云計算技術進階課程

云計算技術進階課程匯報人：XX2024-01-12云計算概述與基礎虛擬化技術與應用容器技術與Docker應用微服務與Kubernetes集群管理云原生應用開發(fā)與實踐云計算安全與最佳實踐云計算概述與基礎01云計算是一種基于互聯(lián)網的計算方式，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他設備。云計算定義云計算經歷了從網格計算、效用計算、自主計算到云計算的演變過程，實現了從資源集中化到服務化的轉變。發(fā)展歷程云計算定義及發(fā)展歷程云計算架構包括基礎設施層、平臺層和應用層三個層次，分別對應IaaS、PaaS和SaaS三種服務模式。云計算的部署模式包括公有云、私有云、混合云和多云四種，每種模式都有其特定的使用場景和優(yōu)缺點。云計算架構與部署模式部署模式云計算架構提供計算、存儲和網絡等基礎設施服務，用戶按需租用相應資源，實現靈活擴展。IaaS服務PaaS服務SaaS服務提供應用程序開發(fā)和部署所需的平臺服務，支持多種編程語言和開發(fā)框架，提高開發(fā)效率。提供軟件應用服務，用戶通過瀏覽器或客戶端訪問應用程序，無需關心底層技術和運維工作。030201云計算服務層次及特點亞馬遜的云計算平臺，提供全面的IaaS、PaaS和SaaS服務，是全球最大的公有云服務商之一。AWS阿里巴巴的云計算平臺，在中國市場占據主導地位，提供全面的IaaS、PaaS和SaaS服務以及豐富的行業(yè)解決方案。AlibabaCloud微軟的云計算平臺，與Windows和Office等微軟產品深度集成，提供豐富的企業(yè)級解決方案。Azure谷歌的云計算平臺，擁有強大的數據處理和分析能力，提供一系列大數據和人工智能服務。GCP常見云計算平臺介紹虛擬化技術與應用02虛擬化是一種資源管理技術，它將計算機的各種實體資源（如服務器、網絡、內存及存儲等）予以抽象、轉換后呈現出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應用這些資源。虛擬化定義虛擬化技術通過中間層次實現計算機資源的管理和分配，這個中間層次可以屏蔽底層硬件的復雜性和差異性，向上提供統(tǒng)一的接口和管理工具。虛擬化技術可以實現對資源的動態(tài)分配、靈活調度、按需服務，提高資源的利用率和靈活性。虛擬化原理虛擬化概念及原理服務器虛擬化是將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，或者讓幾臺服務器變成一臺服務器來用，我們不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現服務器整合，讓IT對業(yè)務的變化更具適應力。服務器虛擬化定義服務器虛擬化可以通過軟件或硬件方式實現。軟件方式如VMware的vSphere和Microsoft的Hyper-V，它們通過在物理服務器上安裝虛擬化軟件來實現對服務器資源的抽象和分配。硬件方式如Cisco的UCS和HP的BladeSystem，它們通過專門的硬件設備來實現服務器虛擬化。服務器虛擬化技術實現方式服務器虛擬化技術存儲虛擬化定義存儲虛擬化是通過虛擬卷或虛擬磁盤等方式將物理存儲資源進行抽象和整合，提供一個統(tǒng)一的存儲資源池，并根據需求動態(tài)地分配存儲空間。存儲虛擬化可以屏蔽底層存儲設備的復雜性和差異性，提高存儲資源的利用率和管理效率。存儲虛擬化技術實現方式存儲虛擬化可以通過軟件或硬件方式實現。軟件方式如VMware的vSAN和Microsoft的StorageSpacesDirect，它們通過在服務器上安裝軟件來實現對存儲資源的抽象和整合。硬件方式如EMC的VNX和NetApp的FAS系列存儲設備，它們通過專門的硬件設備來實現存儲虛擬化。存儲虛擬化技術網絡虛擬化技術網絡虛擬化是將網絡資源進行抽象和整合，提供一個統(tǒng)一的網絡資源池，并根據需求動態(tài)地分配網絡資源。網絡虛擬化可以屏蔽底層網絡設備的復雜性和差異性，提高網絡資源的利用率和管理效率。網絡虛擬化定義網絡虛擬化可以通過軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）等技術實現。SDN通過控制器集中管理網絡資源，實現網絡的靈活調度和按需服務。NFV通過虛擬化技術將網絡設備的功能抽象成虛擬網絡功能（VNF），實現在通用硬件上部署和運行網絡功能。網絡虛擬化技術實現方式容器技術與Docker應用03容器技術定義容器技術是一種輕量級的虛擬化技術，它允許開發(fā)者將應用程序及其依賴項打包到一個可移植的容器中，然后將其部署到任何Docker環(huán)境中。容器技術原理容器技術基于Linux內核的cgroup和namespace實現資源隔離和進程隔離，通過鏡像技術實現應用程序的快速部署和一致性保證。容器與虛擬機的比較容器比傳統(tǒng)虛擬機更輕量級，啟動速度更快，資源占用更少，更適合微服務架構和持續(xù)集成/持續(xù)部署（CI/CD）等場景。容器技術概述及原理123介紹在不同操作系統(tǒng)上安裝Docker的方法，包括Windows、Mac和Linux等。Docker安裝講解Docker常用命令，如dockerpull、dockerrun、dockerps、dockerstop等，以及如何使用這些命令來管理容器和鏡像。Docker基本命令介紹Dockerfile的概念和作用，以及如何使用Dockerfile來定義應用程序的構建過程。Dockerfile編寫Docker安裝與基本使用解釋Docker鏡像的概念、原理和組成，以及如何使用Docker鏡像來構建和運行應用程序。鏡像概念及原理介紹如何搜索、下載、查看、刪除和構建Docker鏡像，以及如何使用DockerHub等公共倉庫來共享和管理鏡像。鏡像操作講解如何優(yōu)化Docker鏡像大小、構建速度和安全性等方面的技巧和方法。鏡像優(yōu)化Docker鏡像管理容器編排概念及原理01解釋容器編排的概念、原理和常用工具，如DockerCompose、Kubernetes等。DockerCompose使用02介紹如何使用DockerCompose來定義和運行多容器應用程序，包括編寫docker-compose.yml文件、啟動和停止應用程序等。Kubernetes入門03講解Kubernetes的基本概念、架構和組件，以及如何使用Kubernetes來管理和擴展容器化應用程序。Docker容器編排工具微服務與Kubernetes集群管理04微服務定義微服務是一種軟件架構風格，它將一個大型的復雜軟件應用劃分為一組小型的、松耦合的服務模塊，每個服務模塊運行在其獨立的進程中，并通過輕量級的通信機制相互通信。微服務原理微服務架構基于分布式系統(tǒng)原理，通過服務拆分、服務獨立部署、服務間通信與調用等方式，實現高內聚、低耦合、高可用、高可擴展性的軟件系統(tǒng)。微服務概念及原理Kubernetes概述Kubernetes是一個開源的容器編排系統(tǒng)，用于自動化容器化應用程序的部署、擴展和管理。它提供了一組API和工具，幫助開發(fā)者和管理員輕松地管理和控制容器化應用程序。Kubernetes安裝Kubernetes可以通過多種方式進行安裝和部署，包括使用Minikube在本地創(chuàng)建單節(jié)點集群、使用kubeadm在物理機或虛擬機上創(chuàng)建多節(jié)點集群，以及使用云服務提供商的Kubernetes服務（如GoogleKubernetesEngine、AzureKubernetesService等）。Kubernetes介紹與安裝APIServerAPIServer是Kubernetes集群的核心組件，負責接收和處理來自客戶端的請求，提供RESTfulAPI接口，用于管理和控制Kubernetes集群中的各種資源對象。SchedulerScheduler是Kubernetes集群中的調度器，負責根據資源需求和集群狀態(tài)，將Pod調度到合適的節(jié)點上運行。EtcdEtcd是Kubernetes集群中的鍵值存儲數據庫，用于保存集群狀態(tài)和配置信息。ControllerManagerControllerManager是Kubernetes集群中的控制管理器，負責運行各種控制器，如ReplicationController、DeploymentController等，確保集群中的資源對象符合預期狀態(tài)。Kubernetes核心組件詳解VSKubernetes集群監(jiān)控可以通過多種方案實現，如使用Prometheus等開源監(jiān)控工具進行監(jiān)控數據采集、存儲和展示；使用云服務提供商的監(jiān)控服務進行集群監(jiān)控等。日志管理Kubernetes集群日志管理可以通過多種方式進行，如使用ELK（Elasticsearch、Logstash和Kibana）等開源日志管理工具進行日志采集、存儲和分析；使用云服務提供商的日志服務進行日志管理等。同時，Kubernetes還提供了內置的日志采集和查看工具，如kubectllogs命令等。監(jiān)控方案Kubernetes集群監(jiān)控與日志管理云原生應用開發(fā)與實踐05云原生是一種利用云計算交付模型的優(yōu)勢來構建和運行應用程序的方法。當應用程序在云中以微服務的形式運行時，它們被稱為云原生應用程序。云原生定義云原生的原理包括容器化、微服務、DevOps和持續(xù)集成/持續(xù)交付（CI/CD）。這些原理共同使應用程序能夠在云中快速、可靠地擴展，同時提高開發(fā)人員的生產力和應用程序的質量。云原生原理云原生概念及原理SpringCloudAlibaba概述SpringCloudAlibaba是阿里巴巴提供的一套基于SpringCloud的微服務解決方案，它結合了阿里巴巴在分布式系統(tǒng)領域的技術積累和SpringCloud的開源生態(tài)，為開發(fā)者提供了一套完整的微服務開發(fā)、治理和運維的解決方案。要點一要點二SpringCloudAlibaba使用使用SpringCloudAlibaba可以輕松地構建微服務應用，它提供了服務注冊與發(fā)現、負載均衡、熔斷降級、分布式配置管理等功能，同時支持阿里巴巴的云服務，如阿里云ECS、RDS等。SpringCloudAlibaba介紹與使用Serverless計算平臺概述Serverless計算平臺是一種新型的云計算服務，它允許開發(fā)者無需關心服務器的運維和管理，只需關注業(yè)務邏輯的實現。Serverless計算平臺會根據實際請求量自動彈性伸縮，實現資源的按需使用和按量付費。Serverless計算平臺使用使用Serverless計算平臺可以簡化應用開發(fā)和運維的復雜性，開發(fā)者只需編寫和上傳代碼，平臺會自動處理應用的部署、擴展和監(jiān)控。同時，Serverless計算平臺還支持多種編程語言和開發(fā)框架，使得開發(fā)者能夠更靈活地構建應用。Serverless計算平臺介紹與使用云原生數據庫是一種基于云原生技術構建的數據庫服務，它充分利用了云計算的優(yōu)勢，實現了數據庫的高可用、高性能和彈性擴展。云原生數據庫通常采用分布式架構，支持水平擴展和自動容錯，能夠滿足大規(guī)模數據處理和分析的需求。使用云原生數據庫可以簡化數據庫的管理和運維工作，開發(fā)者無需關心數據庫的部署、備份和恢復等復雜操作，只需關注業(yè)務數據的存儲和查詢。同時，云原生數據庫還提供了豐富的功能和工具，如數據遷移、數據備份、性能監(jiān)控等，幫助開發(fā)者更好地管理和優(yōu)化數據庫性能。云原生數據庫概述云原生數據庫使用云原生數據庫介紹與使用云計算安全與最佳實踐06數據泄露風險由于云計算服務通常涉及多租戶共享物理資源，數據泄露成為一大挑戰(zhàn)。應對策略包括采用強加密措施、實施嚴格的數據隔離和訪問控制。DDoS攻擊防護云計算服務易受到分布式拒絕服務（DDoS）攻擊的影響。應對策略包括部署專業(yè)的抗DDoS設備、合理規(guī)劃網絡架構以及定期演練應急響應計劃。供應鏈安全云計算服務供應鏈中的安全漏洞可能導致整個系統(tǒng)的安全性受到威脅。應對策略包括加強對供應商的安全審查、實施供應鏈安全最佳實踐以及持續(xù)監(jiān)控和評估供應鏈風險。云計算安全挑戰(zhàn)與應對策略密鑰管理策略實施嚴格的密鑰管理策略，包括密鑰的生成、存儲、使用和銷毀等環(huán)節(jié)，確保密鑰的安全性和可控性。同態(tài)加密與多方計算利用同態(tài)加密和多方計算等前沿技術，實現在加密狀態(tài)下對數據進行處理和驗證，以滿足特定業(yè)務場景下的高安全性需求。數據加密技術采用先進的加密算法和技術，如AES、RSA等，對存儲在云端的敏感數據進行加密，確保數據在傳輸和存儲過程中的安全性。數據加密與密鑰管理身份認證與訪問控制遵循零信任原則，對所有用戶和設備的網絡訪問進行嚴格的身份驗證和權限控制，降低內部網絡被攻擊的風險。零信任網絡訪問（ZeroTrust）采用多因素身份認證方式，如動態(tài)口令、生物特征識