云計算基礎(chǔ)知識-

云計算基礎(chǔ)知識

云計算的演進(jìn)

云計算的概念云計算的模式云計算的技術(shù)和價值云計算的應(yīng)用IT與CT技術(shù)融合，推動IT架構(gòu)的升級云計算標(biāo)準(zhǔn)快速發(fā)展海量信息的處理，在目前技術(shù)下的高成本壓力云計算充分利舊，合理使用資源，降低運營成本少數(shù)云計算的先行者的云計算服務(wù)已開始運營越來越多的用戶接受并使用云計算服務(wù)云計算驅(qū)動力需求驅(qū)動商業(yè)模式轉(zhuǎn)變技術(shù)驅(qū)動云計算產(chǎn)生的背景3云計算時代2PC時代點擊添加內(nèi)容文字點擊添加內(nèi)容文字1大型機時代點擊添加內(nèi)容文字點擊添加內(nèi)容文字云計算正在改變IT基礎(chǔ)架構(gòu)云計算是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動態(tài)可伸縮的虛擬化資源的計算模式，使人們像用電一樣享用信息的應(yīng)用和服務(wù)。云計算的演進(jìn)歷程并行計算分布式計算網(wǎng)格計算云計算云計算與其它計算模式對比計算模式定義特點并行計算(ParallelComputing)同時使用多種計算資源解決計算問題的過程，主要目的是快速解決大型且復(fù)雜的計算問題。把計算任務(wù)分派給系統(tǒng)內(nèi)的多個運算單元。分布式計算(DistributedComputing)把一個需要巨大的計算能力才能解決的問題分成多個小部分，把這些小部分分配給多個計算進(jìn)行處理，最后綜合這些計算結(jié)果得到最終結(jié)果。把計算任務(wù)分派給網(wǎng)絡(luò)中多臺獨立的機器。網(wǎng)格計算(GridComputing)利用互聯(lián)網(wǎng)把地理上廣泛分布的各種資源連成一個邏輯的整體，就像一臺超級計算機一樣。分布式計算的一種。為用戶提供一體化的信息和應(yīng)用服務(wù)。云計算(CloudComputing)一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其它設(shè)備。通過網(wǎng)絡(luò)，提供按需、且易擴展的彈性計算以及應(yīng)用服務(wù)。云計算的演進(jìn)

云計算的概念云計算的模式云計算的技術(shù)和價值云計算的應(yīng)用云計算的概念CloudcomputingisastyleofcomputinginwhichdynamicallyscalableandoftenvirtualizedresourcesareprovidedasaserviceovertheInternet.云計算是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動態(tài)可伸縮的虛擬化資源的計算模式。——Wiki定義云計算的關(guān)鍵特征按需自助服務(wù)（On-demandSelf-service）無處不在的網(wǎng)絡(luò)接入（Ubiquitousnetworkaccess）與位置無關(guān)的資源池（Locationindependentresourcepooling）快速彈性（RapidElastic）按使用付費（Payperuser）支撐海量信息處理的服務(wù)器和存儲連接數(shù)以萬計服務(wù)器的以太交換機“云計算”的靈魂—

云平臺軟件各種應(yīng)用軟件和服務(wù)—業(yè)務(wù)與應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)+虛擬機…計算文件存儲PaaSSaaS云平臺云計算社區(qū)搜索商務(wù)集群管理并行處理自動管控分布式存儲應(yīng)用服務(wù)API云能力服務(wù)API1234云服務(wù)IaaS技術(shù)視角:云計算=計算/存儲的網(wǎng)絡(luò)海量低成本服務(wù)器代替專有大型機、小型機、高端服務(wù)器；分布式軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)單機操作系統(tǒng)；自動管控軟件替代傳統(tǒng)集中管理；互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心PC時代App1App2AppnApp1App2Appn企業(yè)數(shù)據(jù)中心LAN云時代計算和存儲:

從局域網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)遷移軟件:

從終端向云端遷移App1App2AppnApp1App2Appn12Internet軟件和硬件解耦，實現(xiàn)硬件共享3商業(yè)視角:云計算=信息電廠用戶消費模式變化通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟硬件與服務(wù)；用戶由瀏覽器或輕量級終端獲取、使用服務(wù)商業(yè)模式發(fā)生變化從“購買軟硬件產(chǎn)品”向“購買信息服務(wù)”轉(zhuǎn)變；如同100年前用電的轉(zhuǎn)變App2App1Appn云計算的演進(jìn)

云計算的概念云計算的模式云計算的技術(shù)和價值云計算的應(yīng)用云計算的部署模式公用云混合云私有云企業(yè)防火墻云計算的商業(yè)模式云計算的商業(yè)模式服務(wù)類別服務(wù)內(nèi)容盈利模式實例SaaS互聯(lián)網(wǎng)Web2.0應(yīng)用企業(yè)應(yīng)用電信業(yè)務(wù)通過提供滿足最終用戶需求的業(yè)務(wù)，按使用收費Salesforce：CRMPaaS提供應(yīng)用運行和開發(fā)環(huán)境提供應(yīng)用開發(fā)的組件（數(shù)據(jù)庫，郵件，消息等）通過Hosting方式將IT資源、Web通用能力、通信能力打包出租給應(yīng)用開發(fā)和運營者，按使用收費Microsoft:Azure的VisioStudio工具IaaS出租計算，存儲，網(wǎng)絡(luò)等IT資源按使用收費通過規(guī)模獲取利潤Amazon：EC2云主機云計算的演進(jìn)

云計算的概念云計算的模式云計算的技術(shù)和價值云計算應(yīng)用4.云計算的技術(shù)和價值4.1傳統(tǒng)IT的挑戰(zhàn)4.2云計算的核心技術(shù)4.3云計算的價值傳統(tǒng)IT的挑戰(zhàn)煙囪式系統(tǒng)，業(yè)務(wù)獨享資源CPU：5-10％，存儲：<36％，網(wǎng)絡(luò)：50％；單機硬件系統(tǒng)可靠性低，但成本更高每G數(shù)據(jù)的計算存儲成本是5美元；運維效率低，維護(hù)成本高人均維護(hù)<100臺，人力維護(hù)費占運營成本12％硬件準(zhǔn)備6個月，業(yè)務(wù)上線8～18個月能源消耗大能源利用率低，PUE高大量的能源用于散熱；能源消耗機房空間計算和存儲傳統(tǒng)桌面應(yīng)用場景的問題能耗大空間小，噪音大維護(hù)成本高信息安全程度低每年電費成本高PC占空間大，個人使用空間小空間噪音超過60分貝PC故障率高維護(hù)工作量大：補丁，升級，安裝，維修維護(hù)成本高，每人能維護(hù)100臺左右多種接入方式安全漏洞較多關(guān)鍵信息泄漏機率大PC更換成本高每3年左右更換一次PC更換PC成本高企業(yè)辦公呼叫中心營業(yè)廳網(wǎng)管維護(hù)4.云計算的技術(shù)和價值4.1傳統(tǒng)IT的挑戰(zhàn)4.2云計算的核心技術(shù)4.3云計算的價值虛擬化技術(shù)寄居虛擬化架構(gòu)宿主操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用虛擬化層裸金屬虛擬化架構(gòu)虛擬化層應(yīng)用操作系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)控制臺應(yīng)用操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)虛擬化架構(gòu)宿主操作系統(tǒng)虛擬容器應(yīng)用系統(tǒng)模板庫虛擬容器應(yīng)用系統(tǒng)模板庫混合虛擬化架構(gòu)宿主操作系統(tǒng)應(yīng)用操作系統(tǒng)應(yīng)用操作系統(tǒng)應(yīng)用操作系統(tǒng)虛擬硬件管理寄居虛擬化架構(gòu)裸金屬虛擬化架構(gòu)操作系統(tǒng)虛擬化架構(gòu)混合虛擬化架構(gòu)優(yōu)點簡單、易于實現(xiàn)虛擬機不依賴于操作系統(tǒng)支持多操作系統(tǒng)，多應(yīng)用簡單、易于實現(xiàn)管理開銷非常低相對于寄居虛擬化架構(gòu)，沒有冗余，性能高可支持多種操作系統(tǒng)缺點安裝和運行應(yīng)用程序依賴于主機操作系統(tǒng)對設(shè)備的支持管理開銷大，性能損耗大虛擬化層開發(fā)難度大隔離性差，多容器共享同一操作系統(tǒng)需底層硬件支持虛擬化擴展功能廠家VMwareWorkstationVitrualPCWMware

ESXServerCitrixXenServerMicrosoftHyper-V華為FusionSphereVirtuozzoRedhatKVM內(nèi)存復(fù)用技術(shù)內(nèi)存共享：虛擬機之間共享同一物理內(nèi)存空間，此時虛擬機僅對內(nèi)存做只讀操作寫時復(fù)制：當(dāng)虛擬機需要對內(nèi)存進(jìn)行寫操作時，開辟另一內(nèi)存空間，并修改映射內(nèi)存共享VM1VM2VM3物理內(nèi)存內(nèi)存置換DiskVMVM內(nèi)存置換：虛擬機長時間未訪問的內(nèi)存內(nèi)容被置換到存儲中，并建立映射，當(dāng)虛擬機再次訪問該內(nèi)存內(nèi)容時再置換回來內(nèi)存氣泡VM1VM2內(nèi)存氣泡空閑已使用已使用空閑內(nèi)存氣泡：Hypervisor通過內(nèi)存氣泡將較為空閑的虛擬機內(nèi)存釋放給內(nèi)存使用率較高的虛擬機，從而提升內(nèi)存利用率技術(shù)特點在不中斷業(yè)務(wù)的情況下，將運行的虛擬機從一臺物理主機移動至另一臺物理主機在同一個遷移域（集群）中實現(xiàn)。需要共享存儲設(shè)備適用場景：可以應(yīng)用于系統(tǒng)維護(hù)、升級等需要不中斷虛擬機業(yè)務(wù)的場景。支持手動遷移和自動遷移OSAPPVM1OSAPPVM2OSAPPVM3資源管理CNA1CNA2CNA3OSAPPVM1OSAPPVM2OSAPPVM3資源管理CNA1CNA2CNA3遷移前遷移后虛擬機熱遷移技術(shù)自動精簡配置技術(shù)存儲配置分類普通型：實際分配的物理磁盤空間與配置容量相同精簡型：實際分配的物理磁盤空間與用戶實際使用的磁盤空間相同精簡型技術(shù)特點虛擬機用戶看到的始終是配置容量降低存儲成本

相比常規(guī)存儲方式，單個虛擬機的IOPS會有所減少精簡型適用場景存儲容量較大，IOPS要求不高機房空間計算和存儲物理存儲20GB100G虛擬分配：120G實際分配：80G物理空間：100GFusionCompute普通型20GB精簡型40GB精簡型60GB20GB20GB40GB客戶機客戶機客戶機客戶機鏈接克隆技術(shù)技術(shù)特點相同OS多個虛擬機共享同一母鏡像，母鏡像可統(tǒng)一升級、維護(hù)創(chuàng)建單個鏈接克隆虛擬機時間可降到12秒每個客戶虛擬機保存虛擬化鏡像差異化部分降低存儲成本60%適用場景桌面云呼叫中心、學(xué)校機房等機房空間計算和存儲FusionCompute客戶機客戶機客戶機客戶機差異文件差異文件差異文件差異文件Windows母鏡像Linux

母鏡像虛擬機快照技術(shù)機房空間計算和存儲技術(shù)特點支持磁盤增量快照和內(nèi)存快照，完整保存虛擬機所有信息支持虛擬機運行時備份支持快照恢復(fù)到虛擬機支持快照live合并適用場景虛擬備份與恢復(fù)異地容災(zāi)自動負(fù)載均衡技術(shù)能源消耗機房空間計算和存儲技術(shù)特點同一集群內(nèi)，VM根據(jù)策略自動負(fù)載均衡負(fù)載均衡算法優(yōu)化，避免VM無效遷移應(yīng)用場景負(fù)載均衡確保業(yè)務(wù)性能削峰填谷，避免高峰期的擁塞FusionComputeAppFusionComputeAppFusionComputeAppAppFusionComputeAppAppAppApp4.云計算的技術(shù)和價值4.1傳統(tǒng)IT的挑戰(zhàn)4.2云計算的核心技術(shù)4.3云計算的價值資源整合、提高資源利用率共享硬件等資源內(nèi)存復(fù)用，提高資源利用率資源整合的價值虛擬服務(wù)器的CPU和內(nèi)存靈活調(diào)整服務(wù)器整合服務(wù)器整合，提高服務(wù)器利用率服務(wù)器整合，節(jié)省機房空間快速部署，彈性擴容業(yè)務(wù)資源區(qū)快速創(chuàng)建的新資源采用虛擬機批量部署可以彈性擴展/收縮資源滿足業(yè)務(wù)需要縮短業(yè)務(wù)部署周期隨業(yè)務(wù)增長，動態(tài)加入新資源，彈性擴展基礎(chǔ)架構(gòu)數(shù)據(jù)集中，信息安全傳統(tǒng)IT平臺數(shù)據(jù)可被用戶自由存取云平臺數(shù)據(jù)集中管控數(shù)據(jù)安全多種安全措施，保證數(shù)據(jù)安全網(wǎng)絡(luò)傳輸加密數(shù)據(jù)加密接入認(rèn)證安全防病毒自動調(diào)度，節(jié)能減排APP1APP2APP3APP4APP2APP3APP4APP1APP1APP2APP3APP4APP1APP2APP3APP4夜晚：自動節(jié)能減排白天：監(jiān)控資源負(fù)載情況，自動負(fù)載均衡基于負(fù)載策略基于時間策略智能化、自動化資源調(diào)度:白天，基于負(fù)載策略進(jìn)行資源監(jiān)控，自動負(fù)載均衡，實現(xiàn)高效熱管理夜晚，基于時間策略進(jìn)行負(fù)載整合，將不需要的服務(wù)器關(guān)機，最大限度降低耗電量降溫去噪，綠色辦公說明：1分貝是人類耳朵剛能聽到的聲音；20分貝以下的聲音，我們可以認(rèn)為他是安靜；20—40分貝大約是在耳邊喃喃細(xì)語；40—60分貝屬于我們正常的交談；60分貝以上就屬于吵鬧范圍了<55分貝1分貝300W70W35-45度≈室溫說明：PC的一般工作溫度在35℃-45℃之間，在密集的辦公環(huán)境中，環(huán)境溫度會接近到PC的溫度高效維護(hù)，降低成本300W70W+維護(hù)維護(hù)流程：故障申報

安排人員

故障定位

進(jìn)行維護(hù)整個維護(hù)流程需要2~4小時，業(yè)務(wù)中斷長，造成員工人力成本損失。

維護(hù)人員：需要員工總?cè)藬?shù)約3%～5%的IT支撐維護(hù)人員。能耗傳統(tǒng)PC功率大約300W，比較耗電，費用較高桌面云維護(hù)維前端免維護(hù)。護(hù)流程：故障（死機）

員工自助重啟

完成整個自助流程需要3分鐘，業(yè)務(wù)中斷時間短。維護(hù)人員大大減少，人均維護(hù)1000臺桌面，大大降低維護(hù)成本能耗TC耗電在幾瓦到二十幾瓦，大大降低能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排，降低成本傳統(tǒng)PCTCAPPWinLinuxAPPAPPWinLinuxAPP用戶桌面人機分離，用戶可以在不同桌位、辦公室登錄桌面用戶可以不必中斷桌面應(yīng)用運行，在旅途中熱插拔更換終端，繼續(xù)工作無縫切換，移動辦公升級擴容不中斷業(yè)務(wù)機房空間計算和存儲VMVMVMVMVMVM應(yīng)用遷移數(shù)據(jù)備份節(jié)點升級數(shù)據(jù)遷回應(yīng)用遷回待升級節(jié)點備用節(jié)點技術(shù)特點通過熱遷移移動，自動獲取備用節(jié)點空間自動化流水線操作模式，使用簡單應(yīng)用價值按需高效調(diào)整系統(tǒng)容量，降低維護(hù)成本降低升級成本與風(fēng)險，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性軟硬件系統(tǒng)統(tǒng)一管理機房空間計算和存儲華為云管理專家系統(tǒng)一體機存儲網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

虛擬機

物理服務(wù)器OS

SuseLinuxRedhatLinuxCentosWindowsOracle7+MSSQLServer7+VMware,FusionCompute各廠商X86服務(wù)器華為FusionCubeHuaweiEMCNetAppIBMCISCO,Huawei,Juniper…Huawei…MSExchangeMSSharePoint云計算的演進(jìn)

云計算的概念云計算的模式云計算的技術(shù)和價值云計算的應(yīng)用華為部署全球最大的辦公桌面云西安班加羅爾達(dá)拉斯深圳DC北京DC上海DC西安DC深圳武漢上海北京高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)華為桌面云案例：效果分析傳統(tǒng)PC機方式桌面云效果PC/服務(wù)器設(shè)備57300PC＋5730PC2292服務(wù)器＋57300瘦終端節(jié)省55%投資能耗2.3億元/年3.4千萬/年節(jié)省85%電費入職申領(lǐng)辦公設(shè)備473萬元/年10萬/年節(jié)省98%的費用1天/人次10分鐘/人次員工搬遷1356萬元/年226萬元/年節(jié)省80%的費用2小時/人次20分鐘/人次維護(hù)效率<100臺/人>1000臺/人提高9倍設(shè)備更換頻率3年10年以上節(jié)省88%的費用9034萬/年1146萬信息安全能耗入職申領(lǐng)PC