云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)教案全套-第1-8章-云計(jì)算和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)-綜合實(shí)踐：搭建云平臺并進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理

《云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)》教案（20**—20**學(xué)年第*學(xué)期）開課單位:專業(yè)班級:授課教師:教研室/團(tuán)隊(duì):審核人:教研室主任或團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人手簽*********學(xué)院20年月教案首頁（第1次課）課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周課程描述課程概況：本課程面向計(jì)算機(jī)上科學(xué)與技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)管理及應(yīng)用、軟件工程等專業(yè)，系統(tǒng)地介紹云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)理論知識、技術(shù)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、常用平臺以及典型應(yīng)用，由淺入深，幫助學(xué)生全面掌握云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的知識體系、技術(shù)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、常用平臺以及典型應(yīng)用。本書共8章，分為基礎(chǔ)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、應(yīng)用、案例5個部分總學(xué)時(shí)理論教學(xué)實(shí)踐教學(xué)其他學(xué)時(shí)周學(xué)時(shí)學(xué)分48321643課程教學(xué)目標(biāo)結(jié)合新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，以價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，針對基本理論抽象、工程實(shí)踐復(fù)雜的問題，融入課程思政元素，通過翻轉(zhuǎn)課堂和項(xiàng)目/案例化教學(xué)使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用意識、大國工匠精神、魯班精神，具備民族自信心、自豪感，具有一定的法制精神和科學(xué)素養(yǎng)。知識目標(biāo)：經(jīng)過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解云計(jì)算基本概念，了解云計(jì)算與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的關(guān)系，了解當(dāng)前云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的崗位及需求、學(xué)習(xí)路線；使學(xué)生認(rèn)識目前主流的云計(jì)算系統(tǒng)，理解阿里、騰訊、華為、谷歌、微軟等虛擬化系統(tǒng)的體系架構(gòu)和核心技術(shù)，尤其是其底層文件系統(tǒng)，分布式計(jì)算框架，分布式數(shù)據(jù)庫，以及存儲、監(jiān)控、分析等工具。熟練掌握云計(jì)算虛擬化平臺和大數(shù)據(jù)Hadoop平臺的部署過程，使學(xué)生熟練搭建云計(jì)算虛擬化服務(wù)器，掌握云平臺和大數(shù)據(jù)平臺的創(chuàng)建、管理等操作。掌握OpenStack云平臺的基本概念及其基礎(chǔ)服務(wù)部署，使學(xué)生理解OpenStack云平臺三個核心服務(wù)認(rèn)證服務(wù)KeyStone、鏡像服務(wù)Glance、計(jì)算服務(wù)Nova的運(yùn)行機(jī)制，掌握大數(shù)據(jù)平臺的搭建，并了解其簡單應(yīng)用。了解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中心的特征、網(wǎng)絡(luò)部署模式、節(jié)能技術(shù)、容災(zāi)備份，使學(xué)生理解云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的實(shí)際應(yīng)用場景。了解中國國產(chǎn)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，包括云存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云視頻監(jiān)控技術(shù)以及云服務(wù)，著重介紹阿里、華為、騰訊等企業(yè)的相關(guān)技術(shù)，使學(xué)生了解現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用場景。最后使學(xué)生了解現(xiàn)今主流的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)解決方案、主流開源云計(jì)算和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，明確云計(jì)算和大數(shù)據(jù)未來的發(fā)展趨勢。能力目標(biāo)：本課程圍繞“構(gòu)建知識體系、闡明基本原理、引導(dǎo)初級實(shí)踐、了解相關(guān)應(yīng)用”的指導(dǎo)思想，著重讓學(xué)生通過云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本原理、架構(gòu)、基本方法、技術(shù)工具和相關(guān)應(yīng)用學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)知識體系，使學(xué)生了解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的整個生命周期，能夠熟練使用VMware、OpenStack、Hadoop等主流云計(jì)算平臺及其技術(shù)工具完成基本的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)應(yīng)用閉環(huán)操作，達(dá)到知行合一、以用促學(xué)的目的。教學(xué)資源教材：于長青劉寶寶張善文徐魯輝.《云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)》[M].北京:人民郵電出版社,2023參考資料：[1]王偉,郭棟,張禮慶,等.云計(jì)算原理與實(shí)踐[M].北京:人民郵電出版社,2018.[2]IBMdeveloperworks云計(jì)算頻道[3]CSND云計(jì)算頻道[4]NIST-CloudComputingReferenceArchitecture[5]IBM-CloudComputingReferenceArchitecturev3[6]iCAP_Labs_UserGuide，2013[7]《虛擬化與云計(jì)算》小組.《虛擬化與云計(jì)算》.[8]M.TimJones.虛擬Linux-虛擬化方法、架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)概述.[9]加州大學(xué)伯克利分校云計(jì)算課程[10]康奈爾大學(xué)云計(jì)算課程[11]中國人民大學(xué)分布式系統(tǒng)與云計(jì)算[12]徐小龍.云計(jì)算與大數(shù)據(jù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2021.[13]朝樂門.數(shù)據(jù)科學(xué)理論與實(shí)踐[M].2版.北京:清華大學(xué)出版社,2019.[14]黑馬程序員.大數(shù)據(jù)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2020.[15]趙德寶,鐘小平,涂剛,等.OpenStack云計(jì)算平臺實(shí)戰(zhàn)(微課版)[M].北京:人民郵電出版社,2021.[16]數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論MOOC.目的要求1.了解本課程整體知識架構(gòu)和課程要求；2.了解云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的基本概念與特征、產(chǎn)生與發(fā)展以及它們與其他技術(shù)的關(guān)系；3.掌握云計(jì)算架構(gòu)、虛擬化技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)。云計(jì)算架構(gòu)基本概念、云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署、云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化以及幾種典型的云計(jì)算架構(gòu)等；虛擬化基礎(chǔ)、CPU虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化、幾種典型的虛擬化軟件等；云計(jì)算技術(shù)、分布式存儲技術(shù)、云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算安全、云操作系統(tǒng)、云開發(fā)、云計(jì)算運(yùn)維等。4.掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)和大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)的概念以及設(shè)計(jì)，Hadoop生態(tài)架構(gòu)、Spark、生態(tài)架構(gòu)、Flink生態(tài)架構(gòu)等；大數(shù)據(jù)基本流程，先后介紹大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲與管理、大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析等。5.了解并能夠運(yùn)用云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在數(shù)字政府、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療健康、教育行業(yè)以及金融領(lǐng)域中的應(yīng)用。6.掌握結(jié)合某出行公司的客戶案例詳細(xì)介紹搭建云平臺、搭建大數(shù)據(jù)平臺以及大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和用戶行為可視化。教學(xué)內(nèi)容1.課程介紹2.基礎(chǔ)部分為第1章介紹云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的基本概念與特征、產(chǎn)生與發(fā)展以及它們與其他技術(shù)的關(guān)系。3.云計(jì)算技術(shù)部分為包括第2～4章，主要介紹云計(jì)算架構(gòu)、虛擬化技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)。其中，第2章詳細(xì)介紹云計(jì)算架構(gòu)基本概念、云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署、云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化以及幾種典型的云計(jì)算架構(gòu)等；第3章具體闡述虛擬化基礎(chǔ)、CPU虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化、幾種典型的虛擬化軟件等；第4章全面介紹云計(jì)算技術(shù)、分布式存儲技術(shù)、云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算安全、云操作系統(tǒng)、云開發(fā)、云計(jì)算運(yùn)維等。4.大數(shù)據(jù)技術(shù)部分包括第5～第6章，主要介紹大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)和大數(shù)據(jù)技術(shù)。其中，第5章介紹大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)的概念以及設(shè)計(jì)，然后循序漸進(jìn)地介紹Hadoop生態(tài)架構(gòu)、Spark生態(tài)架構(gòu)、Flink生態(tài)架構(gòu)等；第6章按照大數(shù)據(jù)基本流程，先后介紹大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲與管理、大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析等。5.應(yīng)用部分為第7章，介紹云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在數(shù)字政府、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療健康、教育行業(yè)以及金融領(lǐng)域中的應(yīng)用。6.案例部分為第8章，結(jié)合某出行公司的客戶案例詳細(xì)介紹搭建云平臺、搭建大數(shù)據(jù)平臺以及大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和用戶行為可視化。教學(xué)重點(diǎn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)。教學(xué)難點(diǎn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)。教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析+實(shí)踐操作，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+上機(jī)練習(xí)+課后作業(yè)其他環(huán)節(jié)課后作業(yè)查閱資料了解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)課后反思（課后手寫）課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目云計(jì)算和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)知識了解大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系，了解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的概念與特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢。能力掌握本課程的知識體系架構(gòu)，能夠講述云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展歷程，掌握云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本概念、特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)容。情感通過中國云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的自豪感；阿里云的發(fā)展介紹王堅(jiān)院士的事跡，激發(fā)學(xué)生堅(jiān)忍不拔的創(chuàng)新理念和精神。教學(xué)重點(diǎn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的概念、基本特征和關(guān)鍵技術(shù)。教學(xué)難點(diǎn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的概念、基本特征和關(guān)鍵技術(shù)。教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁教學(xué)內(nèi)容課堂組織開場課一、自我介紹教育背景、任職經(jīng)歷、研究領(lǐng)域、聯(lián)系方式二、課程體系介紹課程性質(zhì)、定位和目標(biāo)教材及參考資源課程內(nèi)容、課時(shí)和學(xué)分安排課程內(nèi)容：課時(shí)：48課時(shí)=32理論+16實(shí)驗(yàn)學(xué)分：3學(xué)分（理論2學(xué)分，實(shí)驗(yàn)1學(xué)分）考核方法及學(xué)習(xí)要求：1.按時(shí)上課，不準(zhǔn)無故曠課、遲到或早退，按時(shí)完成作業(yè)或課內(nèi)實(shí)踐；“學(xué)生考勤無故曠課6學(xué)時(shí)以上或缺交作業(yè)達(dá)1/3者，該課程平時(shí)成績以零分記”“因缺課1/3以上或作業(yè)、課內(nèi)實(shí)踐缺做1/2以上無正常考核資格”2.課前看一遍書本，標(biāo)注重點(diǎn)以及不理解的地方3.認(rèn)真聽講，不做與上課無關(guān)的事情4.課上要求做筆記，每章節(jié)結(jié)束要求提交章節(jié)總結(jié)（建議采用思維導(dǎo)圖模式）5.認(rèn)真完成課后作業(yè)并及時(shí)提交6.對課程有任何問題及時(shí)與老師溝通如何學(xué)好這門課記錄(Record)簡化(Reduce)背誦(Recite)思考(Reflect)復(fù)習(xí)(Review)【5分鐘】通過自我介紹讓學(xué)生了解自己。重點(diǎn)介紹自己所做項(xiàng)目中與課程有關(guān)聯(lián)的部分，對大家提出希望，一起把這門課程學(xué)好！【新課導(dǎo)入】問題引入：生活中云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)有哪些？通過學(xué)生的發(fā)言結(jié)合課件中給出的應(yīng)用讓學(xué)生體會云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的作用。同時(shí)進(jìn)行課程思政，引導(dǎo)學(xué)生體會我國制度優(yōu)越性，祖國的偉大。給大家加油打氣。從幾方面分析強(qiáng)調(diào)網(wǎng)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)課程的重要性。介紹課程性質(zhì)、內(nèi)容、目標(biāo)、課時(shí)、學(xué)分、教材及參考資源。結(jié)合教材體系結(jié)構(gòu)圖幫助學(xué)生理清課程體系結(jié)構(gòu)。強(qiáng)調(diào)線上線下混合式教學(xué)法。針對學(xué)習(xí)，提出要求和考核方式強(qiáng)調(diào)溝通的重要性！給出學(xué)習(xí)建議分享：忍別人所不能忍的痛，吃別人所別人所不能吃的苦，是為了收獲得不到的收獲。做一個決定，并不難，難的是付諸行動，并且堅(jiān)持到底。教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.從云盤引入阿里云及其應(yīng)用2.提問什么是云計(jì)算？都有哪些關(guān)鍵技術(shù)？3.提問什么是大數(shù)據(jù)？都有哪些關(guān)鍵技術(shù)？4.提問云大物移智是什么?一、云計(jì)算概述1.云計(jì)算發(fā)展歷程1965年克里斯托弗·斯特雷奇發(fā)表的一篇論文，論文中正式提出了“虛擬化”的概念。而虛擬化正是云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的核心，是云計(jì)算發(fā)展的基礎(chǔ)。介紹傳統(tǒng)IDC谷歌云計(jì)算亞馬遜云計(jì)算云計(jì)算在中國四個階段：引入階段、成長階段、成熟階段、高速增長新基建介紹2.云計(jì)算基本概念NIST對云計(jì)算的定義：云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式。這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，以及可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用軟件、服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，且只需要投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。3.云計(jì)算基本特征云計(jì)算是一種按需付費(fèi)的、典型的自助服務(wù)模式云計(jì)算需要無處不在的網(wǎng)絡(luò)接入云計(jì)算需要位置透明的資源池云計(jì)算需要快速而彈性云計(jì)算采用按使用量計(jì)費(fèi)的服務(wù)4.云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)（1）核心服務(wù)層（2）服務(wù)管理層（3）用戶訪問接口層云計(jì)算服務(wù)模式IaaS、PaaS、SaaS云計(jì)算部署模式公有云、私有云和混合云二、大數(shù)據(jù)概述1.大數(shù)據(jù)發(fā)展歷程萌芽期、發(fā)展期、成熟期和大規(guī)模應(yīng)用期2.大數(shù)據(jù)基本概念大數(shù)據(jù)是指具有體量巨大、來源多樣、生成極快且多變等特征并且難以用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)有效處理的包含大量數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)。3.大數(shù)據(jù)基本特征規(guī)模龐大（Volume）、種類繁多（Variety）、變化頻繁（Velocity）、價(jià)值大但價(jià)值密度低（Value）4.大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)一般包括大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲及管理、大數(shù)據(jù)分析及挖掘、大數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應(yīng)用（如大數(shù)據(jù)檢索、大數(shù)據(jù)可視化、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)安全等）。三、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、移動通信和區(qū)塊鏈之間的關(guān)系云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G和區(qū)塊鏈這些領(lǐng)域相輔相成，誰都離不開誰。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和5G是大數(shù)據(jù)的底層架構(gòu)，大數(shù)據(jù)依賴云計(jì)算來處理大數(shù)據(jù)，人工智能是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景。5G發(fā)展落地物聯(lián)網(wǎng)才能發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的發(fā)展是大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的主要原因，進(jìn)而使機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理以及機(jī)器人學(xué)等人工智能領(lǐng)域也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。區(qū)塊鏈?zhǔn)切湃螜C(jī)制的制定者，人與人之間需要互相信任，區(qū)塊鏈所記錄的信息更加真實(shí)可靠，可以幫助人們解決互不信任的問題。四、總結(jié)：五、作業(yè)：1）云計(jì)算的概念、基本特征和關(guān)鍵技術(shù)？2）大數(shù)據(jù)的概念、基本特征和關(guān)鍵技術(shù)？3）云大物移智區(qū)塊鏈之間關(guān)系？思考題（案例）：為什么現(xiàn)今社會需要云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)？課堂組織：【課程引入】承上啟下課程思政介紹阿里云王堅(jiān)院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)阿里云的過程，堅(jiān)持和創(chuàng)新?！净印恳龑?dǎo)學(xué)生思考阿里云在中國？大數(shù)據(jù)展示中國“這十年”的發(fā)展?！局攸c(diǎn)內(nèi)容】云計(jì)算、大數(shù)據(jù)概念、特征和關(guān)鍵技術(shù)ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目云計(jì)算架構(gòu)教學(xué)目標(biāo)知識理解云計(jì)算架構(gòu)的基本概念，掌握云架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署方法和云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化等。能力掌握云計(jì)算的架構(gòu)，能夠進(jìn)行云架構(gòu)設(shè)計(jì)和部署，能夠?qū)ΜF(xiàn)有云計(jì)算架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，能夠合理選擇相應(yīng)的云計(jì)算架構(gòu)。情感通過學(xué)習(xí)云計(jì)算架構(gòu)典型案例，組織討論“國內(nèi)云計(jì)算技術(shù)在國際處于什么水平？如何在云計(jì)算技術(shù)發(fā)展潮流中脫穎而出，立于不敗之地？”教學(xué)重點(diǎn)云架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署教學(xué)難點(diǎn)云計(jì)算優(yōu)化技術(shù)。教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容2.提問企業(yè)有企業(yè)架構(gòu)，如何進(jìn)行云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)？一、云計(jì)算架構(gòu)概述1.企業(yè)架構(gòu)企業(yè)架構(gòu)主要包括業(yè)務(wù)架構(gòu)和IT架構(gòu)。業(yè)務(wù)架構(gòu)包括業(yè)務(wù)的運(yùn)營模式、業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)和地域分布等。企業(yè)架構(gòu)是戰(zhàn)略與實(shí)際運(yùn)營之間的橋梁，它有助于戰(zhàn)略的落實(shí)。IT架構(gòu)則是指導(dǎo)IT投資和決策的IT框架，是建設(shè)企業(yè)信息系統(tǒng)的藍(lán)圖，包括數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)和管理架構(gòu)等。企業(yè)戰(zhàn)略與IT戰(zhàn)略必須緊密聯(lián)系，通過企業(yè)架構(gòu)來指導(dǎo)IT項(xiàng)目建設(shè)。2.云計(jì)算架構(gòu)云計(jì)算架構(gòu)就是按照業(yè)務(wù)需求選擇最優(yōu)的云平臺服務(wù)部署對應(yīng)的系統(tǒng)或者存儲對應(yīng)的資源，并結(jié)合各個云平臺的服務(wù)特性設(shè)計(jì)出彈性、高性能、高可用、可擴(kuò)展以及自動化的組合方案，以最終滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的需求。假設(shè)你在建造一間房子，云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)包含所有材料，而云計(jì)算架構(gòu)就是其設(shè)計(jì)藍(lán)圖。云計(jì)算架構(gòu)主要分為服務(wù)和管理兩大部分。3．云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)原則先進(jìn)性、可用性、可靠性、可擴(kuò)展性、可管理性、開放性、安全性二、云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署1.通用架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署2.高可用性架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署高可用性（HighAvailability，HA）指一個系統(tǒng)能夠持續(xù)無故障運(yùn)作的概率，即以最短時(shí)間恢復(fù)正常訪問業(yè)務(wù)的能力，無論這個故障是業(yè)務(wù)流程、物理設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)或者服務(wù)器軟/硬件的故障。高可用性設(shè)計(jì)就是通過一定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能支持，來大幅度提高系統(tǒng)持續(xù)無故障運(yùn)行的概率。標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展的階段進(jìn)行權(quán)衡，不同級別的可用性通常采取的技術(shù)手段?？捎眯缘燃壙捎眯詳?shù)值年最大停機(jī)時(shí)間常用的技術(shù)手段基本可用99%88h負(fù)載均衡較高可用99.9%8.8h自動化部署高級可用99.99%53min微服務(wù)應(yīng)用監(jiān)控容錯機(jī)彈性伸縮極高可用99.999%5min異地多活、容災(zāi)高可用性架構(gòu)的設(shè)計(jì)原則如下。（1）假定失效設(shè)計(jì)指假定任何環(huán)節(jié)都會出問題，然后倒退設(shè)計(jì)。（2）多可用區(qū)設(shè)計(jì)指盡最大可能避免架構(gòu)中的單點(diǎn)故障。（3）自動擴(kuò)展設(shè)計(jì)指不進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，就能滿足業(yè)務(wù)量增長。（4）自我修復(fù)設(shè)計(jì)指內(nèi)建容錯及檢查能力，應(yīng)用能夠在部分組件失效時(shí)自我修復(fù)以繼續(xù)工作。（5）松耦合設(shè)計(jì)指耦合度越小，則擴(kuò)展性越好、容錯能力越強(qiáng)。高可用性架構(gòu)設(shè)計(jì)的3種方式如下。（1）主從方式（2）雙機(jī)雙工方式（3）集群工作方式高可用性架構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟如下。（1）進(jìn)行合理的評估分級，來應(yīng)對災(zāi)難恢復(fù)能力和業(yè)務(wù)恢復(fù)能力。（2）進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。（3）采用彈性伸縮（AuotoScallngAS）來應(yīng)對高峰期和業(yè)務(wù)增長。騰訊云為例來說明高可用性云計(jì)算架構(gòu)的設(shè)計(jì)與部署3.高性能架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署性能是一種表明軟件系統(tǒng)或構(gòu)件對于其及時(shí)性要求的符合程度，也是軟件產(chǎn)品的一種特性，私下可以用時(shí)間來進(jìn)行度量。狹義的性能是指運(yùn)行速度的快慢；廣義的性能涉及很多內(nèi)容，如功耗、利用率、性價(jià)比、速度等。高性能架構(gòu)設(shè)計(jì)的基本步驟（1）性能目標(biāo)（2）分析問題（3）解決問題（4）性能評估阿里云為例來說明高性能架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署4.容災(zāi)架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署云計(jì)算容災(zāi)主要分為4個層次（1）應(yīng)用級高可用指產(chǎn)品自帶主備或者雙活設(shè)計(jì)、健康檢查、自動切換等。（2）集群級高可用指集群的設(shè)計(jì)，除了橫向擴(kuò)展服務(wù)能力以外，還能通過自動偵測、自動切換和自動回復(fù)消除故障、減少設(shè)備意外發(fā)生時(shí)的宕機(jī)時(shí)間。（3）可用區(qū)級高可用指把集群的主備系統(tǒng)分散部署到不同地域的機(jī)房，擴(kuò)大容災(zāi)范圍，可以保障在短期內(nèi)接管服務(wù)，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性。（4）地域級高可用指跨地域容災(zāi)，包括網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)改造和適配，數(shù)據(jù)同步和一致性等災(zāi)備問題，能夠保障某地域系統(tǒng)不可用時(shí)，能通過其他地域系統(tǒng)繼續(xù)為用戶提供服務(wù)。阿里云為例來說明容災(zāi)架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署5．云安全架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署云安全聯(lián)盟的《12大頂級云安全威脅：行業(yè)見解報(bào)告》，該報(bào)告重點(diǎn)聚焦了12個涉及云計(jì)算共享和按需特性方面的嚴(yán)重威脅，包括數(shù)據(jù)泄露，身份、憑證和訪問管理不足，不安全的接口和API，系統(tǒng)漏洞，賬戶劫持，惡意內(nèi)部人士，高級持續(xù)性威脅，數(shù)據(jù)丟失，盡職調(diào)查不足，濫用和惡意使用云服務(wù)，拒絕服務(wù)，共享技術(shù)漏洞等。云安全架構(gòu)設(shè)計(jì)原則：最小特權(quán)原則、縱深防御原則、職責(zé)分離、防御單元解耦、回溯和審計(jì)、安全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、面向失效的安全設(shè)計(jì)。阿里云為例來說明云安全架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署6．桌面架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署云桌面是一種基于云計(jì)算的桌面服務(wù)。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和虛擬桌面架構(gòu)不同，企業(yè)無須投入大量的資金和花費(fèi)數(shù)天的部署時(shí)間，即可快速構(gòu)建桌面辦公環(huán)境。華為FusionCloud為例來說明云桌面架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署三、云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化1．云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化概念云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化是系統(tǒng)化地對云計(jì)算體系的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析并優(yōu)化，找出瓶頸點(diǎn)并進(jìn)行調(diào)優(yōu)，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度、吞吐量，降低各層耦合等。常見的不合理的云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)：單點(diǎn)故障、訪問延遲、業(yè)務(wù)中斷云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化步驟：（1）現(xiàn)狀調(diào)研。（2）需求分析。（3）問題定位。（4）優(yōu)化路徑。（5）查漏補(bǔ)缺。2.云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化案例云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化要遵循架構(gòu)設(shè)計(jì)原則，從需求出發(fā)，找到關(guān)鍵點(diǎn)，整體分析，設(shè)定優(yōu)化路徑，改善系統(tǒng)問題，周期性地進(jìn)行架構(gòu)優(yōu)化。四、幾種典型的云計(jì)算架構(gòu)1.谷歌云計(jì)算架構(gòu)2阿里云計(jì)算架構(gòu)3騰訊云計(jì)算架構(gòu)4華為云計(jì)算架構(gòu)五、總結(jié)：六、作業(yè)：1）云計(jì)算架構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。2）云計(jì)算高可用性架構(gòu)設(shè)計(jì)基本步驟。3）云計(jì)算高性能架構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟。4）兩地三中心容災(zāi)架構(gòu)設(shè)計(jì)。5）常見的不合理的云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)。思考題（案例）：企業(yè)架構(gòu)和云計(jì)算架構(gòu)的區(qū)別？課堂組織：【課程引入】承上啟下總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容提問企業(yè)有企業(yè)架構(gòu)，如何進(jìn)行云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)？【互動】通過學(xué)習(xí)云計(jì)算架構(gòu)典型案例，組織討論“國內(nèi)云計(jì)算技術(shù)在國際處于什么水平？如何在云計(jì)算技術(shù)發(fā)展潮流中脫穎而出，立于不敗之地？”【重點(diǎn)內(nèi)容】云架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目虛擬化技術(shù)教學(xué)目標(biāo)知識虛擬化概述，包括虛擬化發(fā)展歷程、虛擬化的幾個重要概念、虛擬化的主要特征、虛擬化常見的架構(gòu)類型；虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)，包括CPU虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化；幾種典型的虛擬化軟件，KVM、Xen、VMwareESXi、MicrosoftHyper-V。能力了解虛擬化技術(shù)的基本概念、主要特性以及常見的架構(gòu)類型，掌握虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)，了解幾種典型的虛擬化軟件。情感虛擬化技術(shù)推進(jìn)了云計(jì)算發(fā)展。教學(xué)重點(diǎn)虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容2.提問云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)，CPU存儲、網(wǎng)絡(luò)？一、虛擬化概述1虛擬化發(fā)展歷程2虛擬化的幾個重要概念虛擬化、虛擬機(jī)、虛擬化管理器3虛擬化的主要特征：分區(qū)、隔離、封裝、獨(dú)立于硬件4虛擬化常見的架構(gòu)類型寄居虛擬化架構(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)。二、CPU虛擬化1.CPU虛擬化技術(shù)就是單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時(shí)運(yùn)行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率?；軌蜃屘摂M機(jī)直接在處理器上執(zhí)行大多數(shù)指令，讓多個虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)可以同時(shí)訪問一個CPU。2.x86保護(hù)模式下有4個特權(quán)等級，按照權(quán)限下降順序?yàn)镽ing0、Ring1、Ring2、Ring33.虛擬化過程中，根據(jù)處理敏感指令的方式可以將CPU虛擬化分為3類：完全虛擬化技術(shù)、半虛擬化和硬件輔助CPU虛擬化。三、存儲虛擬化1.存儲虛擬化對多個物理存儲設(shè)備進(jìn)行抽象，將多臺磁盤陣列進(jìn)行集成和統(tǒng)一管理，形成一個虛擬化的邏輯池，讓用戶對邏輯存儲進(jìn)行操作。它管理著下層不同的存儲設(shè)備，對上層用戶屏蔽不同設(shè)備差異。2．存儲的類型磁盤盤陣列、DAS、NAS、SAN3.存儲虛擬化技術(shù)存儲虛擬化技術(shù)可以分為基于主機(jī)的、基于存儲網(wǎng)絡(luò)的和基于存儲設(shè)備的3種層次的存儲虛擬化.4.存儲虛擬化作用現(xiàn)統(tǒng)一管理和災(zāi)備四、網(wǎng)絡(luò)虛擬化1．網(wǎng)絡(luò)虛擬化基本概念網(wǎng)絡(luò)虛擬化是一種基于用戶實(shí)際需求來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的技術(shù)，能將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邏輯虛擬化，在原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件系統(tǒng)上，運(yùn)行邏輯隔離的半封閉網(wǎng)絡(luò)，可有效提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。網(wǎng)絡(luò)虛擬化將網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件資源整合，向用戶提供虛擬網(wǎng)絡(luò)連接的技術(shù)。2．網(wǎng)絡(luò)虛擬化特點(diǎn)透明性、隔離性、可靠性、安全性、可定制3.網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬化主要包括3個方面：物理主機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化的統(tǒng)一管理。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究主要集中在IP網(wǎng)絡(luò)虛擬化領(lǐng)域。IP網(wǎng)絡(luò)虛擬化主要包括網(wǎng)元虛擬化、鏈路虛擬化、隧道虛擬化。五、服務(wù)器虛擬化1.服務(wù)器虛擬化是指在一臺物理服務(wù)器上通過軟件虛擬出多個虛擬服務(wù)器，各個虛擬服務(wù)器之間相互隔離，能夠同時(shí)運(yùn)行相互獨(dú)立的操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)通過VMM來與硬件進(jìn)行通信并進(jìn)行管理。服務(wù)器虛擬化可以讓CPU、內(nèi)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(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合。2.服務(wù)器虛擬化需要達(dá)到一致性、高效性、可控性的要求。六、虛擬桌面1．虛擬桌面基本概念虛擬桌面是操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的預(yù)配置映像，其中桌面環(huán)境與用于訪問它的物理設(shè)備是分開的。2．虛擬桌面工作原理虛擬桌面提供商使用虛擬化軟件從計(jì)算機(jī)硬件中抽象出操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)、應(yīng)用程和數(shù)據(jù)不是在硬件上運(yùn)行的，而是在虛擬機(jī)上運(yùn)行的。組織可以在本地托管虛擬機(jī)。在基于云的虛擬機(jī)上運(yùn)行虛擬桌面也很常見。該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到允許多用戶共享一個運(yùn)行多個虛擬桌面的操作系統(tǒng)。3.虛擬桌面的優(yōu)點(diǎn)安全性、靈活性、成本、輕松管理、計(jì)算能力七、應(yīng)用程序虛擬化1.應(yīng)用程序虛擬化是將應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)解耦合，為應(yīng)用程序提供虛擬的運(yùn)行環(huán)境。2.JVM是連接應(yīng)用程序與系統(tǒng)平臺及計(jì)算機(jī)硬件的橋梁，是在操作系統(tǒng)中的一個作業(yè)，所有Java應(yīng)用程序均歸屬某一個虛擬機(jī)實(shí)例，當(dāng)運(yùn)行作為Java程序起點(diǎn)的main()方法時(shí)，JVM便被創(chuàng)建。JVM被創(chuàng)建后，在虛擬機(jī)運(yùn)行過程中會創(chuàng)建守護(hù)線程，守護(hù)線程的作用是監(jiān)測非守護(hù)線程的執(zhí)行過程，保障程序的完整執(zhí)行，直到應(yīng)用程序退出。八、幾種典型的虛擬化軟件虛擬化軟件分為開源軟件和商業(yè)軟件兩種。開源軟件以Xen和KVM為代表，其特點(diǎn)是成本低、產(chǎn)品免費(fèi)；商業(yè)軟件以VMwareESXi和Hyper-V為代表，其特點(diǎn)是性能穩(wěn)定、功能豐富、技術(shù)支持能力強(qiáng)，但成本高。五、總結(jié)：六、作業(yè)：1）虛擬化技術(shù)的原理？2）Docker與虛擬機(jī)的區(qū)別？3）半虛擬化網(wǎng)卡和完全虛擬化網(wǎng)卡的區(qū)別？思考題（案例）：虛擬化技術(shù)在云計(jì)算中的作用？課堂組織：【課程引入】承上啟下總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容提問云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)？【互動】通過虛擬化技術(shù)元宇宙【重點(diǎn)內(nèi)容】虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目云計(jì)算技術(shù)教學(xué)目標(biāo)知識云計(jì)算技術(shù)概述，包括云計(jì)算技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)發(fā)展歷程；分布式存儲技術(shù)，包括GFS、Swift、Ceph、Lustre；云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，包括數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、租戶網(wǎng)絡(luò)管理；云計(jì)算完全，包括云安全風(fēng)險(xiǎn)、云計(jì)算安全技術(shù)；云操作系統(tǒng)，包括基本概念、管理平臺、資源調(diào)度、實(shí)例；云開發(fā)，包括云開發(fā)和傳統(tǒng)開發(fā)的區(qū)別、一站式后端Serverless服務(wù)和應(yīng)用場景；云計(jì)算運(yùn)維。能力了解云計(jì)算的分布式存儲技術(shù)、云計(jì)算安全技術(shù)、云操作系統(tǒng)，云計(jì)算運(yùn)維等相關(guān)知識。理解數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、軟件定義網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)和OpenDaylight管理云網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)。熟悉常見的分布式存儲技術(shù)以及各自的特點(diǎn)，常用資源調(diào)度策略及算法解決云計(jì)算資源調(diào)度。情感云計(jì)算技術(shù)為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)作用。教學(xué)重點(diǎn)分布式云存儲、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算安全教學(xué)難點(diǎn)分布式云存儲、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算安全教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容2.提問云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)有哪些，如何實(shí)現(xiàn)？一、云計(jì)算技術(shù)概述1.云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展階段2.云計(jì)算是將計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及虛擬化等技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的技術(shù)方案，是產(chǎn)品技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新相結(jié)合形成的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。其關(guān)鍵技術(shù)包括虛擬化技術(shù)、分布式存儲技術(shù)、云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計(jì)算安全技術(shù)、云操作系統(tǒng)、云開發(fā)、云運(yùn)維等。二、分布式存儲技術(shù)分布式存儲技術(shù)是一種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，它通過網(wǎng)絡(luò)使用企業(yè)中的每臺技術(shù)機(jī)上的磁盤空間，并將分散的存儲資源構(gòu)成一個虛擬的存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)分散地存儲在企業(yè)的各個角落。存儲根據(jù)其類型，可分為塊存儲、對象存儲和文件存儲。在主流的分布式存儲技術(shù)中，GFS和HDFS屬于文件存儲，Swift屬于對象存儲，而Ceph因可支持塊存儲、對象存儲和文件存儲，故稱為統(tǒng)一存儲。1.GFS主要架構(gòu)：一個GFS集群一般由一個master、多個chunkserver和多個client組成。功能模塊：GFS數(shù)據(jù)寫入流程2.SwiftSwift的主要架構(gòu)：Swift的數(shù)據(jù)模型：Swift的一致性設(shè)計(jì)：采用Quorum仲裁協(xié)議。3CephCeph根據(jù)場景可分為對象存儲、塊設(shè)備存儲和文件存儲。Ceph的主要架構(gòu)：Ceph的功能模塊：包括client（客戶端）、MON（監(jiān)控服務(wù)）、MDS（元數(shù)據(jù)服務(wù)）、OSD（存儲服務(wù)）Ceph的資源劃分：采用CRUSH算法，在大規(guī)模集群下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確存放，同時(shí)能夠在硬件故障或擴(kuò)展硬件設(shè)備時(shí)做到盡可能小的數(shù)據(jù)遷移。Ceph的數(shù)據(jù)寫入：4.LustreLustre的主要架構(gòu)：5.主流分布式存儲技術(shù)的比較三、云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)1.數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)2.軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN體系架構(gòu)：SDN體系架構(gòu)由下到上（或由南到北）可分為3個層次；數(shù)據(jù)平面、控制平面和應(yīng)用平面。OpenFlow：是基于流（Flow）的概念來匹配轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則基于OpenFlow的SDN：基于OpenFlow的SDN基本架構(gòu)包括應(yīng)用層、控制器層、基礎(chǔ)設(shè)施層及這3層之間的SDN北向接口、SDN南向接口。OpenDaylight：是一款使用Java開發(fā)的控制器，提供一套基于SDN開發(fā)的模塊化、可擴(kuò)展、可升級、支持多協(xié)議的控制器框架，推動SDN技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)施和透明化。開放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：ONOS（OpenNetworkOperatingSystem，開放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）是專門面向服務(wù)提供商和企業(yè)骨干網(wǎng)的開源SDN操作系統(tǒng)，是由開放網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室打造的一款商用控制器。ONOS旨在滿足服務(wù)提供商和企業(yè)骨干網(wǎng)高可用性、可橫向擴(kuò)展及高性能的網(wǎng)絡(luò)需求。ONOS具有的核心功能主要包含北向接口抽象層/API、分布式核心平臺、南向接口抽象層/API、軟件模塊化。具體將在下文做詳細(xì)分析。P4：是一種用于與協(xié)議無關(guān)的包處理器編程的高級語言，它與OpenFlow等SDN控制協(xié)議協(xié)同工作，解決了OpenFlow編程能力不足的問題。3.租戶網(wǎng)絡(luò)管理：網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)、OpenStackNeutron、基于組的策略四、云計(jì)算安全云計(jì)算安全或云安全指一系列用于保護(hù)云計(jì)算數(shù)據(jù)、應(yīng)用和相關(guān)結(jié)構(gòu)的策略、技術(shù)和控制的集合，屬于計(jì)算機(jī)安全、網(wǎng)絡(luò)安全的子領(lǐng)域，或者更廣泛地說屬于信息安全的子領(lǐng)域。1.云計(jì)算安全云服務(wù)因其總體架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)部署、運(yùn)維服務(wù)具有相似性，面臨具有共性的安全風(fēng)險(xiǎn)，以下從基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)部署、云上應(yīng)用、運(yùn)維服務(wù)4個方面。2.云計(jì)算安全技術(shù)云計(jì)算安全審計(jì)、標(biāo)識與鑒別技術(shù)、訪問控制技術(shù)、數(shù)據(jù)加密與隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全隔離技術(shù)、多租戶技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)、云災(zāi)備五、云操作系統(tǒng)1.基本概念云操作系統(tǒng)又稱云OS、云計(jì)算操作系統(tǒng)、云計(jì)算中心操作系統(tǒng)，是以云計(jì)算、云存儲技術(shù)作為支撐的操作系統(tǒng)，是云計(jì)算后臺數(shù)據(jù)中心的整體管理運(yùn)營系統(tǒng)。2.云操作系統(tǒng)管理平臺功能集群管理、應(yīng)用管理、交付中心、運(yùn)維管理3.云操作系統(tǒng)資源調(diào)度云資源調(diào)度主要分為3層：應(yīng)用程序資源調(diào)度，虛擬資源（如虛擬機(jī)）到物理資源調(diào)度，物理資源調(diào)度和落地。4.云操作系統(tǒng)實(shí)例VMwarevsphere、浪潮云海、曙光cloudview、華為云操作系統(tǒng)、阿里云飛天分布式操作系統(tǒng)六、云開發(fā)云開發(fā)是云端一體化的后端云服務(wù)，采用Serverless架構(gòu)，免去了移動應(yīng)用構(gòu)建中煩瑣的服務(wù)器搭建和運(yùn)維。同時(shí)云開發(fā)提供的靜態(tài)托管、命令行工具（CLI）、FlutterSDK等功能降低了應(yīng)用開發(fā)的門檻。使用云開發(fā)可以構(gòu)建完整的小程序/小游戲、H5、Web、移動App等應(yīng)用。七、云計(jì)算運(yùn)維在云中快速部署和管理應(yīng)用程序，同時(shí)可以自動處理容量預(yù)配置、負(fù)載均衡、彈性伸縮和應(yīng)用程序狀況監(jiān)控。五、總結(jié)：六、作業(yè)：1）分布式文件存儲系統(tǒng)GFS的主要架構(gòu)？2）SDN的基本概念？3）云計(jì)算的安全技術(shù)框架包含哪些內(nèi)容？4）云時(shí)代運(yùn)維面臨的挑戰(zhàn)有哪些？思考題（案例）：軟件定義網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、云開發(fā)和傳統(tǒng)開發(fā)的區(qū)別？課堂組織：【課程引入】承上啟下總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容提問云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)有哪些，如何實(shí)現(xiàn)？【互動】通過虛擬化技術(shù)元宇宙【重點(diǎn)內(nèi)容】虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)教學(xué)目標(biāo)知識理解大數(shù)據(jù)架構(gòu)的基本概念，掌握大數(shù)據(jù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，以及常見的Hadoop、Spark、Flink生態(tài)架構(gòu)。能力掌握大數(shù)據(jù)架構(gòu)的基本概念及設(shè)計(jì)方法，能夠進(jìn)行Hadoop、Saprk及Flink架構(gòu)設(shè)計(jì)和部署，并掌握它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，能夠在不同的場所進(jìn)行設(shè)計(jì)與部署。情感通過學(xué)習(xí)了解中國大數(shù)據(jù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)在國家發(fā)展中的戰(zhàn)略地位以及在國民生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過“這十年”中國變遷的歷史數(shù)據(jù)分析中國在綜合國力、科技、脫貧、環(huán)保等方方面面的變遷，為世界發(fā)展貢獻(xiàn)中國力量。教學(xué)重點(diǎn)Hadoop架構(gòu)、Spark架構(gòu)和Flink架構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)Hadoop架構(gòu)、Flink架構(gòu)教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容2.提問大數(shù)據(jù)如何部署和實(shí)現(xiàn)？一、大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)概述1.大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)視為大數(shù)據(jù)解決方案的藍(lán)圖。大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)由系統(tǒng)協(xié)調(diào)者、數(shù)據(jù)提供者、大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供者、大數(shù)據(jù)框架提供者和數(shù)據(jù)消費(fèi)者五大邏輯功能構(gòu)件組成，包括信息價(jià)值鏈和信息技術(shù)價(jià)值鏈。從高到低分別為角色、活動和組件。第1層最頂層是大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)的5個角色：系統(tǒng)協(xié)調(diào)者、數(shù)據(jù)提供者、大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供者、大數(shù)據(jù)框架提供者、數(shù)據(jù)消費(fèi)者。安全和隱私及管理為大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的5個角色提供服務(wù)和功能。第2層的邏輯構(gòu)件是每個角色執(zhí)行的活動。第3層的邏輯構(gòu)件是執(zhí)行每個活動需要的功能組件。2.大數(shù)據(jù)技術(shù)處理平臺根據(jù)大數(shù)據(jù)從來源到應(yīng)用以及大數(shù)據(jù)的傳輸流程，可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)處理平臺分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)治理層和數(shù)據(jù)運(yùn)維層，其中數(shù)據(jù)運(yùn)維層和數(shù)據(jù)治理層貫穿大數(shù)據(jù)處理的各個層次。二、數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)1.Lambda架構(gòu)2.Kappa架構(gòu)3.IOTA架構(gòu)三、Hadoop生態(tài)架構(gòu)四、Spark生態(tài)架構(gòu)Spark基本流程五、Flink生態(tài)架構(gòu)1.Flink設(shè)計(jì)架構(gòu)2.Flink架構(gòu)體系3.流處理應(yīng)用的基本組件：數(shù)據(jù)流、狀態(tài)、時(shí)間、窗口4.FlinkAPI：ProcessFunction、數(shù)據(jù)流API、TableAPI和SQLAPI5.Flink擴(kuò)展庫：CEP庫、數(shù)據(jù)集API、Gelly6.Flink基礎(chǔ)編程模型7.Flink作業(yè)執(zhí)行過程六、Hadoop、Saprk、Flink三種架構(gòu)比較七、總結(jié)：六、作業(yè)：1）大數(shù)據(jù)技術(shù)參考模型？2）述Lambda、Kappa和IOTA的區(qū)別。區(qū)別？3）Spark的基本流程？4）Flink的作業(yè)執(zhí)行過程思考題（案例）：幾種架構(gòu)之間的區(qū)別和聯(lián)系？課堂組織：【課程引入】承上啟下總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容提問：大數(shù)據(jù)如何部署和實(shí)現(xiàn)？【互動】“這十年”系列是怎么通過數(shù)據(jù)向世界展示中國方方面面的變遷？【重點(diǎn)內(nèi)容】Hadoop架構(gòu)Flink架構(gòu)ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目大數(shù)據(jù)技術(shù)教學(xué)目標(biāo)知識了解和理解大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)；熟練掌握大數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析。能力熟練掌握大數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析。情感通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生進(jìn)一步理解科學(xué)技術(shù)就是生產(chǎn)力，掌握用科技力量來助力社會發(fā)展，讓數(shù)據(jù)說話。教學(xué)重點(diǎn)掌握從大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理到大數(shù)據(jù)可視化整個流程及需要的相應(yīng)技術(shù)。教學(xué)難點(diǎn)大數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)。教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容2.提問大數(shù)據(jù)基本處理流程？3.大數(shù)據(jù)每個階段的技術(shù)?一、大數(shù)據(jù)處理過程大數(shù)據(jù)處理過程可以概括為從數(shù)據(jù)產(chǎn)生開始，經(jīng)歷采集、管理、計(jì)算分析，最后將結(jié)果呈現(xiàn)出來的過程。二、大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理1.數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集，又稱“數(shù)據(jù)獲取”，指通過各種技術(shù)手段采集外部各種數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集、日志數(shù)據(jù)采集2.數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)脫敏、數(shù)據(jù)歸約和數(shù)據(jù)標(biāo)注等。三、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)1.HDFSHDFS是Hadoop的核心技術(shù)之一。HDFS為大數(shù)據(jù)平臺的其他所有組件提供了基本的存儲功能，其高容錯、高可靠、高可擴(kuò)展、高吞吐率等特征，為大數(shù)據(jù)存儲和處理提供了強(qiáng)大的底層存儲架構(gòu)。HDFS是大數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)。2.NoSQL數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)時(shí)代要求數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須具有高并發(fā)讀寫、海量數(shù)據(jù)的高效存儲和管理、高可擴(kuò)展性和高可用性。NoSQL數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)：易擴(kuò)展、高性能、高靈活性、高可用性、開源、成本低。NoSQL數(shù)據(jù)庫類型：，典型的NoSQL數(shù)據(jù)庫通常包括鍵值數(shù)據(jù)庫、列族數(shù)據(jù)庫、文檔數(shù)據(jù)庫和圖數(shù)據(jù)庫。3.HbaseHBase是一款高可靠、高性能和可伸縮的NoSQL數(shù)據(jù)庫，主要用來存儲非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的松散數(shù)據(jù)。HBase已經(jīng)成功應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)領(lǐng)域和傳統(tǒng)行業(yè)的眾多在線數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)。HBase是一個稀疏、多維度、排序的映射表，這張表的索引是行鍵、列族、列限定符和時(shí)間戳。四、大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)大數(shù)據(jù)計(jì)算主要是面對大規(guī)模的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行的并行處理、分析和挖掘，以滿足相應(yīng)的業(yè)務(wù)需求。針對不同的業(yè)務(wù)場景，大數(shù)據(jù)計(jì)算主要有批處理計(jì)算、流計(jì)算、查詢分析計(jì)算和圖計(jì)算這4種類型。1.批處理在業(yè)務(wù)處理中常見的大數(shù)據(jù)批處理計(jì)算框架有MapReduce和Spark，其中，MapReduce的影響力更大。MapReduce和Spark都是用于處理海量數(shù)據(jù)的，但是在處理方式和處理速度上存在著差異，MapReduce是基于磁盤處理數(shù)據(jù)的，Spark處理數(shù)據(jù)是基于內(nèi)存的。MapReduce將中間結(jié)果保存到磁盤中，減少了內(nèi)存占用，犧牲了計(jì)算性能；Spark將計(jì)算的中間結(jié)果保存到內(nèi)存中，可以反復(fù)利用中間結(jié)果，提高了處理數(shù)據(jù)的性能。MapReduce工作流程：MapReduce工作流程中的5個執(zhí)行階段：統(tǒng)計(jì)出文本單詞的出現(xiàn)頻率：2.流計(jì)算流計(jì)算通過實(shí)時(shí)獲取來自不同數(shù)據(jù)源的海量數(shù)據(jù)，經(jīng)過實(shí)時(shí)分析處理，獲得有價(jià)值的信息。流計(jì)算與批處理計(jì)算有如下不同：流計(jì)算處理的是實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，而批處理計(jì)算處理的是預(yù)先存儲好的靜態(tài)數(shù)據(jù)；流計(jì)算用戶通過流處理系統(tǒng)獲取的是實(shí)時(shí)結(jié)果，而通過批處理系統(tǒng)獲取的是過去某一時(shí)刻的結(jié)果。Storm是一個免費(fèi)、開源的流計(jì)算系統(tǒng)，Storm可以簡單、高效、可靠地處理流數(shù)據(jù)，并支持多種編程語言，Storm框架可以方便地與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行整合，從而開發(fā)出強(qiáng)大的流計(jì)算系統(tǒng)。Storm集群架構(gòu)：Storm的工作流程：3.查詢分析計(jì)算針對大數(shù)據(jù)的存儲管理和查詢分析計(jì)算場景，需要提供實(shí)時(shí)響應(yīng)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)。OLAP就是典型的查詢分析計(jì)算的應(yīng)用場景。Hive、Dremel、Cassandra、Impala等都是在這方面具有代表性的引擎。Hive的系統(tǒng)架構(gòu)：4.圖計(jì)算針對大型圖的計(jì)算，目前通用的圖計(jì)算軟件主要包括兩種：第一種主要是基于遍歷算法的、實(shí)時(shí)的圖數(shù)據(jù)庫，如Neo4j、OrientDB、DEX和InfiniteGraph；第二種則是以圖頂點(diǎn)為中心的、基于消息傳遞批處理的并行引擎，如GoldenOrb、Giraph、Pregel和Hama等。五、數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析1.數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘是指從大量數(shù)據(jù)中揭示出隱含的、先前未知的并有潛在價(jià)值的信息的過程。數(shù)據(jù)挖掘的任務(wù)有關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類分析、異常分析、特征群組分析和演變分析等。2.可視化分析通過數(shù)據(jù)挖掘，能夠快速找出數(shù)據(jù)中隱藏的信息規(guī)律和真相。數(shù)據(jù)可視化能通過簡潔直觀的點(diǎn)、線、面組成的圖形直觀地展示這些數(shù)據(jù)信息，可以幫助人們快速捕獲和保存信息。數(shù)據(jù)可視化是大數(shù)據(jù)處理的最后一個環(huán)節(jié)。七、總結(jié)：六、作業(yè)：1）HDFS中NameNode和DataNode的作用。2）大數(shù)據(jù)有幾種計(jì)算類型，分別解決什么問題。3）Hive與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的區(qū)別。思考題（案例）：總結(jié)大數(shù)據(jù)分析的主要流程？課堂組織：【課程引入】承上啟下總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容提問：大數(shù)據(jù)基本流程以及每個階段的技術(shù)？【互動】大數(shù)據(jù)技術(shù)如何促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步？【重點(diǎn)內(nèi)容】掌握從大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理到大數(shù)據(jù)可視化整個流程及需要的相應(yīng)技術(shù)。ADDINCNKISM.UserStyle教案首頁課序第次學(xué)時(shí)周次第教學(xué)周教學(xué)題目云計(jì)算和大數(shù)據(jù)應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)知識了解云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的應(yīng)用，熟悉云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用架構(gòu)，能夠利用云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的技術(shù)設(shè)計(jì)和規(guī)劃業(yè)務(wù)應(yīng)用。能力熟悉云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用架構(gòu)，能夠利用云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的技術(shù)設(shè)計(jì)和規(guī)劃業(yè)務(wù)應(yīng)用。情感通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生進(jìn)一步中國云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。教學(xué)重點(diǎn)熟悉云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用架構(gòu)。教學(xué)難點(diǎn)熟悉云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)方法手段采用課堂互動講解+研討分析，線下提供學(xué)習(xí)資源多媒體+課后作業(yè)教學(xué)組織方式1.講解2.互動3.練習(xí)4.課后作業(yè)5.預(yù)習(xí)課后反思（課后手寫）教學(xué)環(huán)節(jié)課程引入新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配(以分鐘計(jì)算)575532教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)進(jìn)程安排】課程引入：1.總計(jì)回顧上節(jié)課內(nèi)容2.提問云計(jì)算和大數(shù)據(jù)在我國各行各業(yè)中的應(yīng)用，舉例說明？一、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在數(shù)字政府中的應(yīng)用1．城市智能運(yùn)行中心城市智能運(yùn)行中心是以城市數(shù)據(jù)為驅(qū)動的，智能化的運(yùn)行、管理、指揮、調(diào)度、評價(jià)中心。城市智能運(yùn)行中心從數(shù)據(jù)、能力和機(jī)制3個方面助力城市精細(xì)化治理，為城市治理建立起跨部門的場景、事件、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)等高度協(xié)同、閉環(huán)處置、全域管理的智能運(yùn)行體系。舉例阿里云城市智能運(yùn)行中心架構(gòu)2.社會治理利用實(shí)時(shí)、全量的社會數(shù)據(jù)資源全局優(yōu)化城市公共資源，通過城運(yùn)中心、城市中臺與城市領(lǐng)域應(yīng)用組成強(qiáng)大的“腦”，在市民、企業(yè)、政務(wù)靈活的端設(shè)備支持下實(shí)現(xiàn)全面治理和全包圍服務(wù)，實(shí)現(xiàn)城市治理模式突破、城市服務(wù)模式突破、城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破，打造全新的數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施。舉例阿里云社會治理架構(gòu)，以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)智能化為手段，打造以“動態(tài)感知、數(shù)據(jù)融通、全域智能、高效協(xié)同、精確指揮”為目標(biāo)的新一代社會精細(xì)化社會治理體系。3.互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管平臺，通過監(jiān)管系統(tǒng)互聯(lián)、互通和監(jiān)管數(shù)據(jù)共享、共用，構(gòu)建監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測體系，實(shí)現(xiàn)規(guī)范監(jiān)管、精準(zhǔn)監(jiān)管、聯(lián)合監(jiān)管和監(jiān)管全覆蓋。舉例阿里云互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管平臺架構(gòu)，引入海量數(shù)據(jù)算力平臺，構(gòu)建以各領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用為最終目標(biāo)的大數(shù)據(jù)生態(tài)體系，對監(jiān)管業(yè)務(wù)和科學(xué)管理決策進(jìn)行仿真，推動政府監(jiān)管更加精準(zhǔn)、高效和智能。二、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)圍繞為企業(yè)降成本、為經(jīng)濟(jì)謀發(fā)展的定位，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以助力智能制造、推動企業(yè)上云、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)互聯(lián)為核心功能，有力推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。根據(jù)城市產(chǎn)業(yè)特征，定制工業(yè)行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，運(yùn)用云數(shù)據(jù)智能驅(qū)動產(chǎn)業(yè)智能化變革，形成新的模式和新的業(yè)態(tài)，打造城市專屬級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。舉例騰訊云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)。2.生產(chǎn)過程優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過程都存在多個工序，每個工序依賴基于工藝機(jī)理給出的優(yōu)化的參數(shù)配置建議。傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域的決策優(yōu)化也大多基于工藝方面的持續(xù)挖掘，但這條路徑由于過長時(shí)間的挖掘，優(yōu)化空間已經(jīng)接近“天花板”。基于AI的數(shù)據(jù)驅(qū)動在解決非線性、多工序、全局優(yōu)化類問題時(shí)有獨(dú)特優(yōu)勢。舉例化工生產(chǎn)大數(shù)據(jù)平臺，依托阿里云強(qiáng)大的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立化工大數(shù)據(jù)平臺，對企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)營的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，幫助企業(yè)優(yōu)化工藝、降低人力成本、提高生產(chǎn)安全。借助工業(yè)大腦算法平臺與知識圖譜技術(shù)為客戶建立大數(shù)據(jù)分析平臺，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)/控制參數(shù)優(yōu)化，關(guān)鍵機(jī)組設(shè)備預(yù)防性維護(hù)，長輸管線泄露預(yù)警，裝置/全廠能耗優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同/供應(yīng)鏈優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測，市場/消費(fèi)者行為畫像分析等。此外，利用知識圖譜技術(shù)，可進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，從而推進(jìn)全廠智能優(yōu)化。3.工業(yè)數(shù)字孿生工業(yè)數(shù)字孿生是以人工智能技術(shù)為手段，結(jié)合空間地理信息技術(shù)，自主研發(fā)出的全產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字孿生一站式服務(wù)，并通過綜合運(yùn)用數(shù)字技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為數(shù)據(jù)賦能，驅(qū)動“智能+”在各個細(xì)分領(lǐng)域的滲透，為工業(yè)4.0和行業(yè)客戶提供全產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字孿生（DigitalTwin）解決方案。舉例數(shù)字孿生產(chǎn)品平臺采用阿里云自研的工業(yè)可視化孿生平臺，高度融合模塊化的可視化框架引擎、支持阿里巴巴達(dá)摩院、數(shù)據(jù)智能算法引擎、全息影像等可視化技術(shù)，支持成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高可用的數(shù)字孿生平臺可實(shí)現(xiàn)數(shù)字、業(yè)務(wù)、智能、感知的全面可視化智能應(yīng)用，支撐工廠、車間、產(chǎn)線的智能化轉(zhuǎn)型升級；低代碼可視化搭建，數(shù)據(jù)源管理，實(shí)時(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)接入，產(chǎn)品體系全鏈路打通，靈活的交互事件定義。三、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在醫(yī)療健康中的應(yīng)用1.數(shù)字化醫(yī)院根據(jù)國家智慧醫(yī)院評級標(biāo)準(zhǔn)要求，醫(yī)療機(jī)構(gòu)要圍繞著智慧醫(yī)療、智慧服務(wù)和智慧運(yùn)營3個方面展開醫(yī)療服務(wù)和信息化能力建設(shè)。傳統(tǒng)的醫(yī)療信息化建設(shè)容易導(dǎo)致單點(diǎn)故障和數(shù)據(jù)孤島，并無法全面開展互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療服務(wù)，通過數(shù)字化醫(yī)院解決方案和全棧混合云方案，幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)構(gòu)建統(tǒng)一的云平臺底座，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的分級部署，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和共享，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和IT系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)基于全量數(shù)據(jù)的科學(xué)決策，以滿足“新等?！?.0安全等級測評要求。舉例華為云數(shù)據(jù)化醫(yī)院解決方案架構(gòu)。2.醫(yī)藥云從全球范圍趨勢來看，由于政策、市場以及企業(yè)自身意愿的諸多影響，制藥企業(yè)、流通企業(yè)、連鎖藥店等都在積極轉(zhuǎn)型。中國要實(shí)現(xiàn)從“醫(yī)藥大國”走向“醫(yī)藥強(qiáng)國”的轉(zhuǎn)變，除了需要國家政策的支持，醫(yī)藥企業(yè)自身的信息化升級也非常重要。醫(yī)藥領(lǐng)域有很多專業(yè)軟件系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)、臨床系統(tǒng)、藥品追溯系統(tǒng)、藥物警戒系統(tǒng)、醫(yī)藥營銷系統(tǒng)等，未來企業(yè)的GMP（GoodManufacturingPractice，藥品生產(chǎn)管理規(guī)范）、GSP（GoodSupplyPractice，產(chǎn)品供應(yīng)規(guī)范）執(zhí)行情況將直接與藥品生產(chǎn)許可和經(jīng)營許可掛鉤。醫(yī)藥云解決方案以“合規(guī)+醫(yī)藥AI”為基礎(chǔ)，貫穿醫(yī)藥研發(fā)到配送的全流程，聚焦場景化方案以助力醫(yī)藥行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。舉例華為云醫(yī)藥行業(yè)解決方案架構(gòu)3.基因測序“十三五”規(guī)劃中明確提出將精準(zhǔn)醫(yī)療列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，基因測序作為精準(zhǔn)醫(yī)療的重要組成部分，在業(yè)務(wù)流程中需針對海量的基因組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲和大數(shù)據(jù)分析等工作。各云服務(wù)提供商面向客戶打造高效、敏捷和智能的一站式基因測序解決方案，助力行業(yè)快速進(jìn)入“基因+云”時(shí)代。從CPU算力，到異構(gòu)計(jì)算加速，通過容器、FGPA（FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列）、GPU（GraphicsProcessingUnit，圖形處理單元）、大數(shù)據(jù)和分布式等技術(shù)縮短分析耗時(shí)，已逐漸成為趨勢且部分軟件被廣泛商用。舉例華為云基因數(shù)據(jù)AI使能架構(gòu)。四、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)中的應(yīng)用1.智慧校園智慧校園解決方案運(yùn)用成熟的中臺驅(qū)動業(yè)務(wù)能力引入互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營、創(chuàng)新教學(xué)模式等來促進(jìn)義務(wù)教育的優(yōu)質(zhì)發(fā)展，讓教育教學(xué)全場景數(shù)據(jù)貫通；用人工智能使師生減負(fù)、增效，促進(jìn)人性化人才培養(yǎng)策略，提升教育治理水平，實(shí)現(xiàn)新管理、新溝通、新課堂、新學(xué)習(xí)、新安全“五新教育”場景，全力推動信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共建、共享。阿里云智慧校園解決方案架構(gòu)。2.科研云科研云針對不同的用戶視角，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)（包含科研管理部門和財(cái)務(wù)部門領(lǐng)導(dǎo)等）、科研團(tuán)隊(duì)（包含項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、科研秘書、項(xiàng)目組成員）、信息中心老師，提供3個主要平臺：運(yùn)營平臺、開放平臺、科研協(xié)同平臺。科研云采用混合云架構(gòu)，通過輕虛擬運(yùn)營商和資源共享模式實(shí)現(xiàn)對科研資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運(yùn)營，結(jié)合科研協(xié)作平臺，統(tǒng)一的科研管理流程，實(shí)現(xiàn)了成本降低、效率提升的目的，并通過科研合作和生態(tài)構(gòu)建科研創(chuàng)新“土壤”，真正實(shí)現(xiàn)了科研無邊界。阿里科研云架構(gòu)。3.智慧教學(xué)智慧教學(xué)平臺，通過混合云模式實(shí)現(xiàn)資源層的彈性伸縮，解決了高并發(fā)的在線教學(xué)場景的資源瓶頸和視頻資源的海量存儲問題；通過與線下智慧教室的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對接，實(shí)現(xiàn)課程資源的統(tǒng)一匯集；高性能的視頻處理、數(shù)智平臺和物聯(lián)網(wǎng)平臺共同構(gòu)成智慧教學(xué)堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐；中文字幕、協(xié)同筆記、圖像處理、金課提取以及基于海量教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)形成的知識圖譜，為教學(xué)場景提供了更多的智能化的手段；實(shí)現(xiàn)小班課的雙向直播，打通在校生以及畢業(yè)生的服務(wù)通道，使得校園文化成為可以陪伴學(xué)生一生的知識財(cái)富?；诎⒗镌频闹腔劢虒W(xué)，以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)校實(shí)際的教學(xué)管理需求，圍繞課前、課中、課后教學(xué)閉環(huán)，集教、學(xué)、評、管于一體，通過信息技術(shù)與教學(xué)場景的深度融合，構(gòu)建線上學(xué)習(xí)空間與實(shí)體教學(xué)課堂相融合的創(chuàng)新型學(xué)習(xí)空間，通過線上與線下混合的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)校在教學(xué)模式、服務(wù)形式、管理方式等方面的變革與創(chuàng)新。五、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在金融領(lǐng)域中的應(yīng)用1.互聯(lián)網(wǎng)銀行在“數(shù)字銀行時(shí)代”，零售銀行業(yè)務(wù)將實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造線上銀行。利用金融科技對銀行渠道、客戶、產(chǎn)品、風(fēng)控等管理進(jìn)行全面在線化、智能化、生態(tài)化改造，建設(shè)“大中臺、小前臺”的架構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速創(chuàng)新；采用分布式架構(gòu)，建設(shè)平臺和生態(tài)，融合電商、本地生活、金融場景，實(shí)現(xiàn)金融業(yè)務(wù)的“在線化，智能化，生態(tài)化”；建設(shè)全新銀行系統(tǒng)，提升金融服務(wù)的效率。阿里云互聯(lián)網(wǎng)銀行架構(gòu)。2.證券智能營銷當(dāng)前證券行業(yè)經(jīng)紀(jì)業(yè)務(wù)服務(wù)的同