,大大加速企业内部创新的速度，整合企业内部资源，提高资源利用率，同时降低管理成本。,能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户，创造新的业务价值，公有云作为一个支撑平台，还能够整合上游的服务（如增值业务，广告）提供者和下游最终用户，打造新的价值链和生态系统。,测试,/,开发云,数据中心云,内部存储云,搜索云,企业办公云,个人存储云,公共计算云,根据云服务对象的不同，云的形态可以分为私有云和公有云，在企业内部可能同时拥有这两种形态的云。,26,企业独立拥有或独立承租的云系统,在特定社区内共享的云系统，如：由某公司及其合作伙伴共同承建并分享使用的云系统,面向公众开放租售的大规模云系统,由以上三种云系统中的两种以上的云系统共同配合而提供,IT,能力的混合型云系统,云计算的,4,种部署模式,公有云,社区云,私有云,混合云,27,公有云,:,不用对基础设施进行设置,更少的管理开销,更少的初期费用,只有运营费用,私有云,:,高可控,易整合,减低总开销,固定和运营费用,同样提供,:,高效,高可用性,弹性能力,SaaS,PaaS,IaaS,互联网,SaaS,PaaS,IaaS,内网,私有云,:,效率和可扩展性,+,灵活性和可控,私有云,vs.,公有云,28,第,2,章 云计算内涵及概述,29,2.1,云计算定义,2.2,云计算的特征,2.3,云计算的分类,2.4,云计算与相关概念的关系,云计算与相关典型技术比较,并行计算,分布式计算,网格计算,虚拟化,云计算,目标,同一问题，分成相互联系多部分同时计算，,提高计算效率,大任务分成多个独立部分，分别计算，,解决大规模计算问题,利用互联网将分散于不同地域的高性能计算机组织起来，成为一个虚拟的,“,超级计算机,”,将一台物理计算机虚拟化为多台虚拟计算机系统,基于虚拟化,、,SOA,等技术，,共享高性能计算力和数据资源，实现资源共享和协同工作,资源节点,集群同构同质系统,服务器,/PC,高性能计算机,服务器,/PC,服务器,/PC,计算类型,同一问题多个部分,松耦合问题为主,紧耦合问题为主,松耦合问题,松耦合问题,应用类型,数据密集型计算为主,科学计算为主,科学计算为主,高吞吐量数据处理为主,高吞吐量数据处理为主,任务相关性,任务之间有联系,任务之间相对独立,任务之间相对独立,任务之间相对独立,任务之间相对独立,用户类型,内部使用,内部使用,内部使用,商业应用,商业应用,文件系统,单文件系统,单文件系统,分布式文件系统,分布式文件系统,实时性,高,低,低,较低,较低,编程模式,MPI/PVM/OpenMP,语言,C+,，,JAVA,语言,中间件,Hadoop,类似云框架,标准,PVM,、,MPI,DCOM/CORBA/RMI,OGSA/WSRF,Kvm,、,Xen,、,Vmware,等,标准处在初期阶段,30,目录,1,第,1,章 云计算的背景与驱动力,第,2,章 云计算内涵及概述,第,3,章云计算关键技术,第,4,章 云计算全球标准化现状,第一篇 云计算技术发展和全球标准化现状分析,第二篇全球云计算产业发展现状和未来形式分析,第三篇 云计算引入策略和发展思路,31,第,3,章 云计算关键技术,32,3.1,云计算的整体框架结构,3.2,虚拟化技术,3.3,云安全,3.4,云管理,3.5,应用云框架,3.6,云终端,3.7,自动化部署技术,3.8,并行编程技术,3.9,分布式存储技术,3.10,数据管理技术,3.11,绿色,IT,技术,3.12,基于云计算的下一代数据中心,3.13,云计算急需解决的问题,云计算的整体框架结构,33,参考云架构,34,参考云架构,35,36,云计算的核心技术,描述,相关技术主要由国外厂商掌握,技术可得性,将大量分散的计算资源整合为高效计算能力的技术,更具伸缩性的数据库管理工具,虚拟技术是提高系统利用率的主要工具，是云计算的核心技术,指用户的数据、设备和应用在云端的保密性、完整性和可得性,开源项目,Hadoop,在并行式计算和分布式数据库上可以提供技术,在虚拟机等技术上，国内开始有厂商基于,Xen,平台开发虚拟机技术,此外，国内的云计算技术厂商如友友新创，也掌握了部分核心技术，可以作为云计算本地化的技术骨干力量,吸引海外云计算厂商的华人工程师回国创建云计算公司可以大幅提升国内云计算技术水平,并行计算,分布式数据库,云操作系统,虚拟化技术,分布式存储,云安全,利用大量普通服务器搭建的直连式存储,支持云计算的完整,IT,系统，包括以上的组成技术,云计算的核心技术，主要由国外厂商掌握,以,Google,为例，其几乎掌握了包括并行计算、分布式数据库、分布式存储等所有主要云计算技术,VMware,，,Citrix,，,Amazon,、,Joyent,，,Trend Micro,等厂商在个别技术拥有核心优势,36,云计算关键技术（,1,）,技术分类,子项,主要内容,虚拟化技术,服务器虚拟化,小型机：各厂家都有各自封闭的虚拟化技术,PC,服务器虚拟化（,X86,体系、,AMD,体系）：,Intel,、,AMD,都在,CPU,体系架构上增加了对虚拟化技术的硬件支持,存储虚拟化,异构存储设备整合,多样化的存储协议支持,弹性的资源调配机制,高可用性机制,网络虚拟化,网络数据中心虚拟化,网络架构虚拟化,网络设备虚拟化,桌面虚拟化,实现操作系统和硬件的隔离，可迁移,云管理,虚拟机调度管理,自动或手动实现虚拟服务器资源配置和调度,部署管理,支持操作系统和应用的自动化安装和配置，并支持远程操作,克隆已有虚拟服务器，并进行批量自动部署的功能,存储管理,实现异构存储资源整合，远程复制功能（同步及异步）、远程镜像复制、快照,虚拟数据中心管理,利用虚拟数据中心操作系统控制整个数据中心和云系统，包括所有的硬件、软件和虚拟机,37,云计算关键技术（,2,）,技术分类,子项,主要内容,云终端,网络启动协议,INTEL,推出,PXE,（,Preboot Execution Environment,）技术，可用于无盘、有盘联网的网络启动,远程桌面协议,Microsoft,，,Remote Desktop Protocol(RDP),CITRIX,，,Independent Computing Architecture(ICA),HP RGS,绿色,IT,技术,（,PCFE,四个维度）,智能电源管理技术,利用自适应电压调节，节约较大型存储系统能耗,分段冷却技术,采用的低压制冷剂分段冷却取代水冷散热,精确冷却技术,将冷却系统尽可能的靠近热源，为最需要冷却的地方供冷，从而最大限度地提高冷却效率,芯片级冷却技术,对芯片内、外以及其它部件进行散热，并自适应降低速度或关闭部分功能,云安全,数据安全,数据传输安全,数据隔离安全,数据残留安全,应用安全,终端用户安全,SaaS,应用安全,PaaS,应用安全,IaaS,应用安全,虚拟化安全,虚拟软件安全：建立必要的安全控制措施，限制对于,Hypervisor,和其他形式的虚拟化层次的物理和逻辑访问控制,虚拟服务器安全：,TPM,安全模块的物理服务器，用,VLAN,实现逻辑隔离,38,应用云平台框架技术分析,框架体系,代表应用,目前状态,发展趋势,Hadoop/MapReduce,Hadoop;,中国移动大云,;GAE,Hadoop,是基于,shared-nothing,架构的海量数据存储和计算的分布式系统，它由若干个成员组成，主要包括：,HDFS,、,MapReduce,、,Hive,、,HBase,、,Pig,和,ZooKeeper,Hadoop,是目前最强势的应用云框架技术，但,Hadoop,在性能和稳定性还需进一步提升，,hadoop,在高效数据分析应用外，还有待进一步验证。,Azure,Azure Platform,Windows Azure Platform,是,PaaS,产品，由云操作系统，数据存储网络和相关服务组成，目前已经运营。,Azure,基于,.net,架构，新瓶装旧酒,，,对于关键核心业务还存在进一步研究、改进空间。,FALKON/SWIFT,FALKON,；,SWIFT,FALKON,是分布式轻量级任务调动框架，包括：多级调度技术；精简任务调度；数据缓存,FALKON,架构轻量级，在任务调度具有较好的效率，但产业支持面窄,Gearman,Gearman,Gearman,和,Memcached,构成,GLAMMP,框架体系,Gearman,侧重于并行数据分析，,Memcached,侧重于数据存储及内存缓冲等技术。,Gearman,架构在,Web2.0,应用较多，但支持面较窄,Spring,Spring,基于,J2EE,的框架结构，其基于,Bean,管理框架正吻合,IaaS,层和,SaaS,层的承载技术,Spring,在,j2EE,框架的应用较多，基于此架构对业务系统迁移具有一定优势，但此框架结合云计算还处于早期阶段,39,2025/7/13 周日,40,虚拟化技术,网络虚拟化,服务器虚拟化,存储虚拟,化,应用虚拟化,数据中心虚拟化,(,ITU),服务器,集群,分区,刀片,客户机,虚拟服务器 环境,基于服务器,基于阵列,基于网络,集线器,/,路由器,交换机,VLAN,整体,客户机,/,服务器,Web,服务,OGSA,网格,通过池化和共享,IT,基础设施资源使能实现资源优化利用和按需自动供给,40,虚拟化技术,虚拟化通常是指计算在虚拟资源基础上而不是真实的基础上运行的一种技术。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。,41,虚拟化技术的关系图,虚拟化技术,服务器虚拟化,服务器虚拟化通过区分资源的优先次序并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源。,42,小型机,HP,小型机,:HP VSE,是,HP,总体虚拟化战略的前端，,HP,的虚拟化包括硬分区和软分区、,HP,虚拟机分区，以及安全资源分区。,Sun,的虚拟化包括：,xVM,以及容器、硬件分区和逻辑域等技术,.,IBM PowerVM,的技术包括：简单的服务器整合，以资源共享为特征的动态基础架构，面向云计算环境的自动化管理。,PC,服务器,X86,体系,AMD,体系,X86,体系,43,AMD,体系,44,存储虚拟化,存储虚拟化是一种打通存储底层的基础建设，通过虚拟化产品提供的逻辑层统合整个存储环境，为前端服务器的存储需求提供单一化服务。存储虚拟化通常具备如下特性：,45,异构存储设备整合,多样化的存储协议支持,高可用性机制,弹性的资源调配机制,网络,虚拟化,网络虚拟化是目前虚拟化细分领域存在争议较多的一个概念，网络虚拟化产品还处在一个初级发展阶段。网络虚拟化是将基于服务的传统客户端,/,服务器迁移到网络上得以实现服务的一种技术实现，即网络即服务,NaaS,（,Network as a Service,），网络虚拟化产品还处在一个初级发展阶段。,46,网络数据中心虚拟化,网络架构虚拟化,网络设备虚拟化,桌面虚拟化,47,VMWare,的桌面虚拟化方案,48,云计算中的安全问题,两类”云安全“的概念,运用云计算技术提高网络安全,云计算环境本身的安全性,指通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，传送到,Server,端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。,使传统安全技术的一个自然延伸，其核心技术还是病毒和木马的判断与分析，目前的领导厂商也仍是传统安全厂商，如瑞星、趋势、卡巴斯基、,MCAFEE,、,SYMANTEC,、江民科技、,PANDA,、金山、,360,安全卫士等等均推出了云安全技术的产品,指在云计算环境下，关于用户的设备、应用和数据,(Customer devices,applications and data),的安全问题；用户数据、设备和应用的保密性、完整性和可得性,(CIA,Confidentiality,Integrity and Availability),是云安全的基本原则,在云计算环境下，传统,Security Solution,的关键假设可能不再成立，随着网络环境和用户身份、权限的复杂化，云计算下的安全问题更具挑战性,49,49,云计算中的安全隐患,使用云计算的,7,个风险,用户的接入,:,在公司外处理敏感信息可能会带来风险，因为这将绕过企业,IT,部门对这些信息“物理、逻辑和人工的控制”。企业需要对处理这些信息的管理员进行充分了解，并要求服务提供商提供详尽的管理员信息。,可审查性,:,用户对自己数据的完整性和安全性负有最终的责任。用户数据可能需要通过外部审计和安全认证，但无法对一些云计算提供商审查,数据位置,:,在使用云计算服务时，用户并不清楚自己的数据储存在哪里，用户甚至都不知道数据位于哪个国家。,数据隔离：,在云计算的体系下，所有用户的数据都位于共享环境之中。加密能够起一定作用，但是仍然不够。用户应当了解云计算提供商是否将一些数据与另一些隔离开,数据恢复：,就算用户不知道数据存储的位置，云计算提供商也应当告诉用户在发生灾难时，用户数据和服务将会面临什么样的情况。,调查支持：,在云计算环境下，调查不恰当的或是非法的活动将难以实现，因为来自多个用户的数据可能会存放在一起，并且有可能会在多台主机或数据中心之间转移。如果服务提供商没有这方面的措施，那么在有违法行为发生时，用户将难以调查。,长期生存性：,用户需要确认，在云计算服务提供商破产或被收购的情况下，自己的数据会不会受到影响。用户需要询问服务提供商如何拿回自己的数据，以及拿回的数据是否能够被导入到替代的应用程序中。,50,50,云安全技术,51,云计算安全参考模型,云安全内容矩阵,52,云安全层次,云安全内容,数据安全,数据传输、数据隔离、数据残留,应用安全,终端用户安全、,SaaS,安全、,PaaS,安全、,IaaS,安全,虚拟化安全,虚拟化软件、虚拟服务器,云管理,云管理是实现虚机管理以及智能部署等技术的综合体系，通过虚拟化管理提供云内部各种软硬件资源的统一管理。,53,虚拟机调度管理,部署管理,存储管理,虚拟数据中心管理,评估可信体系,应用云框架,云计算的发展极为迅速，,Amazon,、,Google,、,IBM,、微软等是云计算的先行者，由于在应用云还存在诸多的研究内容，应用云框架主要集中在,MapRedue(Hadoop),体系,。,54,应用云框架,55,框架体系,代表应用,目前状态,发展趋势,Hadoop/MapReduce,Hadoop;,中国移动大云,;GAE,Hadoop,是基于,shared-nothing,架构的海量数据存储和计算的分布式系统，它由若干个成员组成，主要包括：,HDFS,、,MapReduce,、,Hive,、,HBase,、,Pig,和,ZooKeeper,Hadoop,是目前最强势的应用云框架技术，但,Hadoop,在性能和稳定性还需进一步提升，,hadoop,在高效数据分析应用外，还有待进一步验证。,Azure,Azure Platform,Windows Azure Platform,是,PaaS,产品，由云操作系统，数据存储网络和相关服务组成，目前已经运营。,Azure,基于,.net,架构，对于关键核心业务还存在进一步研究、改进空间,FALKON/SWIFT,FALKON,；,SWIFT,FALKON,是分布式轻量级任务调动框架，包括：多级调度技术；精简任务调度；数据缓存,FALKON,架构轻量级，在任务调度具有较好的效率，但产业支持面窄,Gearman,Gearman,Gearman,和,Memcached,构成,GLAMMP,框架体系,Gearman,侧重于并行数据分析，,Memcached,侧重于数据存储及内存缓冲等技术。,Gearman,架构在,Web2.0,应用较多，但支持面较窄,Spring,Spring,基于,J2EE,的框架结构，其基于,Bean,管理框架正吻合,IaaS,层和,SaaS,层的承载技术,Spring,在,j2EE,框架的应用较多，基于此架构对业务系统迁移具有一定优势，但此框架结合云计算还处于早期阶段,应用云框架,-EC2,56,Hadoop,及扩展,Hadoop,是,Apache,开源组织开发的一个分布式计算框架，,Hadoop,框架中最核心的设计就是：,MapReduce,和,HDFS,。,57,MapReduce,示意图,Hadoop,及扩展,58,HDFS,结构示意图,Hadoop,及扩展,59,Hadoop,框架,Windows Azure,60,Windows Azure,服务平台,Windows Azure,的主要目标是为开发者提供一个平台，帮助开发可运行在云服务器、数据中心、,Web,和,PC,上的应用程序。云计算的开发者能使用微软全球数据中心的储存、计算能力和网络基础服务。,IBM,蓝云,61,IBM,蓝云架构,IBM,在,2007,年,11,月推出,“,蓝云,”,计算平台，为客户提供即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件，使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池，使数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。,Spring,62,Spring,架构,Spring,是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许您选择使用哪一个组件，同时为,J2EE,应用程序开发提供集成的框架。,云终端,云计算的架构是,“,云,”,终端，终端是云计算的重要一环。服务和计算都在,“,云,”,，,“,云,”,对用户来说是个黑盒，可以看作是通过网络虚拟出来的操作系统，而业务的使用和展现都在终端，用户只有通过终端才能使用,“,云,”,内的各种服务，因此终端变得格外的重要。,网络启动协议,远程桌面协议,Microsoft,，,Remote Desktop Protocol(RDP),CITRIX,，,Independent Computing Architecture(ICA),RGS,63,云终端,64,使用云终端部署的桌面系统解决方案,自动化部署技术,自动化部署,是指通过自动安装和部署，将计算资源从原始状态变为可用状态。在云计算中体现为将虚拟资源池中的资源进行划分、安装和部署成可以为用户提供各种服务和应用的过程，其中包括硬件,(,服务器,),、软件,(,用户需要的软件和配置,),、网络和存储。,65,自动化部署方案架构,并行编程技术,科研领域并行计算的主流技术是,MPI(Message Passing Interface),，但以支持,Fortran,、,C,语言的科学计算为优势。云计算领域的代表性技术是,Hadoop(,还有其他类似的分布式计算技术,),，突出商用的扩展性架构、大数据量处理，大大简化开发难度，屏蔽系统底层的复杂性。,这两类技术代表了不同领域科学家的不同选择。,66,自动化部署方案架构,分布式存储技术,为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数据，采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，即为同一份数据存储多个副本。,云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此，云计算的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点。,云计算的数据存储技术主要有谷歌的非开源的,GFS(Google File System),和,Hadoop,开发团队开发的,GFS,的开源实现,HDFS(Hadoop Distributed File System),。,67,分布式存储技术,68,GFS,与传统分布式文件系统的区别,写控制信号和写数据流,数据管理技术,云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。云计算系统中的数据管理技术主要是,Google,的,BT(BigTable),数据管理技术和,Hadoop,团队开发的开源数据管理模块,HBase,。,69,BigTable,构建于上述两项基础之上的第三个云计算平台就是,Google,关于将数据库系统扩展到分布式平台上的,BigTable,系统。很多应用程序对于数据的组织还是非常有规则的。一般来说，数据库对于处理格式化的数据还是非常方便的，但是由于关系数据库很强的一致性要求，很难将其扩展到很大的规模。,为了处理,Google,内部大量的格式化以及半格式化数据，,Google,构建了弱一致性要求的大规模数据库系统,BigTable,。据称，现在有很多,Google,的应用程序建立在,BigTable,之上，例如,Search History,、,Maps,、,Orkut,和,RSS,阅读器等。,70,BigTable,下图,2,给出了在,BigTable,模型中的数据模型。数据模型包括行列以及相应的时间戳，所有的数据都存放在表格中的单元里。,BigTable,的内容按照行来划分，将多个行组成一个小表，保存到某一个服务器节点中。这一个小表就被称为,Tablet,。,以上是,Google,内部云计算基础平台的三个主要部分，除了这三个部分之外，,Google,还建立了分布式程序的调度器，分布式的锁服务等一系列相关的云计算服务平台。,71,BigTable,72,HBase,Hbase,是一个分布式开源数据库，基于,Hadoop,分布式文件系统，模仿并提供了基于,Google,文件系统的,Bigtable,数据库的所有功能。,Hbaes,的目标是处理非常庞大的表，可以用普通的计算机处理超过,10,亿行数据，并且有数百万列元素组成的数据表。,73,Hbase,集群体系结构,绿色,IT,技术,企业数据中心的正常运转需要电力、冷却、占地空间和环境（,PCFE,）等条件的有效支撑，发电导致温室气体排放；,IT,设备的冷却、不间断电源（,UPS,）的供电、备电系统、发电和输电消耗大量的能源；占地空间的需求、废旧设备的清理等都会影响到自然环境，,IT,企业需要从,PCFE,全方位制定优化策略来满足企业的绿色环保要求。,74,智能电源管理技术,分段冷却技术,精确冷却技术,芯片级冷却技术,基于云计算的下一代数据中心,机房设计,冷却媒介的改进,机房的布局,电源,能耗管理,合理的规划数据中心、服务器虚拟化、更高效的空调架构、空调的,“,自然冷却,”,模式、更高效的地板布局、更高效的电源设备、合理调配空调、正确布置通风地板砖、安装节能照明设施以及安装挡板,资源池动态规划,借助虚拟技术，产品供应商或者第三方可以快速实现业务应用在虚拟机上的部署，进而达到在数据中心快速部署业务应用的目标。,借助虚拟机容量规划工具，运营商的,IT,部门可以对服务器资源池进行容量规划,主动式运维管理,利用网络自动化工具软件、服务器和存储自动化工具软件等运维自动化工具进行主动式运维管理,75,76,基础设施作为服务,IaaS,IaaS,所需要的技术能力,具备灵活的调度与整合能力的,IT,共享资源池,自动化的,IT,硬软件管理,标准化，自动化的,IT,设备管理流程,用户体验良好的一体化,Web,门户,关键技术,作用,成熟度评价,虚拟化技术,解决资源灵活调度，提高资源利用率,IT,自动化技术,自动化的操作系统安装，升级和补丁管理；自动化应用软件的安装，配置；自动化应用部署,Web,门户技术,统一的用户门户和单点登录,工作流管理,自动化服务的申请，审批流程,77,平台作为服务,PaaS,PaaS,所需要的技术能力,在没有专用的硬件等可靠性部件的支持下，采用软件的方式，即数据冗余和分布式存储来保证数据的可靠性,提供分布式的编程环境，用户通过简单学习，就可以编写自己的云计算程序，在,“,云,”,系统上执行，满足自己的需求,具备高效的海量数据管理和处理能力,关键技术,技 术 特 点,成熟度评价,分布式存储,采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，具有高吞吐率和高传输率的特点,分布式大规模数据管理,构建了弱一致性要求的大规模数据库系统，能够高效的管理大数据集，能对海量的数据进行存储、读取以及高效分析,分布式编程环境,保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明，适用于编写松耦合、高度并行化的程序,78,软件作为服务,SaaS,SaaS,所需要的技术能力,提供能够满足大量不同用户需求的灵活软件平台,实现基于互联网的用户互动,服务使用的管理和计费,关键技术,技 术 特 点,成熟度评价,统一身份认证和授权,解决多用户组织访问和管理的需求,服务计费,能根据使用情况进行灵活的计费,Web2.0,基于互联网平台，通过互动，提供更好的信息展现和组织方式，创造更好用户体验,面向服务的架构（,SOA,）,将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过标准的服务间接口联系起来，使业务应用能根据业务的需要变得更加灵活，以适应不断变化的环境,79,技术成熟度总体评价,软件作为服务,SaaS,平台作为服务,PaaS,基础设施,作为服务,IaaS,相关实现技术已经相当成熟，发展,SaaS,的难点在于抽象出能够适应大量用户的标准化需求，也就是说，对于,SaaS,，业务模式较技术实现更加重要,在对技术进行试验的基础上，重点考虑,SaaS,应用的业务模式和管理模式,能够集中体现云计算带来的巨大价值，但是目前与之相关的技术均限定于特定领域，商业应用也限于特定业务和应用,建议进行跟踪业界前沿的科研和实践成果的同时，研究如何将之转化为生产力,云计算的关键技术中，,SaaS,与,IaaS,的相关技术已基本成熟，并有成功的商业化应用，建议可进行准备和试验；而,PaaS,相关关键技术仍限定在特定领域，需要后续跟踪研究。,云计算技术成熟度总结及建议,建 议,均为经过验证的成熟技术，市场上也已经出现了成熟的商业模式，总体成熟度很高,建议在企业内部先行准备