云計(jì)算（典藏版）課件 第13章 總結(jié)與展望

第13章總結(jié)與展望13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)of311習(xí)題高級(jí)人工智能人才培養(yǎng)叢書13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of312

GoogleAmazon微軟VMware提供的服務(wù)類型PaaS,SaaSIaaS,PaaS,SaaSIaaS,PaaS,SaaSIaaS,PaaS,SaaS服務(wù)間的關(guān)聯(lián)度所有服務(wù)被捆綁在一起，耦合度高可以任意選擇服務(wù)組合，耦合度低可以任意選擇服務(wù)組合，耦合度低可以任意選擇服務(wù)組合，耦合度低虛擬化技術(shù)未使用XenHyper-VESXServer運(yùn)行環(huán)境Google提供的環(huán)境，位于云端Amazon平臺(tái)，位于云端位于云端或本地位于云端支持的編程語(yǔ)言Python,Java多種多種多種使用限制最多最少較少較少實(shí)現(xiàn)功能最少最多較多較多計(jì)費(fèi)方式有免費(fèi)部分和收費(fèi)項(xiàng)目按實(shí)際使用量付費(fèi)按實(shí)際使用量付費(fèi)按實(shí)際使用量付費(fèi)可擴(kuò)展性自動(dòng)擴(kuò)充所需資源并進(jìn)行負(fù)載均衡需要手動(dòng)或通過(guò)編程自動(dòng)地增加所需的虛擬機(jī)數(shù)量需要手動(dòng)或通過(guò)編程自動(dòng)地增加所需的虛擬機(jī)數(shù)量需要手動(dòng)或通過(guò)編程自動(dòng)地增加所需的虛擬機(jī)數(shù)量不同應(yīng)用間的隔離通過(guò)沙盒來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)將不同的應(yīng)用運(yùn)行在不同的虛擬機(jī)上來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)將不同的應(yīng)用運(yùn)行在不同的虛擬機(jī)上來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)將不同的應(yīng)用運(yùn)行在不同的虛擬機(jī)上來(lái)實(shí)現(xiàn)橫向比較Google、Amazon、微軟和VMware的商業(yè)云計(jì)算解決方案13.1.1應(yīng)用場(chǎng)景13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31313.1.2使用流程GoogleAppEngine的使用流程注冊(cè)Google賬戶，填寫注冊(cè)信息，登錄。創(chuàng)建GoogleAppEngine應(yīng)用，通過(guò)手機(jī)號(hào)碼完成驗(yàn)證，填寫應(yīng)用的詳細(xì)信息。下載AppEngineSDK。使用Python或Java語(yǔ)言在本地開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，并完成本地調(diào)試。將程序上傳到GoogleAppEngine后運(yùn)行。13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31413.1.2使用流程AmazonAWS的使用流程注冊(cè)亞馬遜賬戶，填寫注冊(cè)信息，登錄。根據(jù)需要選擇需要的服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)，填寫相關(guān)信息，完成服務(wù)配置。上傳應(yīng)用程序或待處理數(shù)據(jù)，有時(shí)需要按要求上傳附加程序。運(yùn)行服務(wù)，直至獲取結(jié)果。停止使用，根據(jù)實(shí)際使用量支付相關(guān)費(fèi)用。13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31513.1.2使用流程微軟Azure的使用流程在Azure頁(yè)面上輸入LiveID，注冊(cè)Azure賬號(hào)，填寫注冊(cè)信息，登錄。在項(xiàng)目列表中選擇“WindowsAzure”，然后在新建服務(wù)向?qū)е羞x擇“托管服務(wù)”。在本地新建“cloud”類型項(xiàng)目，編寫應(yīng)用程序并完成調(diào)試。創(chuàng)建應(yīng)用程序服務(wù)包，將服務(wù)包上傳到WindowsAzure上，設(shè)定URL地址，選擇“部署”，選擇“運(yùn)行”。停止使用，根據(jù)實(shí)際使用量支付相關(guān)費(fèi)用。13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31613.1.2使用流程VMwarevCloud的使用流程加入VMware技術(shù)聯(lián)盟計(jì)劃，填寫基本信息，獲取賬號(hào)和信息支持，登錄。選擇編程語(yǔ)言編寫在不同操作系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序，并可根據(jù)vCloudAPI來(lái)利用基于VMware的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)。在VMware認(rèn)證服務(wù)提供商列表中選擇合適的服務(wù)提供商，或選擇使用企業(yè)自身的支持vCloud的云計(jì)算環(huán)境。在虛擬機(jī)、虛擬設(shè)備和vApp三種模式中選擇一種，將應(yīng)用程序部署到云平臺(tái)中運(yùn)行。停止使用，如果使用了服務(wù)提供商的服務(wù)，根據(jù)實(shí)際使用量支付相關(guān)費(fèi)用。13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31713.1.3體系結(jié)構(gòu)Google、Amazon、微軟和VMware的云計(jì)算解決方案所提供服務(wù)的差別與其云計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的差異密切相關(guān)。主要相同之處有如下兩點(diǎn)：整個(gè)云計(jì)算平臺(tái)對(duì)外提供統(tǒng)一的Web接口；后臺(tái)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)對(duì)用戶透明。主要的區(qū)別也有兩點(diǎn)。Amazon、微軟和VMware的云計(jì)算服務(wù)都是由多種服務(wù)組成，需要為不同的服務(wù)提供不同的入口。Google的云計(jì)算服務(wù)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)多個(gè)服務(wù)的單獨(dú)入口。微軟的云計(jì)算不僅支持云端應(yīng)用程序，還支持本地的應(yīng)用程序，這是微軟云計(jì)算和其他三種方案的最大不同之一。這也反映了微軟在云計(jì)算中的“云+端”策略。13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31813.1.4實(shí)現(xiàn)技術(shù)Google云計(jì)算系統(tǒng)中所采用的技術(shù)來(lái)源于搜索等核心產(chǎn)品，可以分為GFS、MapReduce、Bigtable和Chubby四個(gè)相互獨(dú)立卻又緊密聯(lián)系的組成部分，都是由Google獨(dú)立開(kāi)發(fā)的全新系統(tǒng)；Amazon最具代表性的是基礎(chǔ)存儲(chǔ)架構(gòu)Dynamo，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了EC2、S3、SimpDB等計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，并積極地引入已有的先進(jìn)技術(shù)；微軟云計(jì)算技術(shù)的核心是MicrosoftAzure，提供了一個(gè)在微軟數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上運(yùn)行應(yīng)用程序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多種操作系統(tǒng)環(huán)境，基于SQLAzure、AzureServiceFabric、以及AzureMarketplace等構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)；VMware充分利用在虛擬化技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，對(duì)云計(jì)算中涉及的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等方面進(jìn)行了虛擬化，提供以IaaS類型為主的云計(jì)算服務(wù)，包括：vSphere、vCloudServiceDirector、VMwareView等產(chǎn)品。13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of31913.1.5核心業(yè)務(wù)商業(yè)云計(jì)算方案的計(jì)算服務(wù)比較

GoogleMapReduceAmazonEC2微軟Azure計(jì)算服務(wù)VMwarevCloud計(jì)算服務(wù)服務(wù)類型PaaSIaaSPaaSIaaS虛擬機(jī)的使用未使用用戶可以根據(jù)需要設(shè)置運(yùn)行虛擬機(jī)的硬件配置系統(tǒng)自動(dòng)分配vCenter自動(dòng)進(jìn)行資源優(yōu)化運(yùn)行環(huán)境Google自身提供的環(huán)境，用戶無(wú)法自行調(diào)配用戶自行提供運(yùn)行程序所需的AMI系統(tǒng)自動(dòng)為用戶生成的裝有WindowsServer2008的虛擬機(jī)用戶在虛擬機(jī)、虛擬設(shè)備和vApp三種模式中選擇一種易用性最好稍差較好較好靈活性稍差最好較好較好適用的應(yīng)用程序適合可以并行處理的應(yīng)用程序任意程序任意可在WindowsServer2008上運(yùn)行的程序任意程序13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of311013.1.5核心業(yè)務(wù)商業(yè)云計(jì)算方案的存儲(chǔ)服務(wù)比較

GoogleGFSAmazonS3微軟BlobVMware存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)文件分塊存儲(chǔ)桶、對(duì)象兩級(jí)模式容器、Blob兩級(jí)模式目錄、文件兩級(jí)模式可擴(kuò)展性可通過(guò)增加數(shù)據(jù)塊服務(wù)器數(shù)量擴(kuò)展存儲(chǔ)容量可通過(guò)增加桶中對(duì)象數(shù)量擴(kuò)展存儲(chǔ)容量可通過(guò)增加容器中Blob數(shù)量擴(kuò)展存儲(chǔ)容量自動(dòng)遷移虛擬機(jī)以獲取更大存儲(chǔ)容量，及自動(dòng)回收未使用存儲(chǔ)容量數(shù)據(jù)交互方式用戶和數(shù)據(jù)塊服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互用戶可以從獲得授權(quán)的對(duì)象中取得數(shù)據(jù)用戶可以從獲得授權(quán)的Blob中取得數(shù)據(jù)僅提供給虛擬機(jī)使用存儲(chǔ)限制無(wú)特殊限制桶的數(shù)量和對(duì)象大小有限制，但對(duì)象的數(shù)量無(wú)限制Blob大小有限制，但是容器和Blob數(shù)量未限制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可跨越多個(gè)物理存儲(chǔ)子系統(tǒng)容量擴(kuò)展方式自動(dòng)擴(kuò)容手動(dòng)或編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擴(kuò)容手動(dòng)或編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擴(kuò)容自動(dòng)遷移虛擬機(jī)以擴(kuò)容容錯(cuò)技術(shù)針對(duì)主、從服務(wù)器有各自的容錯(cuò)技術(shù)數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)回傳Merkle哈希樹(shù)數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)僅重傳出錯(cuò)的Block，數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)為運(yùn)行中虛擬機(jī)創(chuàng)建與同步的Shadow虛擬機(jī)多個(gè)虛擬機(jī)的集中備份13.1主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較第13章總結(jié)與展望of311113.1.5核心業(yè)務(wù)商業(yè)云計(jì)算方案的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)比較

GoogleDatastoreAmazonSimpleDB微軟SQLAzureVMwareMongoDB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)體組、實(shí)體、屬性、值四級(jí)模式域、條目、屬性、值四級(jí)模式Authority、容器、實(shí)體三級(jí)模式集合、文檔、域、值四級(jí)模式主要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)所用的查詢語(yǔ)言GQL支持有限的SQL語(yǔ)句SQLBSON數(shù)據(jù)更新時(shí)間有延遲，但不是常態(tài)有延遲沒(méi)有延遲有延遲實(shí)現(xiàn)的功能較多最少最多較多其他數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)無(wú)運(yùn)行在EC2上的Oracle、SQLServer等無(wú)運(yùn)行在vCloud上的Oracle、SQLServer等第13章總結(jié)與展望13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較習(xí)題13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)of311213.1

主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較高級(jí)人工智能人才培養(yǎng)叢書13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較第13章總結(jié)與展望of311313.2.1開(kāi)發(fā)目的主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較

HadoopDcokerOpenStackSpark參照的商業(yè)方案GoogleVMwareAWS無(wú)提供的服務(wù)類型PaaSPaaSIaaSPaaS服務(wù)間的關(guān)聯(lián)度所有服務(wù)被捆綁在一起，耦合度高所有服務(wù)被捆綁在一起，耦合度高可以選擇組件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的服務(wù)，耦合度低可以選擇模塊應(yīng)對(duì)不同處理任務(wù)，耦合度低支持的編程語(yǔ)言主要是Java多種多種多種使用限制較多較少較少較多支持的功能較多較少較多較多可定制性較弱較弱較強(qiáng)較弱可擴(kuò)展性自動(dòng)擴(kuò)充所需資源并進(jìn)行負(fù)載均衡需要手動(dòng)增加所需的應(yīng)用程序數(shù)量可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擴(kuò)充所需資源并進(jìn)行負(fù)載均衡自動(dòng)擴(kuò)充所需資源并進(jìn)行負(fù)載均衡特色實(shí)現(xiàn)了Google云計(jì)算系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，得到了廣泛應(yīng)用能便捷地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的打包和遷移可以靈活地構(gòu)建公有云、私有云以及混合云解決了Hadoop存在的一些問(wèn)題，同時(shí)支持流處理、圖處理等多種類型任務(wù)13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較第13章總結(jié)與展望of311413.2.2體系結(jié)構(gòu)Hadoop采用與Google云計(jì)算平臺(tái)類似的體系結(jié)構(gòu)，主要由HadoopCommon、HDFS、MapReduce、HBase、Zookeeper等組件構(gòu)成。Spark圍繞核心模塊SparkCore，文件系統(tǒng)支持HDFS、S3等，資源管理支持Mesos以及HadoopYarn，還支持流處理SparkStreaming、近似計(jì)算BlinkDB、圖處理GraphX、機(jī)器學(xué)習(xí)MLBase等多種計(jì)算任務(wù)。13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較第13章總結(jié)與展望of311513.2.2體系結(jié)構(gòu)Docker的基本體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用A應(yīng)用B依賴庫(kù)依賴庫(kù)Docker引擎宿主操作系統(tǒng)服務(wù)器Docker的實(shí)現(xiàn)其本質(zhì)也是一種虛擬化技術(shù)。實(shí)現(xiàn)中無(wú)須實(shí)現(xiàn)硬件的虛擬化，也不用搭載自己的操作系統(tǒng)。無(wú)論在體量還是在啟動(dòng)速度等方面都有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。由于Docker對(duì)Linux容器的依賴，目前Docker只能運(yùn)行在Linux環(huán)境下。13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較第13章總結(jié)與展望of311613.2.3實(shí)現(xiàn)技術(shù)HadoopSparkDockerOpenStackHadoop在功能上盡可能地模仿Google云計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)HDFS、計(jì)算系統(tǒng)MapReduce、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)Hbase等。Spark的內(nèi)核采用Scala語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了一整套的基于內(nèi)存的迭代計(jì)算框架。Spark基于RDD這種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。Docker基于Linux容器，采用Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。虛擬化技術(shù)需要解決隔離性、可配額、移動(dòng)性以及安全性這四個(gè)方面的問(wèn)題。OpenStack在處理能力上類似于AmazonWebServices。雖然OpenStack中各個(gè)服務(wù)相對(duì)獨(dú)立,但在完整的功能實(shí)現(xiàn)時(shí)，基本都需要各個(gè)服務(wù)的相互配合。13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較第13章總結(jié)與展望of311713.2.4核心服務(wù)

HadoopSparkOpenStack計(jì)算服務(wù)基于MapReduce的計(jì)算任務(wù)基于RDD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存計(jì)算提供計(jì)算服務(wù)Nova存儲(chǔ)服務(wù)提供分塊存儲(chǔ)的HDFS兼容包括HDFS在內(nèi)的多種文件系統(tǒng)基于對(duì)象的存儲(chǔ)Swift或者基于塊的存儲(chǔ)Cinder數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)提供布式數(shù)據(jù)庫(kù)的HBaseSparkSQL提供專門的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)Trove第13章總結(jié)與展望13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)習(xí)題13.2主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較of311813.1

主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較高級(jí)人工智能人才培養(yǎng)叢書13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)第13章總結(jié)與展望of311913.3.1標(biāo)準(zhǔn)化2008年來(lái)，云計(jì)算在國(guó)際上已成為標(biāo)準(zhǔn)化工作熱點(diǎn)之一。國(guó)際上共有33個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織和協(xié)會(huì)從各個(gè)角度在開(kāi)展云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化工作；美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院NIST云計(jì)算架構(gòu)參考模型定義了5種角色，分別是云服務(wù)消費(fèi)者、云服務(wù)提供商、云服務(wù)代理商、云計(jì)算審計(jì)員和云服務(wù)承運(yùn)商。13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)第13章總結(jié)與展望of312013.3.1標(biāo)準(zhǔn)化全球網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)工業(yè)協(xié)會(huì)（SNIA）提出了云存儲(chǔ)參考模型，顯示了多種類型的云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接口，能夠支持舊應(yīng)用程序和新應(yīng)用程序，所有接口都允許從資源池中按需提供存儲(chǔ)。SNIA云數(shù)據(jù)管理接口（CDMI）是應(yīng)用程序可用于從云中創(chuàng)建、檢索、更新和刪除數(shù)據(jù)元素的功能接口。13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)第13章總結(jié)與展望of312113.3.2混合云模式混合云是一種云計(jì)算模型，它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接組合一個(gè)或多個(gè)公有云和私有云環(huán)境，允許在不同的云環(huán)境之間共享數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序；混合云可讓用戶體驗(yàn)私有云和公有云的優(yōu)勢(shì)：不僅提供高可擴(kuò)展性，幾乎無(wú)限的存儲(chǔ)空間，靈活的支付模式，并且與公有云一樣具有成本效益，還非常安全，可為用戶提供了更多的靈活性和對(duì)云資源的控制。13.3云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)第13章總結(jié)與展望of312213.3.3多云部