云計算導論電子教學課件

云計算導論第1章云計算概述1.2云計算的發(fā)展1.3云計算的優(yōu)勢與益處1.1云計算的基本概念1.4云計算的缺點1.5云計算的邏輯架構(gòu)習題1.1

云計算的基本概念狹義的云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，是在網(wǎng)絡中以按需、按量、按時、易擴展的方式獲得所需的硬件配置、操作系統(tǒng)平臺以及軟件服務等資源。提供資源服務的網(wǎng)絡被稱為“云”。云計算能夠為用戶提供高效的算力資源靈活性和可擴展性。廣義的云計算是指服務的交付和使用模式。這種服務既是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能相關。在快速提供算力資源的同時，只需投入很少的運維管理工作，或與服務供應商進行很少的交互，即使用流程線上無人值守智能化。1.1

云計算的基本概念云計算機的基本特征：⑴.超大規(guī)模：物理服務器多、數(shù)據(jù)中心大。⑵.虛擬化：請求的資源在云中運行。⑶.高可靠性：數(shù)據(jù)副本、容錯保障。⑷.通用性：多操作系統(tǒng)、多軟件平臺。⑸.高可靠性：動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)資源，保證服務不間斷。⑹.潛在的危險性：商業(yè)數(shù)據(jù)的隱私安全性。第1章云計算概述1.2云計算的發(fā)展1.3云計算的優(yōu)勢與益處1.1云計算的基本概念1.4云計算的缺點1.5云計算的邏輯架構(gòu)習題1.2

云計算的發(fā)展云計算簡史2006年3月，亞馬遜（Amazon）推出彈性計算云（ElasticComputeCloud，EC2）服務。

2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特（EricSchmidt）在搜索引擎大會（SESSanJose2006）上首次提出“云計算”（CloudComputing）的概念。

2007年10月，Google與IBM開始在美國大學校園推廣云計算計劃。

2008年2月1日，IBM宣布將在中國無錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園為中國的軟件公司建立全球第一個云計算中心（CloudComputingCenter）。

2010年7月，美國國家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、DELL等在內(nèi)的支持廠商共同宣布OpenStack開放源代碼計劃。2010年10月Microsoft表示支持OpenStack與WindowsServer2008R2的集成。同時Ubuntu也已將OpenStack加至其11.04版本中。1.2

云計算的發(fā)展云計算的演化

云計算主要經(jīng)歷了4個階段才發(fā)展到現(xiàn)在這樣比較成熟的水平：(1)．電廠模式階段

電廠模式就好比是利用電廠的規(guī)模效應，來降低電力的價格，并讓用戶使用起來更方便，且無須維護和購買任何發(fā)電設備。(2)．效用計算階段1961年,“人工智能之父”約翰·麥卡錫在一次會議上提出了“效用計算”這個概念，其核心借鑒了電廠模式，具體目標是整合分散在各地的服務器、存儲系統(tǒng)以及應用程序來共享給多個用戶，讓用戶能夠像把燈泡插入燈座一樣方便地來使用計算機資源，并且根據(jù)其用量來付費。(3)．網(wǎng)格計算階段

網(wǎng)格計算研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多低性能的計算機來處理，最后第1章云計算概述5把這些計算結(jié)果綜合起來攻克大問題。(4)．云計算階段。1.2

云計算的發(fā)展云計算的現(xiàn)狀云計算正在成為IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點，全球IT公司已經(jīng)意識到這一趨勢，紛紛向云計算轉(zhuǎn)型，也帶來了市場規(guī)模的進一步增長。在提供云計算機服務方面:傳統(tǒng)IT企業(yè)，創(chuàng)業(yè)公司、開源貢獻者。

在提供IT基礎設施與系統(tǒng)集成服務方面：有IaaS運營維護、PaaS云應用平臺、SaaS云服務。在行業(yè)區(qū)域的分布：《2016—2021年中國云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》指出，我國云計算市場保持了高速增長態(tài)勢，年均復合增長率高達61.5%。第1章云計算概述1.2云計算的發(fā)展1.3云計算的優(yōu)勢與益處1.1云計算的基本概念1.4云計算的缺點1.5云計算的邏輯架構(gòu)習題1.３

云計算的優(yōu)勢與益處IT設施資金投入的靈活性與其不明就里地投入重金構(gòu)建數(shù)據(jù)中心和服務器，不如使用云服務，只需在使用計算資源時付費，且只需按使用量付費，節(jié)省了企業(yè)的用電成本、空間成本及維護支出費用等。基礎設施資源動態(tài)所需利用云計算一般可以避免出現(xiàn)昂貴的閑置資源，或者不必為有限的資源容量而苦惱。云計算提供任意規(guī)模的資源，可多可少，并根據(jù)需要擴展或縮減，一切只要幾分鐘就可完成。無須投入運維成本使用云計算不用關注基礎設施的運行與維護，使用戶可以專注于所開發(fā)的項目，卸下安裝和維護服務器的繁重工作。業(yè)務擴展快速使用云計算服務，只需在云管理平臺上通過簡單的配置，即可在全世界的多個區(qū)域輕松部署應用程序，用最少的成本輕松地幫助用戶獲得較低的時間延遲和更好的用戶體驗。第1章云計算概述1.2云計算的發(fā)展1.3云計算的優(yōu)勢與益處1.1云計算的基本概念1.4云計算的缺點1.5云計算的邏輯架構(gòu)習題1.４

云計算的缺點

云計算也存在著一些缺點，這也是為什么有些組織或企業(yè)堅持獨立搭建服務器或數(shù)據(jù)中心的原因。脫機這是云計算最大的一個缺點，因為若是沒有持續(xù)的網(wǎng)絡連接能力，很多功能都無法實現(xiàn)，如無法接收郵件，無法編輯文檔，更無法讀取備份數(shù)據(jù)，從而導致無法進行工作。故障即服務方因某些原因出現(xiàn)故障而無法提供服務，所以一旦出現(xiàn)故障，用戶就只能祈禱服務可以盡快恢復，并且故障的產(chǎn)生是不可預見的。隱私與安全云解決方案最大的問題就是數(shù)據(jù)隱私安全問題。雖然數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心或服務器中是安全的，但通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)始終存在安全風險。第1章云計算概述1.2云計算的發(fā)展1.3云計算的優(yōu)勢與益處1.1云計算的基本概念1.4云計算的缺點1.5云計算的邏輯架構(gòu)習題1.５

云計算的邏輯結(jié)構(gòu)

云計算云計算具有統(tǒng)一的邏輯架構(gòu)，如下圖示。第1章云計算概述1.2云計算的發(fā)展1.3云計算的優(yōu)勢與益處1.1云計算的基本概念1.4云計算的缺點1.5云計算的邏輯架構(gòu)習題1．什么是云計算，云計算有哪些優(yōu)勢？2．云計算的演化過程？3．云計算的缺點？習題：第2章云服務2.2云服務的典型應用2.1云服務部署模型習題2.1

云服務部署模型私有云（PrivateCloud）是為一個客戶單獨使用而構(gòu)建的，提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務質(zhì)量的最有效控制。私有云擁有基礎設施，并可以控制在此基礎設施上部署應用程序的方式。可以部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的防火墻內(nèi)，也可以部署在一個安全的物理服務器托管場景，私有云的核心屬性是專有資源。私有云服務提供了以資源和計算能力為主的云服務，包括硬件虛擬化、集中管理及彈性資源調(diào)度等。2.1.1私有云2.1

云服務部署模型公有云（PublicCloud）指第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云，一般可通過Internet訪問使用。能夠以低廉的價格，提供有吸引力的服務給最終用戶，創(chuàng)造新的業(yè)務價值。作為一個支撐平臺，其能夠整合上游的服務（如增值業(yè)務、廣告）提供者和下游的最終用戶，打造新的價值鏈和生態(tài)系統(tǒng)。公有云的網(wǎng)絡安全問題可能發(fā)生在服務應用在線流量峰值期間，雖然公有云模型通過提供按需付費的定價方式通常具有成本效益，但在遷移和復制大量應用數(shù)據(jù)時，其服務費用會迅速增加。2.1.2公有云2.1

云服務部署模型混合云（HybridCloud）是公有云和私有云兩種服務方式的結(jié)合體。由于安全原因，并非所有企業(yè)都能在公有云上部署服務，大部分都是將應用部署在混合云模式上?；旌显茷閺椥孕枨筇峁┝艘粋€很好的基礎，比如災難恢復，即私有云把公有云作為災難轉(zhuǎn)移的平臺，并在需要的時候去使用它?；旌显频睦砟钍?，使用公有云作為一個選擇性的平臺，同時選擇其他的公有云作為災難轉(zhuǎn)移平臺，以達到保護數(shù)據(jù)安全的目的。由于混合云是不同的云平臺、數(shù)據(jù)和應用程序的組合，因此整合是一項挑戰(zhàn)。另外，在開發(fā)混合云時，基礎設施之間也會出現(xiàn)兼容性問題。2.1.3混合云2.1

云服務部署模型社區(qū)云（CommunityCloud）的功能與私有云類似，只是多個用戶共享一個專用硬件實例。社區(qū)云是大的“公有云”范疇內(nèi)的一個組成部分，指在一定的地域范圍內(nèi)，由云計算服務提供商統(tǒng)一提供計算資源、網(wǎng)絡資源、軟件和服務能力所形成的云計算形式。即基于社區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡互連優(yōu)勢和技術易于整合等特點，通過對區(qū)域內(nèi)各種計算能力進行統(tǒng)一服務形式的整合，結(jié)合社區(qū)內(nèi)的用戶需求共性，實現(xiàn)面向區(qū)域用戶需求的云計算服務模式。社區(qū)云是由一些有著類似需求并打算共享基礎設施的組織共同創(chuàng)立的云，目的是實現(xiàn)云計算的一些優(yōu)勢。由于共同承擔費用的用戶數(shù)比公有云少，這種選擇的費用往往比公有云的費用貴，但隱私度、安全性和政策遵從都比公有云高。2.1.4社區(qū)云第2章云服務2.2云服務的典型應用2.1云服務部署模型習題2.2

云服務的典型應用實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心應用是云計算。運用云計算模式，使物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)以兆計的各類物品的實時動態(tài)管理和智能分析變成可能。物聯(lián)網(wǎng)通過將射頻識別技術、傳感器技術、納米技術等新技術充分運用在各行各業(yè)之中，將各種物體充分連接，并通過無線等網(wǎng)絡將采集到的各種實時動態(tài)信息送達計算處理中心，進行匯總、分析和處理。

從物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)看，云計算將成為物聯(lián)網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)與云計算的結(jié)合必將通過對各種能力資源共享、業(yè)務快速部署、人物交互新業(yè)務擴展、信息價值深度挖掘等多方面的促進，帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的升級與躍進。

2.2.1云物聯(lián)應用2.2

云服務的典型應用

物聯(lián)網(wǎng)強調(diào)物物相連，設備終端與設備終端相連，云計算能為連接到云上的設備終端提供強大的運算處理能力，以降低終端本身的復雜性，二者都是為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求而誕生的。2.2.1云物聯(lián)應用2.2

云服務的典型應用人工智能云服務一般也被稱作AIaaS（AIasaService），這是目前主流的一種人工智能平臺的服務方式。AIaaS平臺會把幾類常見的AI服務進行拆分，并在云端提供獨立或者打包的服務。這種服務模式類似于開了一個AI應用商城，開發(fā)者可以通過API接口的方式來接入使用平臺提供的一種或者多種人工智能服務，部分資深的開發(fā)者還可以使用平臺提供的AI框架和AI基礎設施來部署和運維自己專屬的機器人。國內(nèi)典型的實例應用：騰訊云、阿里云、華為云、百度云。騰訊云為目前平臺提供了25種不同類型的人工智能服務，其中有8種偏重場景的應用服務，15種側(cè)重平臺的服務，以及2種能夠支持多種算法的機器學習和深度學習框架等。2.2.2人工智能云服務應用2.2

云服務的典型應用AI在全球的增長態(tài)勢，很大一部分是通過云計算實現(xiàn)的。當一個AI應用運行深度學習模型，并且連續(xù)分析數(shù)千億的數(shù)據(jù)時，這個過程將需要大量的存儲、數(shù)據(jù)和計算，AI將不可避免地遷移到云平臺中。云為人工智能的深度學習提供平臺，人工智能反過來提升云計算的“智商”，人工智能云服務框架結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。2.2.2人工智能云服務應用2.2

云服務的典型應用2.2.2人工智能云服務應用人工智能云服務框架結(jié)構(gòu)2.2

云服務的典型應用（1）云服務支撐電力、電信、石油、自來水、燃氣等各行業(yè)的設備管理、網(wǎng)絡管理、圖形管理、運行管理等多維度一體化管理。（2）云服務支撐海量設備運行數(shù)據(jù)（如設備實時采集）的高效存儲和檢索，具有無限擴展能力。（3）云服務支撐基礎數(shù)據(jù)歷史時態(tài)模型，實現(xiàn)對歷史圖形、設備屬性、網(wǎng)絡拓撲的歷史追溯及性能分析。（4）云服務支撐基礎數(shù)據(jù)未來時態(tài)模型，實現(xiàn)對規(guī)劃設計的支撐。云安全服務以網(wǎng)絡安全資源的集群和池化為基礎。2.2.3云服務應用支撐的行業(yè)應用第2章云服務2.2云安全2.1云存儲習題一、選擇題1．基于平臺服務，這種“云”計算形式把開發(fā)環(huán)境或者運行平臺也作為一種服務提供給用戶。用戶可以把自己的應用運行在提供者的基礎設施中，例如（）等公司提供了這種形式的服務。A．SunB．Amazon．comC．YahooPipesD．均是2．“云”服務影響包括（）。A．理財服務B．健康和個人服務C．交通導航服務D．均是3．下面哪項不是PaaS的基本功能（）。A．開發(fā)平臺B．運行環(huán)境

C．運營環(huán)境D．超級計算4．下列哪種云是最基礎的云服務？（）A．公有云B．私有云C．社區(qū)云D．混合云5．“云”計算服務的可信性依賴于計算平臺的安全性。（）A．正確B．錯誤二、簡答題1．云服務的基本層次是什么？2．簡述在云平臺上開發(fā)應用的優(yōu)勢。習題：第3章云計算體系結(jié)構(gòu)與部署3.2云計算部署模式習題3.1云計算基礎架構(gòu)3.1

云計算基礎架構(gòu)云計算不僅是技術，更是服務模式的創(chuàng)新，其技術和應用涉及硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、運維系統(tǒng)、服務模式等各個方面，能夠為用戶提供高效的靈活性和可擴展性。云計算作為一種全新的基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算理念和模式，在具體實現(xiàn)時需要多種技術相結(jié)合，即在軟件的作用下將硬件資源進行虛擬化管理和調(diào)度，從而形成一個可隨時擴展的虛擬化資源池，把大量的存儲于個人電腦、移動設備和其他設備上的信息以及處理器等資源集中在一起，協(xié)同工作。3.1

云計算基礎架構(gòu)早期的計算機部署架構(gòu)使用的是“專機專用”方式。應用系統(tǒng)建立在各自獨立的計算、存儲及網(wǎng)絡資源上，不能實現(xiàn)共享。硬件配置需要高于當前應用系統(tǒng)的需求。不同應用系統(tǒng)整合困難。這種部署模式，也就造成了每套硬件與所承載應用系統(tǒng)的“專機專用”，多套硬件和應用系統(tǒng)構(gòu)成了“煙囪式”部署架構(gòu)，使得整體資源利用率不高，占用過多的機房空間和能源。3.1

云計算基礎架構(gòu)云基礎架構(gòu)在傳統(tǒng)基礎架構(gòu)的計算、存儲、網(wǎng)絡硬件層的基礎上，將計算、存儲、網(wǎng)絡等硬件層進行虛擬化，從而構(gòu)成了虛擬化層，并將虛擬化后的資源進行池化從而構(gòu)成云層。虛擬化層：包括計算虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化等。通過虛擬化層，屏蔽了硬件層自身的差異和復雜度，向上呈現(xiàn)為標準化、可靈活擴展和收縮、彈性的虛擬化資源池。云層：對資源池進行調(diào)配、組合，根據(jù)應用系統(tǒng)的需要自動生成、擴展所需的硬件資源，將更多的應用系統(tǒng)通過流程化、自動化部署和管理，提升IT效率。3.1

云計算基礎架構(gòu)云基礎架構(gòu)優(yōu)勢：云基礎架構(gòu)通過虛擬化整合，使得應用系統(tǒng)共享云基礎架構(gòu)的資源池，實現(xiàn)高利用率、高可用性、低成本、低能耗的資源利用方式通過云平臺層的自動化管理，幫助用戶構(gòu)建易于快速部署和擴展、便于智能管理的基礎架構(gòu)云業(yè)務模式。云基礎架構(gòu)的資源池使得計算、存儲、網(wǎng)絡以及虛擬化的單個產(chǎn)品和技術本身形成一個有機的、可靈活調(diào)度和擴展的資源池，面向云應用實現(xiàn)自動化的部署、監(jiān)控、管理和運維。3.1

云計算基礎架構(gòu)云計算的架構(gòu)分為服務和管理兩大部分，在服務方面，主要以提供用戶基于云的各種服務為主，共包含三個層次：SoftwareasaService，將應用主要以基于Web的方式提供給客戶；PlatformasaService，將應用的開發(fā)和部署平臺作為服務提供給用戶；InfrastructureasaService，即IaaS，將各種底層的計算（比如虛擬機）和存儲等資源作為服務提供給用戶。在管理方面，主要以云的管理層為主，它的功能是確保整個云計算中心能夠安全和穩(wěn)定的運行，并且能夠被有效地管理。3.1

云計算基礎架構(gòu)云計算數(shù)據(jù)中心是一種基于云計算架構(gòu)的、計算、存儲及網(wǎng)絡資源是一種松耦合關系的、各種IT設備完全虛擬化的、模塊化和自動化程度較高的、具備較高綠色節(jié)能程度的新型數(shù)據(jù)中心。管理自動化高度的虛擬化綠色節(jié)能第三章云計算體系結(jié)構(gòu)及部署模式習題3.2云計算部署模式3.1云計算基礎架構(gòu)3.2云計算部署模式——公有云公有云是一種對公眾開放的云服務，能支持數(shù)目龐大的請求，而且因為規(guī)模的優(yōu)勢，其成本比較低。公有云由云供應商運行，為終端用戶提供各種各樣的IT資源。云供應商負責從應用程序、軟件運行環(huán)境到物理基礎設施等IT資源的安全、管理、部署和維護。在使用公有云中的IT資源時，用戶只需為其所使用的資源付費，因此無需任何前期投入，所以非常經(jīng)濟實惠。云服務提供商來保證其所提供的資源具備安全和可靠等非功能性需求。3.2云計算部署模式——公有云構(gòu)建方式購買商業(yè)解決方案獨自構(gòu)建聯(lián)合構(gòu)建3.2云計算部署模式——公有云公有云的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在如下四個方面規(guī)模大價格低廉靈活功能全面3.2云計算部署模式——公有云3.2.1公有云公有云的不足之處：企業(yè)尚未應用公有云的主要原因是對安全性存在擔憂，這一比例達到了57.8%。安全問題一直限制著公有云的發(fā)展。公有云不支持遺留環(huán)境也導致在部分場合無法應用公有云。3.2云計算部署模式——公有云公有云的發(fā)展趨勢：CompanyLogo1由于公有云在規(guī)模和功能等方面的優(yōu)勢，它會受到絕大多數(shù)用戶的歡迎。2從長期發(fā)展來看，毋庸置疑，公有云將像公共電廠那樣成為云計算最主流甚至是唯一的模式，因為在規(guī)模、價格和功能等方面的潛力實在太大了。3但是在短期之內(nèi)，因為安全和遺留等方面的不足會降低公有云對企業(yè)的吸引力，特別是大型企業(yè)。3.2云計算部署模式——私有云私有云是將云基礎設施與軟硬件資源部署在內(nèi)網(wǎng)之中，供機構(gòu)或企業(yè)內(nèi)各部門使用的云計算部署模式。私有云主要為企業(yè)內(nèi)部提供云服務，不對公眾開放，在企業(yè)的防火墻內(nèi)工作，并且企業(yè)IT人員能對其數(shù)據(jù)、安全性和服務質(zhì)量進行有效地控制。與傳統(tǒng)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心相比，私有云可以支持動態(tài)靈活的基礎設施，降低IT架構(gòu)的復雜度，使各種IT資源得以整合和標準化。3.2云計算部署模式——私有云獨自構(gòu)建使用諸如Enomaly和Eucalyptus等軟件將現(xiàn)有硬件整合成一個云。私有云創(chuàng)建方式購買商業(yè)解決方案通過購買Cisco的UCS、IBM的BlueCloud、VMware的Horizon等方案來構(gòu)建私有云。3.2云計算部署模式——私有云不影響現(xiàn)有IT管理的流程數(shù)據(jù)安全服務質(zhì)量充分利用現(xiàn)有硬件資源支持定制和遺留應用優(yōu)勢由于私有云主要在企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部運行，并且由企業(yè)的IT團隊來進行管理，所以私有云在這5個方面有出色的表現(xiàn)3.2云計算部署模式——私有云私有云的不足之處：主要體現(xiàn)在成本開支高這一方面。其次，產(chǎn)業(yè)亟待推動傳統(tǒng)運維向云運維轉(zhuǎn)型，提高自動化水平，私有云平臺基礎功能有待提升。私有云的發(fā)展趨勢：在將來很長一段時間內(nèi)，私有云將成為大中型企業(yè)最認可的云模式，而且將極大地增強企業(yè)內(nèi)部的IT能力。使整個IT服務圍繞著業(yè)務展開，從而更好地為業(yè)務服務。3.2云計算部署模式——混合云混合云融合了公有云和私有云，是近年來云計算的主要模式和發(fā)展方向。將公有云和私有云進行混合和匹配，以獲得最佳的效果。這種個性化的解決方案，達到了既省錢又安全的目的。更節(jié)省更完美可擴展3.2云計算部署模式——混合云創(chuàng)建混合云的方式主要有兩種：外包企業(yè)的數(shù)據(jù)中心。購買私有云服務?；旌显频膬?yōu)勢通過使用混合云，企業(yè)可以享受接近私有云的私密性和接近公有云的成本，并且能快速接入大量位于公有云的計算能力，以備不時之需。3.2云計算部署模式——混合云不足之處混合云目前在實施過程中仍然面臨著較大的挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)是，如何確定哪些類型的數(shù)據(jù)和應用放在公有云上。一些工作負載和數(shù)據(jù)可以很容易地在私有云中部署，但是在公有云方面則受到了一些限制，而且這些數(shù)據(jù)由誰管理也一直是困擾用戶的問題。發(fā)展趨勢混合云比較適合那些想嘗試云計算的企業(yè)和面對突發(fā)流量但不愿將企業(yè)IT業(yè)務都遷移至公有云的企業(yè)。混合云不是長久之計，但是也有一定的市場空間，并且也將會有一些廠商推出類似的產(chǎn)品。3.2云計算部署模式第三章云計算體系結(jié)構(gòu)及部署模式3.1云計算基礎架構(gòu)習題1．相比于傳統(tǒng)IT部署架構(gòu)，云計算基礎架構(gòu)有哪些優(yōu)勢？2．云計算部署模式有哪幾種？分析每種模式的優(yōu)勢與不足。3．云計算服務包含哪幾個層次，每一層次的作用是什么？習題：第4章云計算主要技術4.2虛擬化技術4.1分布式處理技術4.3容器技術4.4綠色節(jié)能技術習題4.1

分布式處理技術分布式存儲系統(tǒng)采用可擴展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，提高系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率。分布式數(shù)據(jù)存儲致力于解決海量數(shù)據(jù)的可擴展存儲問題。4.1.1分布式數(shù)據(jù)存儲4.1分布式處理技術分布式文件系統(tǒng)（DistributedFileSystem）是指文件系統(tǒng)管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節(jié)點上，而是通過計算機網(wǎng)絡與節(jié)點相連。GFS（GoogleFileSystem）技術。HDFS（HadoopDistributedFileSystem）技術。4.1.2分布式文件系統(tǒng)4.1

分布式處理技術4.1.2分布式文件系統(tǒng)分布式文件系統(tǒng)的特征高可靠性高可訪問性在線遷移自動負載均衡分布式數(shù)據(jù)庫4.1

分布式處理技術把不同的計算框架部署到一個公共的集群中，使其共享計算資源，而不同的工作往往需要的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡I/O等資源也不等，運行在同一個集群中會因為相互干擾、資源競爭導致運行效率低下，因此就誕生了資源統(tǒng)一管理與調(diào)度平臺：1、Mesos是Apache下的開源分布式資源管理框架，它被稱為分布式系統(tǒng)的內(nèi)核。2、YARN（YetAnotherResourceNegotiator）是ApacheHadoop計算框架中構(gòu)建的一個獨立的、通用的資源管理系統(tǒng)。4.1.3分布式資源管理框架4.1

分布式處理技術Mesos和YARN都采用雙層調(diào)度機制，即資源管理系統(tǒng)層和資源調(diào)度層，但資源分配程度不同。Mesos只負責為計算框架提供資源，具體的資源分配由計算框架自己實現(xiàn)；而YARN則從計算框架中分離出資源管理，自己全權(quán)負責資源分配及調(diào)度。Mesos是分布式資源管理框架，更為通用。而YARN則是Hadoop1.0到Hadoop2.0升級優(yōu)化分離出來的統(tǒng)一資源管理系統(tǒng)，具有一定的局限性。Mesos統(tǒng)一管理集群CPU、內(nèi)存、硬盤等資源；而YARN是基于HDFS（分布式文件系統(tǒng)）的基礎上統(tǒng)一管理集群CPU和內(nèi)存資源。Mesos采用LinuxContainer對多計算框架共享資源進行隔離；而YARN則是通過進程隔離，這一點YARN的性能比較好。Mesos和YARN的區(qū)別第4章云計算主要技術4.2虛擬化技術4.1分布式處理技術4.3容器技術4.4綠色節(jié)能技術習題4.2虛擬化技術4.2

虛擬化技術虛擬化（Virtualization）是云計算最重要的組成部分，在形式上打破了馮·諾依曼體系架構(gòu)，其使用軟件的方法重新定義資源劃分，實現(xiàn)資源的動態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高資源利用率，為云計算服務提供基礎架構(gòu)層面的支撐。虛擬化是一種在軟件中仿真計算機硬件，以虛擬資源為用戶提供服務的計算形式，旨在合理調(diào)配計算機資源，使其更高效地提供服務。4.2

虛擬化技術從表現(xiàn)形式上看，虛擬化又分兩種應用模式：1、一是將一臺性能強大的服務器虛擬成多個獨立的小服務器，服務不同的用戶。2、將多個服務器虛擬成一個強大的服務器，完成特定的功能，從而達到資源的統(tǒng)一管理與動態(tài)分配。4.2

虛擬化技術完全虛擬化準虛擬化操作系統(tǒng)層虛擬化桌面虛擬化虛擬化技術的分類：第4章云計算主要技術4.2虛擬化技術4.1分布式處理技術4.3容器技術4.4綠色節(jié)能技術習題4.2虛擬化技術4.3

容器技術容器（LinuxContainer，LXC）是一種內(nèi)核虛擬化技術準虛擬化。容器可以理解為一種沙盒。典型的應用Docker。4.3

容器技術Docker使用客戶端-服務器（C/S）架構(gòu)模式，是基于Go語言并遵從Apache2.0協(xié)議實現(xiàn)的云開源項目。4.3.1Docker的概念及原理Docker構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖4.3

容器技術面向開發(fā)人員的Web應用自動化打包和發(fā)布。面向運維人員的運維成本降低。面向企業(yè)的PaaS層實現(xiàn)。4.3.2Docker應用場景介紹4.3

容器技術（1）安裝UbuntuDocker。（2）啟動Docker服務。（3）查找DockerHub上的Python鏡像。（4）使用python鏡像。（5）運行容器。4.3.3Docker實例化安裝Python第4章云計算主要技術4.2虛擬化技術4.1分布式處理技術4.3容器技術4.4綠色節(jié)能技術習題4.2虛擬化技術4.4

綠色節(jié)能技術云計算基礎設施中包括數(shù)以萬計的計算機，以低成本、高效率整合資源是其優(yōu)勢所在，具有巨大的規(guī)模經(jīng)濟效益，其在提高資源利用效率的同時，節(jié)省了大量能源。綠色節(jié)能技術已經(jīng)成為云計算必不可少的技術，未來越來越多的節(jié)能技術還會被引入云計算中來。相關報告指出，遷移至云的美國公司每年就可以減少碳排放8570萬噸，這相當于2億桶石油所排放出的碳總量。微軟公司在蘇格蘭海域建立了一個數(shù)據(jù)中心，以確定它是否可以通過在海水中冷卻來節(jié)省能源。該數(shù)據(jù)中心利用可再生能源向沿海提供互聯(lián)網(wǎng)服務，同時將拓展商用服務器的云計算規(guī)模第4章云計算主要技術4.2虛擬化技術4.1分布式處理技術4.3容器技術4.4綠色節(jié)能技術習題4.2虛擬化技術1．Docker的構(gòu)成由幾部分組成？2．Docker的配置流程需要哪些步驟？習題：公有云的計算模型分為以下三個部分公有云接入公有云平臺公有云管理第5章可用的公有云平臺5.2萬物云5.1阿里云5.3環(huán)境云5.4AWS云5.5MicrosoftAzure云習題5.1

阿里云阿里云（）創(chuàng)立于2009年。云服務器（ElasticComputeService，ECS）是阿里云提供的一種基礎云計算服務。阿里云ECS資源結(jié)構(gòu)圖5.1

阿里云地域和可用區(qū)：是指ECS資源所在的物理位置。實例：是一個虛擬的計算環(huán)境，由CPU、內(nèi)存、系統(tǒng)盤和運行的操作系統(tǒng)組成，等同于一臺虛擬機，包含CPU、內(nèi)存、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、磁盤等最基礎的計算組件。實例規(guī)格：是指實例的不同配置，包括vCPU核數(shù)、內(nèi)存、網(wǎng)絡性能等。實例規(guī)格決定了ECS實例的計算和存儲能力。鏡像：是指ECS實例運行環(huán)境的模板，一般包括操作系統(tǒng)和預裝的軟件。操作系統(tǒng)支持多種Linux發(fā)行版本和不同的Windows版本。塊存儲：包括基于分布式存儲架構(gòu)的彈性塊存儲，以及基于物理機本地硬盤的本地存儲?？煺眨菏侵冈谀骋粋€時間點上的一塊彈性塊存儲的數(shù)據(jù)備份。概念5.1

阿里云網(wǎng)絡類型：包括專有網(wǎng)絡和經(jīng)典網(wǎng)絡兩種類型，其中專有網(wǎng)絡是基于阿里云構(gòu)建的一個隔離的網(wǎng)絡環(huán)境，專有網(wǎng)絡之間邏輯上徹底隔離；經(jīng)典網(wǎng)絡統(tǒng)一部署在阿里云公共基礎內(nèi)，規(guī)劃和管理由阿里云負責。安全組：是一種虛擬防火墻，具備狀態(tài)檢測包過濾功能。每個實例至少屬于一個安全組。同一個安全組內(nèi)的實例之間網(wǎng)絡互通，不同安全組的實例之間默認內(nèi)網(wǎng)不通，但是可以授權(quán)兩個安全組之間互訪。SSH密鑰對：遠程登錄LinuxECS實例的驗證方式，阿里云存儲公鑰，用戶需要自己妥善保管私鑰。IP地址：包括用于內(nèi)網(wǎng)通信的內(nèi)網(wǎng)IP或私有IP，以及用于訪問Internet的公網(wǎng)IP。彈性公網(wǎng)IP：可以與實例反復綁定或解綁的靜態(tài)公網(wǎng)IP地址。云服務器管理控制臺：是指ECS的Web操作界面。概念5.1

阿里云（1）注冊阿里云賬號，并完成實名認證。（2）根據(jù)需求的資源和使用場景進行方案設計并進行配置選型操作。5.1.1創(chuàng)建ECS實例的前期準備5.1

阿里云1．基礎配置。2．網(wǎng)絡和安全組。3．系統(tǒng)配置。4．分組設置。5．確認訂單。5.1.2創(chuàng)建ECS實例5.1

阿里云（1）登錄ECS管理控制臺，在左側(cè)導航欄單擊實例，選擇地域“華東1”。（2）在實例列表中找到已創(chuàng)建的實例并在“操作”列中單擊“遠程連接”選項。（3）在彈出的遠程連接密碼對話框中復制密碼，并單擊“關閉”按鈕。（4）在彈出的“輸入遠程連接密碼”對話框中粘貼密碼，單擊“確定”按鈕即可登錄ECS實例。（5）根據(jù)實例的操作系統(tǒng)，執(zhí)行不同的操作。5.1.3連接ECS實例第5章可用的公有云平臺5.2萬物云5.1阿里云5.3環(huán)境云5.4AWS云5.5MicrosoftAzure云習題5.2萬物云萬物云（）是一個免費的物聯(lián)網(wǎng)設備和應用的數(shù)據(jù)托管平臺。萬物云平臺架構(gòu)5.2萬物云5.2.1萬物云的特性萬物云的特性便捷易用功能強大秒級性能低廉成本安全可靠海量規(guī)模5.2

萬物云5.2.2萬物云的使用流程5.2

萬物云5.2.3萬物云平臺成功實踐案例1．燃氣報警云平臺2．智慧路燈伴侶3．PM2.5云監(jiān)測平臺第5章可用的公有云平臺5.2萬物云5.1阿里云5.3環(huán)境云5.4AWS云5.5MicrosoftAzure云習題5.3環(huán)境云環(huán)境云（）：

一個專注于提供穩(wěn)定、便捷的綜合環(huán)境數(shù)據(jù)服務的平臺，由南京云創(chuàng)大數(shù)據(jù)科技股份有限公司開發(fā)并提供支持，收錄專業(yè)數(shù)據(jù)源（國家環(huán)保部數(shù)據(jù)中心、美國全球地震信息中心等）所發(fā)布的各類環(huán)境數(shù)據(jù)，接收云創(chuàng)自主布建的各類環(huán)境監(jiān)控傳感器網(wǎng)絡（包括空氣質(zhì)量指標和土壤環(huán)境質(zhì)量指標檢測網(wǎng)絡）所采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合相關數(shù)據(jù)預測模型生成的預報數(shù)據(jù)，依托數(shù)據(jù)托管服務平臺萬物云所提供的數(shù)據(jù)存儲服務，推出了一系列功能豐富、便捷易用的綜合環(huán)境數(shù)據(jù)RESTAPI，配合詳盡的接口使用幫助，為環(huán)境應用開發(fā)者提供了豐富可靠的氣象、環(huán)境、災害以及地理數(shù)據(jù)服務。環(huán)境云還為環(huán)境研究人員提供了歷史數(shù)據(jù)報表下載，并向公眾展示環(huán)境實況。5.3環(huán)境云5.3.1環(huán)境云功能環(huán)境云功能支持環(huán)境應用感知環(huán)境實況助力環(huán)境研究5.3.2環(huán)境云服務

環(huán)境云面向環(huán)境應用開發(fā)者提供免費氣象、環(huán)境、災害以及地理數(shù)據(jù)服務，包括全國布建的各類環(huán)境監(jiān)控傳感器所采集的數(shù)據(jù)以及各種權(quán)威數(shù)據(jù)源所發(fā)布的與環(huán)境相關的數(shù)據(jù)，向開發(fā)者提供一套便捷易用的綜合環(huán)境數(shù)據(jù)查詢及調(diào)用接口和開發(fā)工具。第5章可用的公有云平臺5.2萬物云5.1阿里云5.3環(huán)境云5.4AWS云5.5MicrosoftAzure云習題5.4AWS云

AmazonWebServices簡稱AWS（），提供了大量基于云的全球性產(chǎn)品。

包括計算、存儲、數(shù)據(jù)庫、分析、聯(lián)網(wǎng)、移動產(chǎn)品、開發(fā)人員工具、管理工具、物聯(lián)網(wǎng)、安全性和企業(yè)應用程序。5.4

AWS云5.4.1AWS云解決方案1．數(shù)據(jù)存檔2．備份與還原3．電子商務應用4．高性能計算5．物聯(lián)網(wǎng)（IoT）6．機器學習7．移動服務8．Web托管5.4

AWS云5.4.1AWS云解決方案1．數(shù)據(jù)存檔提供用于存檔的完整云存儲服務，適用于存檔GB級到PB級數(shù)據(jù)的經(jīng)濟型解決方案。2．備份與還原AWS提供最多的存儲服務、數(shù)據(jù)傳輸方法和聯(lián)網(wǎng)選項，以構(gòu)建具備無與倫比的持久性和安全性的數(shù)據(jù)保護解決方案。3．電子商務應用AWS為那些希望擁有靈活、安全、高度可擴展、低成本的在線銷售和零售解決方案的各種規(guī)模的企業(yè)提供電子商務云計算解決方案5.4

AWS云5.4.1AWS云解決方案4．高性能計算HPC應用程序通常需要高網(wǎng)絡性能、快速存儲、大量內(nèi)存、超高計算能力或上述所有條件。通過AWS，可以在云中運行HPC，并將并行任務的數(shù)量增加到大多數(shù)本地環(huán)境都無法支持的規(guī)模，從而提高研究速度并縮短獲得成效的時間。

可以啟動或縱向擴展高性能計算集群，通過消除作業(yè)排隊時間并根據(jù)需要高度擴展集群，可以減少產(chǎn)品上市時間或發(fā)布時間。專注于基礎設施維護和升級方面的應用程序和研究輸出。創(chuàng)建獨特應用程序需求進行了優(yōu)化的HPC集群。用戶可以利用AWS生態(tài)系統(tǒng)中的廣泛服務和多個合作伙伴來增強工作負載均衡。在不影響安全性的前提下開展協(xié)作。5.4

AWS云5.4.1AWS云解決方案5．物聯(lián)網(wǎng)（IoT）AWSIoT提供跨越云端的廣泛而深入的功能，用戶可以在各種設備上為幾乎任何使用案例構(gòu)建IoT解決方案。

廣泛而深入。多層安全性。與AI實現(xiàn)卓越集成。大規(guī)模得到驗證。5.4

AWS云5.4.1AWS云解決方案6．機器學習

AmazonSageMaker能夠大規(guī)?？焖贅?gòu)建、訓練和部署機器學習模型；或者構(gòu)建支持所有常用開源框架的自定義模型。以最全面的云平臺為基礎構(gòu)建，該平臺利用高性能計算針對機器學習進行了優(yōu)化，而且無損安全性和分析功能。7．移動服務

借助AWSAmplify工具，可以輕松創(chuàng)建、配置和實施由AWS提供支持的可擴展的移動和Web應用程序。5.4

AWS云5.4.1AWS云解決方案8．Web托管

AWS提供了云Web托管解決方案，可為企業(yè)、非營利組織和政府組織提供一種成本低廉的方式來交付其網(wǎng)站和Web應用程序。

（1）簡單網(wǎng)站托管。（2）靜態(tài)網(wǎng)站托管。（3）企業(yè)Web托管。5.4

AWS云5.4.2AWS云安全性優(yōu)勢具體內(nèi)容保證數(shù)據(jù)安全AWS基礎設施提供了強大的保護措施來幫助保護客戶隱私，所有數(shù)據(jù)均存儲在高度安全的AWS數(shù)據(jù)中心內(nèi)。滿足合規(guī)性要求AWS在其基礎設施中管理著數(shù)十項合規(guī)性計劃。這意味著用戶的合規(guī)性部分已經(jīng)完成。節(jié)省開支通過使用AWS數(shù)據(jù)中心降低成本，并維持最高標準的安全性，無須管理自己的設施?？焖贁U展無論用戶的企業(yè)規(guī)模如何，AWS基礎設施都旨在確保數(shù)據(jù)安全。第5章可用的公有云平臺5.2萬物云5.1阿里云5.3環(huán)境云5.4AWS云5.5MicrosoftAzure云習題5.5MicrosoftAzure云

MicrosoftAzure（）是一個完整的云平臺，可以托管用戶現(xiàn)有的應用程序，簡化新應用程序的開發(fā)，甚至還可以增強本地應用程序的功能。在充分利用云計算效率的同時，Azure集成了開發(fā)、測試、部署和管理應用程序所需的各種云服務。

在Azure中跨物理數(shù)據(jù)中心、基礎結(jié)構(gòu)和操作利用Microsoft提供的多層安全性，從Azure數(shù)據(jù)中心在全球范圍內(nèi)提供的先進安全性獲益依靠使用自定義硬件生成的云，它在硬件和固件組件中集成了安全控件，并且增加了針對DDoS攻擊等威脅的防護。5.5.1Azure云安全性5.5MicrosoftAzure云Azure區(qū)域、地域和可用性區(qū)域構(gòu)成了全球基礎結(jié)構(gòu)的基礎，它們?yōu)橛脩籼峁└呖捎眯?、災難恢復和備份。區(qū)域是一組數(shù)據(jù)中心，部署在定義了延遲的外圍中，并通過專用的區(qū)域性低延遲網(wǎng)絡互相連接。地域是一個獨立市場，通常包含兩個或多個區(qū)域，并且維持數(shù)據(jù)駐留和符合性邊界，允許具有特定數(shù)據(jù)駐留和符合性要求的客戶保持他們的數(shù)據(jù)和應用程序相鄰近。通過與專用的高容量網(wǎng)絡基礎設施相連，地域具有了容錯能力，可承受整個區(qū)域的故障?？捎眯詤^(qū)域是Azure區(qū)域中物理上獨立的位置。每個可用性區(qū)域都由一個或多個數(shù)據(jù)中心組成，這些數(shù)據(jù)中心都配置了獨立電源、冷卻系統(tǒng)和網(wǎng)絡，允許客戶運行任務關鍵型應用程序，同時具有高可用性和低延遲復制。5.5.2Azure云全球基礎結(jié)構(gòu)第5章可用的公有云平臺5.2萬物云5.1阿里云5.3環(huán)境云5.4AWS云5.5MicrosoftAzure云習題1．公有云的計算模型有哪些？2．簡述萬物云的平臺架構(gòu)。習題：第6章虛擬化平臺搭建6.2搭建Vmware平臺6.1流行的虛擬化平臺6.3搭建OpenStack平臺習題6.1

云計算基礎架構(gòu)隨著虛擬化應用變得越來越熱門，虛擬化已成為云計算時代最重要的技術之一，市場上也涌現(xiàn)出大量的虛擬化平臺軟件產(chǎn)品。虛擬化應用商業(yè)公司CitrixIBMVMware微軟開源方案EucalyptusOpenStackCloudStack第6章虛擬化平臺搭建6.2搭建Vmware平臺6.1流行的虛擬化平臺6.3搭建OpenStack平臺習題6.2

搭建VMware平臺——（1）介紹VMware云計算技術路線從保護現(xiàn)有投資和降低技術風險的角度協(xié)助客戶制定云計算發(fā)展戰(zhàn)略VMware云計算發(fā)展戰(zhàn)略開放的技術平臺分層的技術架構(gòu)漸進的技術實現(xiàn)6.2

搭建VMware平臺——（1）介紹VMware公司根據(jù)云計算的發(fā)展戰(zhàn)略把產(chǎn)品線分成三個堆棧。IaaSPaaSSaaS6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

VMwarevSphere有以下3種方法來安裝和配置VMwareESXi，并在ESXi中創(chuàng)建虛擬機、配置虛擬機、管理VMwareESXi網(wǎng)絡。1在服務器上安裝?？梢栽谧罱鼉赡曩徺I的IBM、HP、Dell這些服務器上安裝測試VMwareESXi。2在PC上測試。在某些IntelH61芯片組，CPU是CoreI3、I5、I7的，支持64位硬件虛擬化的普通PC上測試。3在VMwareWorkstation虛擬機上測試?？梢越柚鶹MwareWorkstation，在VMwareWorkstation的虛擬機上學習VMwareESXi的使用。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

在虛擬機中學習測試VMwareESXi。硬件條件：主機是64位CPU，并且CPU支持硬件輔助虛擬化，至少有4GB的物理內(nèi)存，推薦為主機配置8~16GB內(nèi)存。在VMwareWorkstation中創(chuàng)建1臺虛擬機安裝VMwareESXi，目前最新版本的VMwareESXi是6.5.06.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（1）打開“計算機管理”，為固態(tài)硬盤創(chuàng)建一個分區(qū)，并分配一個盤符，如果沒有固態(tài)硬盤或已存在分區(qū)，則可略過此步。（2）在主機上安裝VMwareWorkstation14.0Pro版本，打開虛擬機配置頁，在“工作區(qū)”中，修改虛擬機的默認位置為固態(tài)硬盤所在的分區(qū)，如E:\VmWarePC\ESXi6。（3）在“內(nèi)存”中，選擇“調(diào)整所有虛擬機內(nèi)存使其適應預留的主機RAM”。（4）在VMwareWorkstation主窗口中，新建虛擬機。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（5）在“新建虛擬機向?qū)А表撁嫔?，選擇“自定義”。（6）在“選擇虛擬機硬件兼容性”頁面上，采用默認的設置，直接選擇“下一步”即可。（7）在“安裝客戶機操作系統(tǒng)”頁面，選擇“稍后安裝操作系統(tǒng)”，點擊“下一步”。（8）在“客戶機操作系統(tǒng)”頁面，選擇“VMwareESX”，版本選擇“VMwareESXi6.5和更高版本”，如圖6-6所示。點擊“下一步”繼續(xù)。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（9）在“命名虛擬機”對話框中，設置虛擬機的名稱和位置，如圖6-7所示。（10）在“處理器配置”對話框中，為安裝VMwareESXi的虛擬機分配2個處理器。（11）在“此虛擬機的內(nèi)存”對話框，為VMwareESXi6.5虛擬機分配至少4GB的內(nèi)存。如圖6-8所示。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（12）在“網(wǎng)絡類型”選擇“使用網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換”，具體每種網(wǎng)絡連接的用途請參考圖6-9中的說明。（13）在“選擇I/O控制器類型”對話框中，選擇推薦設置即可，在此為“準虛擬化SCSI”。（14）在“選擇磁盤類型”對話框中，選擇默認推薦設置即可，在此為“SCSI”。（15）在“選擇磁盤”對話框，選擇“創(chuàng)建新虛擬磁盤”。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（16）在“指定磁盤容量”對話框，設置磁盤大小為1GB，如圖6-10所示。在安裝VMwareESXi時，如果將VMwareESXi安裝在小于1GB的磁盤上，將不會顯示存儲，在本實驗將驗證這個現(xiàn)象。另外可以在安裝VMwareESXi之后再添加第2個虛擬硬盤做存儲。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（17）其他則選擇默認配置，直到創(chuàng)建虛擬機完成，然后修改虛擬機設置，選擇VMwareESXi6.5安裝光盤鏡像作為虛擬機的光驅(qū)，如圖6-11所示。設置完虛擬機的基本配置后，就可以啟動VMwareESXi6.5的虛擬機，開始VMwareESXi6.5的安裝。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（1）系統(tǒng)首次從光盤啟動，進入“BootMenu”啟動菜單選擇頁。如圖6-12所示。在第一個選項“ESXi-6.5.0-20170702001-standardinstaller”菜單上按下回車鍵開始進行安裝。（2）在安裝的過程中，VMwareESXi會檢測當前主機的硬件配置并顯示出來，如圖6-13所示。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（3）在“WelcometotheVMwareESXi6.5.0Installation”對話框中，按回車鍵開始安裝，如圖6-14所示。（4）在“EndUserLicenseAgreement”對話框中，按“F11”鍵接受許可協(xié)議，如圖6-15所示（5）在“SelectaDisktoInstallorUpgrade”對話框中，選擇安裝位置，在本例中將VMwareESXi安裝到1GB的虛擬硬盤上。如圖6-16所示。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（6）在“Pleaseselectakeyboardlayout”對話框中，選擇“USDefault”，然后按回車鍵繼續(xù)安裝。如圖6-17所示。（7）在“Enterarootpassword”對話框中，設置root用戶的密碼，要求密碼長度最小是7個字符。如圖6-18所示。（8）由于是在一臺新的虛擬磁盤上安裝，系統(tǒng)彈出“ConfirmInstall”對話框，提示這個磁盤會被重新分區(qū)，重新分區(qū)則會導致硬盤上的所有數(shù)據(jù)將會被刪除。如圖6-19所示。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（9）之后VMwareESXi會開始安裝，并顯示安裝進度。等待大約5分鐘左右，安裝完成。（10）安裝完成后，彈出“InstallationComplete”對話框，按下回車鍵將重新啟動。在該對話框中提示，在重新啟動之前取出ESXi6.5.0的安裝媒體。（11）當VMwareESXi啟動成功后，在控制臺窗口，可以看到當前服務器信息，如圖6-22所示。在圖中，顯示了當前VMwareESXi6.5當前運行服務器的CPU型號、主機內(nèi)存大小與管理地址。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

在安裝好VMwareESXi之后，可以通過瀏覽器登錄到VMwareESXi（1）在主機上打開瀏覽器，輸入28打開VMwareESXi登錄頁面（如圖6-23），輸入用戶名root，密碼為安裝時設置的至少7位的密碼。輸入正確后，點擊“登錄”按鈕登錄到VMwareESXi管理頁面（如圖6-24）。在初次登錄時，由于安裝ESXi時的硬盤分區(qū)為1GB，因此，在系統(tǒng)中顯示存儲的容量為0GB。此時在VMwareESXi虛擬機中，再次添加一個虛擬硬盤，并將其作為ESXi的永久存儲即可。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（1）切換到VMwareWorkstation，右擊VMwareESXi6.5虛擬機，選擇“設置”。（2）在打開的“設置”對話框中選擇“硬盤”項，點擊“添加”按鈕，添加一個新的虛擬磁盤。選擇“硬盤”，點擊“下一步”按鈕，選擇“SCSI”類型的磁盤，繼續(xù)“下一步”后，選擇“創(chuàng)建新的虛擬磁盤”選項，再按下“下一步”按鈕，指定磁盤容量為“40GB”，點擊“下一步”創(chuàng)建新磁盤成功。（3）返回vSphereWebClient瀏覽器客戶端，在左側(cè)“導航器”找到“存儲”項，點擊“存儲”鏈接打開存儲內(nèi)容，如圖6-25所示。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

（4）選擇“新建數(shù)據(jù)存儲”按鈕，打開“新建數(shù)據(jù)存儲”向?qū)АＨ鐖D6-26所示。選擇“創(chuàng)建新的VMFS數(shù)據(jù)存儲”，然后選擇“下一頁”，打開“選擇設備”對話框。選擇下方列出的空閑設備，然后在“名稱”框中輸入數(shù)據(jù)存儲器的名字，比如“Disk2”等。然后按下“下一頁”按鈕。6.2

搭建VMware平臺——（2）vSphere搭建

“選擇分區(qū)選項”中，采用默認的設置，使用全部磁盤，并使用VMFS5分區(qū)文件系統(tǒng)即可。點擊“下一頁”顯示出設備的配置摘要信息，點擊“完成”按鈕。此時將彈出“警告”對話框提示“將清除此磁盤上的全部內(nèi)容并替換為指定配置，是否確定？”，點擊“是”按鈕完成設置。6.2

搭建VMware平臺3.VMwarevCloudDirectorVMwarevCloudDirector（以下簡稱vCD）是基于VMwarevSphere的虛擬化能力，擴展了VMwarevCenter的資源池功能以使IT部門能夠創(chuàng)建“VDC（VirtualDataCenter，虛擬數(shù)據(jù)中心）”，即由計算、網(wǎng)絡和存儲資源組成的資源池以及預定義的管理策略、服務水平協(xié)議和定價機制，為用戶提供基于VDC的計算資源并能在其之上部署應用。在用戶體驗方面，與同為管理軟件的VMwarevCenter不同的是，vCD在用戶界面上并沒有選擇傳統(tǒng)的客戶端，而是基于AdobeFlexRIA技術的WebUI。通過這個WebUI，用戶只需通過鼠標的點擊或者少量的鍵盤輸入就能完成包括云的創(chuàng)建和管理，網(wǎng)絡的設置和應用的部署等一些極為耗時和繁瑣的操作，而且還基于開放的OVF協(xié)議，提供使用REST技術的vCloudAPI。6.2

搭建VMware平臺4.VMwarevFabricSuiteVMwarevFabricSuite是一款面向數(shù)據(jù)密集型自定義應用的輕量級、可擴展的集成中間件套裝，可在內(nèi)部或云中使用。vFabric套件從計算中心基礎架構(gòu)、應用開發(fā)運行平臺和終端客戶訪問三個層面，諫言潛在風險和技術價值，為客戶量身定制云計算解決方案。它包括SpringSource開發(fā)工具和vFabric企業(yè)級應用程序服務。vFabricSuite為用戶的Spring應用程序提供經(jīng)驗證的運行時平臺。無論是面向開發(fā)人員的功能，還是SpringData項目，將會發(fā)現(xiàn)正是這些豐富的功能使vFabricSuite成為運行Spring應用程序的最佳平臺。vFabricSuite還支持將Spring應用程序部署到生產(chǎn)環(huán)境中。第6章虛擬化平臺搭建6.2搭建Vmware平臺6.1流行的虛擬化平臺6.3搭建OpenStack平臺習題6.3

搭建OpenStack平臺OpenStack是一個開源的云計算管理平臺項目，由幾個主要的組件組合起來完成具體工作。OpenStack支持幾乎所有類型的云環(huán)境，項目目標是提供實施簡單、可大規(guī)模擴展、豐富、標準統(tǒng)一的云計算管理平臺。OpenStack通過各種互補的服務提供了IaaS的解決方案，每個服務提供API以進行集成。OpenStack云計算平臺，幫助服務商和企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)類似于AmazonEC2和S3的云基礎架構(gòu)服務。OpenStack包含兩個主要模塊：Nova和Swift，前者是NASA開發(fā)的虛擬服務器部署和業(yè)務計算模塊；后者是Rackspace開發(fā)的分布式云存儲模塊，兩者可以一起用，也可以分開單獨使用。6.3

搭建OpenStack平臺從最初版本Austin（2010年1月）的發(fā)布至今，OpenStack已經(jīng)經(jīng)歷了22個版本的發(fā)布，從歷史角度了解它的演變過程，更容易理解OpenStack。OpenStack每個主版本系列都是以字母表順序命名的，從A-Z，OpenStack使用了YYYY.N表示法，基于發(fā)布的年份以及當時發(fā)布的主版本來指定其發(fā)布版本號。例如，2011Bexar的發(fā)布的版本號為2011.1，而Cactus則被標志為2011.2。Diablo主版本則被標志為2011.3，而Diablo次要版本則用后面加了擴展位的2011.3.1表示。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack由于OpenStack項目手工搭建過程太過煩瑣，因此，Mirantis公司開發(fā)了Fuel工具來部署和管理OpenStack。Fuel是一個開源的部署和管理OpenStack的工具，它提供了一個直觀的圖形用戶部署和管理界面，專注于OpenStack的部署、測試和第三方選件。硬件要求：啟用CPU虛擬化技術支持，開啟BIOS設置里的虛擬化技術支持相關選項。最低硬件配置：CPU：雙核2.6GHZ及以上；內(nèi)存：8G以上;硬盤：80G以上。Fuel安裝要求軟件要求：Windows764位及以上、OracleVirtualBox4.3.20及以上。按照下述步驟搭建OpenStack平臺：1、安裝虛擬機軟件目前比較常用的虛擬機軟件有VMwareWorkstation、VirtualBox等，這里選用VirtualBox5.2.62、部署網(wǎng)絡利用Fuel部署OpenStack平臺，至少需要有3臺主機，一臺主機充當Master角色，另兩臺分別為Controller節(jié)點與Compute節(jié)點。每臺主機均需要三塊網(wǎng)卡，每塊網(wǎng)卡的IP配置如下：這是Master的專有網(wǎng)絡，用于各節(jié)點與Master主機間的數(shù)據(jù)傳輸。這是公共網(wǎng)絡，也是浮動IP網(wǎng)段，用于虛擬機和外網(wǎng)連接。這是OpenStack的管理、存儲和虛機內(nèi)部網(wǎng)絡。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack3、網(wǎng)卡配置新建虛擬機之前，需要先在“主機網(wǎng)絡管理器”里添加并正確配置網(wǎng)卡。點擊“全局工具”，選擇“主機網(wǎng)絡管理器”。點擊“創(chuàng)建”按鈕,創(chuàng)建新的“Host-Only網(wǎng)絡適配器”。系統(tǒng)默認存在一個Host-Only網(wǎng)絡適配器，再創(chuàng)建兩個新的，如圖6-33所示。創(chuàng)建完成后，按照上述“部署網(wǎng)絡”的要求分別修改這三個網(wǎng)絡適配器的IP和子網(wǎng)掩碼。同時關閉所有適配器的“DHCPServer”功能。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack6.3

搭建OpenStack平臺4、新建Master虛擬機(1)新建虛擬機，并在對話框中填入名稱，選擇操作系統(tǒng)類型以及版本。由于MirantisOpenStack9.0采用的是CentOS7.0操作系統(tǒng)，而當前VirtualBox版本中沒有CentOS可以選擇，在此選擇Ubuntu(64位)即可，注意一定要選擇64位，否則會導致安裝失敗。(2)分配內(nèi)存，在Master節(jié)點，建議分配2GB及以上的內(nèi)存，可以根據(jù)自己主機的內(nèi)存配置情況進行設置，在此設置為4096MB，即4GB。(3)分配硬盤。對于新創(chuàng)建的虛擬機，選擇“現(xiàn)在創(chuàng)建虛擬硬盤”選項，如果是使用已有的虛擬機配置，則可以選擇“使用已有的虛擬硬盤文件”選項。4、新建Master虛擬機選擇硬盤文件類型。默認選擇VDI類型即可。選擇虛擬硬盤的分配方式，提供兩種方式，其中動態(tài)分配的虛擬磁盤只是逐漸占用物理硬盤的空間（直到達到分配的大?。?，而“固定大小”的虛擬磁盤文件則需要先在物理硬盤上分配設置大小的空間作為虛擬磁盤的存儲空間，但是它往往使用時由于已經(jīng)分配好了空間，性能較高。在此選擇“動態(tài)分配”即可。選擇硬盤文件的存儲位置與大小。建議設置硬盤的存儲位置不在C盤，選擇E:\VBox\Fuel-Master\Fuel-Master.vdi，大小設置為100GB，根據(jù)Mirantis官網(wǎng)幫助文檔，建議虛擬磁盤的大小設置為56GB以上。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack5、配置Master虛擬機在虛擬機上右鍵進入“設置”面板即可對虛擬機進行配置。(1)常規(guī)配置這里主要修改備份位置，盡量不要將備份放在C盤。一般情況下默認存在于虛擬機的存儲目錄下。(2)系統(tǒng)配置這里可以修改內(nèi)存大小，以及處理器核數(shù)目。建議Master節(jié)點內(nèi)存大于等于2G，處理器核數(shù)可以為1，如果物理機配置較高，也可以選擇2核。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack5、配置Master虛擬機對于處理器設置，需要勾選“啟動PAE/NX”擴展特性。對于硬件加速設置，檢查是否勾選了“啟動VT-x/AMD-V”復選框。如果未勾選此選項，會導致啟動64位虛擬機時出現(xiàn)類似于如下右圖提示的錯誤為了使VT-x/AMD-V硬件加速功能可用，需要在物理機的BIOS設置中，開啟了IntelVirtualizationTechnology功能，默認情況下，該功能是Disabled的（開啟此功能，請搜索物理主機進入BIOS的方式，一般情況下是在重啟主機后按F2功能鍵或DEL鍵進入BIOS，主板不一樣其BISO中顯示關鍵詞也不一樣的，主要是找到Virtual或Virtualization將其設置為Enabled）。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack5、配置Master虛擬機(3)配置存儲這一步比較重要，在這里選擇已經(jīng)下載好的MirantisOpenStack-9.0.iso鏡像文件。(4)網(wǎng)絡配置依次對網(wǎng)卡1、網(wǎng)卡2、網(wǎng)卡3進行配置。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack6、Controller與Compute等Slave節(jié)點的配置對于后續(xù)的Controller主機與Compute主機，則可以采用完全復制Fuel-Master虛擬機配置的方式，并進行簡單的設置來完成。在Fuel-Master虛擬機上點擊右鍵，在彈出的菜單中點擊“復制”命令，彈出“復制虛擬機電腦”對話框。給新的虛擬機命名為“Controller”，并勾選“重新初始化所有網(wǎng)卡的MAC地址”復選框，以防止Controller新虛擬機與Fuel-Master虛擬機的MAC地址重復，造成網(wǎng)絡不通的情況發(fā)生。點擊“下一步”按鈕，選擇“副本類型”，在此選擇“完全復制”單選按鈕。然后點擊“復制”按鈕完成復制操作。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack6、Controller與Compute等Slave節(jié)點的配置與上述步驟類似，完成Compute主機的復制操作。接下來修改Controller虛擬機與Compute虛擬機的配置。選擇Controller虛擬機，點擊工具欄上的“設置”按鈕，打開“設置”對話框。選擇“系統(tǒng)”選項，修改啟動順序為“網(wǎng)絡”-“硬盤”，不從光驅(qū)啟動。其他選項與Fuel-Master保持一致即可。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack7、Fuel-Master虛擬機的安裝過程啟動Fuel-Master虛擬機，整個安裝過程是全自動的，直到出現(xiàn)登錄提示，安裝過程結(jié)束。按下第一個選項開始安裝Fuel，此時會先安裝CentOS操作系統(tǒng)。完成后，進入Fuel-Menu界面，用來修改默認的設置，包含密碼、Bootstrap設置等。在Fuel8.0版本中安裝系統(tǒng)后會重啟，重啟后出現(xiàn)這個界面有15秒的時間按任意鍵進入Fuel-Menu，但是在9.0版本中會自動進入這個界面，所以不用擔心會不及時按鍵盤導致錯過。按下回車鍵關閉警告信息，進行具體的設置。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack7、Fuel-Master虛擬機的安裝過程接下來的RootPassword項用于修改Root用戶的密碼，如果不修改，則默認密碼是r00tme（此處為數(shù)字零）。不同節(jié)點間需要有NTP服務器來同步時間，而Fuel默認的時間服務器仍然是不可訪問的，因此，選擇禁用NTP服務器，此時，所部署的節(jié)點會使用FuelMaster作為時間源。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack7、Fuel-Master虛擬機的安裝過程上述配置完成后，選擇QuitSetup項，選擇“SaveandQuit”項保存并退出設置菜單，繼續(xù)OpenStack相關軟件及Web服務的安裝。根據(jù)主機的配置不同，安裝時間也不相同，一般情況下需要2個小時以上的時間。安裝完成后，系統(tǒng)會提示W(wǎng)eb-UI登錄的URL及用戶名和密碼。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack7、Fuel-Master虛擬機的安裝過程在此先不著急登錄，接下來需要首先添加并激活Bootstrap，然后添加Ubuntu鏡像。下載Bootstrap和Ubuntu鏡像后，將兩個壓縮包解壓，得到bootstraps和mirrors兩個文件夾。接著使用XFtp軟件登錄，即Fuel-Master虛擬機。登錄成功后，切換當前目錄到/var/www/nailgun目錄下。將bootstraps和mirrors這兩個文件夾上傳到/var/www/nailgun目錄下。6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack7、Fuel-Master虛擬機的安裝過程上傳完成后，打開XShell工具，通過SSH協(xié)議登錄Fuel-Master終端，使用下述命令激活bootstraps和創(chuàng)建Ubuntumirror。在XShell終端，切換當前目錄到/var/www/nailgun/bootstraps目錄下，輸入如下命令：接下來執(zhí)行以下命令創(chuàng)建ubuntu鏡像創(chuàng)建ubuntu鏡像時報錯請忽略掉即可。打開GoogleChrome瀏覽器（或MozillaFirefox瀏覽器），在地址欄中輸入:8443，回車第一次登錄會提示證書不可用，選擇“高級”按鈕，再選擇“繼續(xù)登錄”即可。輸入用戶名admin，密碼admin后，登錄進入。[root@fuelbootstraps]#fuel-bootstrapactivate[root@fuelbootstraps]#fuel-bootstraplist[root@fuelbootstraps]#fuel-createmirror6.3

搭建OpenStack平臺——搭建OpenStack部署OpenStack（1）點擊新建OpenStack環(huán)境開始部署OpenStack。（2）輸入名稱“Test”。MirantisOpenStack9.0部署OpenStackMitaka版本，并使用Ubuntu14.04版本來進行安裝。在此選擇默認的MitakaonUbuntu14.04即可，選擇“前進”按鈕。6.3

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