第十四章-云计算与物联网.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,第十四章 云计算与物联网,本章学习要点：,云计算及其发展,主流的云计算技术,物联网及其应用,云计算与物联网的关系,大数据时代,14.1,云计算及其发展,14.1.1,云计算的概念,云计算,（,CloudComputing,），最早由谷歌提出，它描述的是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软、硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。,通常将提供资源的网络称为“,云,”，云计算的核心思想是：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服务，如图,14-1,所示。,图,14-1,云计算示意图,云计算是继,20,世纪,80,年代大型计算机到客户端,/,服务器,(C/S),的大转变之后的又一种巨变，它描述了一种基于互联网的新的,IT,服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态的、易扩展的、而且常常是虚拟化的资源。,14.1.2,云计算的特点,从研究现状看，云计算具有以下特点。,1,超大规模,“云“具有相当的规模。,Google,云计算已经拥有,100,多万台服务器，,Amazon,、,IBM,、微软和,Yahoo,等公司的”云“均拥有几十万台服务器。”云“能赋予用户前所未有的计算能力。,2,虚拟化,云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取服务。所请求的资源来自“云“，而不是固定的有形体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解运行的具体位置，只需要一台终端设备就可以通过网络来获取各种能力超强的服务。,3.,高可靠性,“云“使用了数据多副本容错、计算结点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机更加可靠。,4,通用性,云计算不局限于特定的应用，同一片“云“可以同时支撑不同应用的运行，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用。,5,按需服务,“云”是庞大的资源池，用户按需购买服务，像自来水、电和煤气那样计费。,6,极其廉价,“云”的特殊容错措施使得可以采用极其廉价的结点来构成“云”。“云”的自动化管理使数据中心管理成本大幅降低。，“云”具有前所未有的性能价格比。,14.1.3,网格计算与云计算,1.,什么是网格计算,网格,（,Grid,），是,20,世纪,90,年代中期发展起来的下一代因特网核心技术,网格是在网络基础上，基于,SOA,，使用互操作、按需集成等技术手段，将分散在不同地理位置的资源虚拟成为一个有机整体，实现计算、存储、数据、软件和设备等资源的共享，从而大幅提高资源的利用率，使用户获得前所未有的计算和信息能力。,2.,网格计算与云计算的关系,网格计算与云计算的关系，就像,OSI,与,TCP/IP,之间的关系，两者相互促进，协同发展，没有网格计算打下的基础，云计算不会这么快到来。,网格计算以科学研究为主，非常重视标准规则，也非常复杂，实现起来难度大，而且缺乏成功的商业模式。云计算是网格计算的一种简化形态，可以说云计算的成功也体现了网格计算的成功。,返回本节首页,返回本章首页,云计算也并非是万能的，对于许多高端科学或军事应用而言，云计算是无法满足需求的，必须依靠网格计算来解决。,14.2,主流的云计算技术,14.2.1 Google,云计算,Google,拥有全球最强大的搜索引擎，而且是当今最大的云计算技术的使用者。,Google,云计算技术包括：,Google,文件系统,GFS,、分布式计算编程模型,MapReduce,、分布式锁服务,Chubby,、分布式结构化数据存储系统,Bigtable,等。,GFS,提供了海量数据的存储和访问的能力，,MapReduce,使得海量信息的并行处理变得简单易行，,Chubby,保证了分布式环境下并发操作的同步问题，,Bigtable,使得海量数据的管理和组织十分方便。,14.2.2 Amazon,云计算,Amazon,（亚马逊）是依靠电子商务逐步发展起来的，很早就进入了云计算领域，并在云计算。云存储等方面一直处于领先地位。,Amazon,提供的云计算服务产品主要有：弹性计算云（,EC2,）、简单存储服务（,S3,）、简单数据库服务（,Simple DB,）、简单队列服务（,SQS,）、弹性,MapReduce,服务、内容推送服务（,CloudFront,）、,AWS,导入,/,导出、关系数据库服务（,RDS,）等。,14.2.3,微软云计算,继,Google,、,Amazon,、,IBM,之后，微软又推出了自己的云计算,“,Windows Azure,”,，这是继,Windows,取代,DOS,之后，微软的又一次颠覆性的转型。,Windows Azure,定位为平台服务，一套全面的开发工具、服务和管理系统。它可以为开发者提供一个平台，并允许开发者使用微软全球数据中心的储存、计算能力和网络基础服务，从而开发出可运行在,云服务器,、,数据中心,、,Web,和,PC,上的应用程序。,Azure,服务平台包括以下主要组件：,Windows Azure,；,Microsoft,SQL,数据库,服务，,Microsoft.Net,服务；用于分享、储存和同步文件的,Live,服务；针对商业的,Microsoft,SharePoint,和,Microsoft Dynamics CRM,服务。,返回本节首页,返回本章首页,14.3,物联网及其应用,14.3.1,物联网的发展,物联网,过去被称为,传感网,。,1999,年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上提出“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。,2003,年，美国,技术评论,提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。,2005,年,11,月,17,日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（,WSIS,）上，国际电信联盟（,ITU,）正式提出了“物联网”的概念。,2009,年,1,月,28,日，奥巴马就任美国总统后，,IBM,首席执行官彭明盛向他提出“,智慧地球,”这一概念，并认为“智慧地球,=,互联网,+,物联网”，建议新政府投资新一代智慧型基础设施。,14.3.2,物联网的定义,EPOSS,在,Internet of Things in 2020,报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，,2010,年之前,RFID,被广泛应用于物流、零售和制药领域；,2010,2015,年物体互联；,2015,2020,年物体进入半智能化；,2020,年之后物体进入全智能化。,物联网的定义目前还存在较大争议，各个国家和地区对于物联网都有自己的定义。,中国对,物联网的定义,是：通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理。它是在互联网的基础上延伸和扩展的网络。,14.3.3,物联网的技术架构,从技术架构上来看，物联网可分为,3,层：,感知层,、,网络层,和,应用层,，如图,14-2,所示。,图,14-2,物联网架构示意图,感知层,由各种传感器以及传感器网关构成，包括温度传感器、湿度传感器、电子标签、摄像头、红外线感应器等感知终端，该层的主要功能是识别物体和采集信息。,网络层,由各种有线网络、无线网络、互联网以及网络管理系统和云计算平台等组成，主要功能是负责传递和处理感知层获取的信息。,应用层,是物联网和用户（包括人、组织和其它系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。,14.3.4,物联网的应用,返回本节首页,返回本章首页,目前，物联网的应用已经遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域，如图,14-3,所示。,图,14-3,物联网应用领域,14.4,云计算与物联网的关系,云计算是物联网发展的基石，并且从两个方面促进物联网的实现。,云计算是实现物联网的核心，运用云计算模式使物联网中以“兆”计算的各类物品的实时动态管理和智能分析变得可能。,云计算促进物联网和互联网的智能融合，从而构建“智慧地球”。,物联网的四大组成部分：感应识别、网络传输、管理服务和综合应用，其中中间两个部分都会应用到云计算，特别是“管理服务”，使用云计算可能是最经济实惠的一种方式。,14.5,大数据时代,14.5.1,什么是大数据,近年来，大数据一词越来越多地被提及，人们用它来描述和定义信息爆炸时代产生的海量数据，并命名与之相关的技术发展与创新。,“,大数据,”在互联网行业主要指：互联网公司在日常运营中生成、积累的用户网络行为的非结构化和半结构化数据。这些数据的规模是如此庞大，以至于不能用,G,或,T,来衡量。,目前，数据量的衡量单位已经从,TB,（,1TB=1024GB,）级别跃升到了,PB,（,1PB=1024TB,）、,EB,（,1EB=1024PB,）乃至,ZB,（,1ZB=1024EB,）级别。,14.5.2,大数据的基本特征,大数据主要具有以下四大基本特征。,1,数据量大,目前我们对大数据的起始计量单位至少是,P,（,2,10,T=1024T1000T,）、,E,（,2,20,T=1048576T100,万,T,）或,Z,（,2,30,=107374182410,亿,T,）。,2,种类繁多,数据种类包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息等，多种类型的数据对数据处理能力提出了更高的要求。,3,价值密度低,随着今后物联网的广泛应用，信息感知无处不在，信息海量，但价值密度较低，如何通过强大的算法更迅速地完成数据的价值“提纯”，是大数据时代亟待解决的难题。,4,速度快、实效性强,这是大数据区别于传统数据挖掘最显著的特征。,14.5.3,大数据的影响,大数据是信息通信技术发展积累至今，按照自身技术发展逻辑，从提高生产效率向更高级智能阶段的自然生长。,大数据对社会经济生活产生的影响绝不限于技术层面，更本质上，它通过技术的创新与发展，以及数据的全面感知、收集、分析、共享，为人们提供了一种全新的看待世界的方法，即决策行为将日益基于数据分析做出，这必将引起社会发生巨大变革。,返回本节首页,返回本章首页,