云計(jì)算原理-課件 第1章　導(dǎo)論

《云計(jì)算原理》云計(jì)算簡(jiǎn)介云計(jì)算的概念云計(jì)算是指通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以按需付費(fèi)的方式提供按需計(jì)算服務(wù)。云的概念云是一個(gè)充滿服務(wù)器的建筑物云計(jì)算特點(diǎn)

按需自助服務(wù)資源池化計(jì)量服務(wù)快速?gòu)椥匀虿渴鹪朴?jì)算優(yōu)點(diǎn)服務(wù)眾多

價(jià)格便宜可擴(kuò)展性強(qiáng)高可用性云計(jì)算的分類模式

公有云

私有云

混合云公有云基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向公眾開(kāi)放。

私有云基礎(chǔ)設(shè)施由單個(gè)組織專門運(yùn)營(yíng)。

混合云是私有云和公有云的功能組合。云計(jì)算的服務(wù)模式IAAS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)PAAS：平臺(tái)即服務(wù)SAAS：軟件即服務(wù)IAAS：用戶可以訪問(wèn)提供計(jì)算服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。

PAAS：為開(kāi)發(fā)和應(yīng)用管理提供運(yùn)行時(shí)環(huán)境。

SAAS：用于托管和管理軟件應(yīng)用程序。云服務(wù)商提供用戶業(yè)務(wù)的硬件部分，云服務(wù)商管理服務(wù)器、存儲(chǔ)、虛擬化以及網(wǎng)絡(luò)部分。

用戶控制軟件部分，例如應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)、操作系統(tǒng)、中間件等IAAS運(yùn)行模式云服務(wù)商不僅管理用戶硬件部分，并且還管理操作系統(tǒng)、中間件和運(yùn)行時(shí)。

用戶只對(duì)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)。PAAS運(yùn)行模式云服務(wù)商管理所有硬件、軟件以及數(shù)據(jù)。

用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接到云服務(wù)時(shí)可訪問(wèn)和運(yùn)行云服務(wù)商提供的應(yīng)用程序。SAAS運(yùn)行模式《云計(jì)算原理》業(yè)界代表性的云平臺(tái)國(guó)際代表性云平臺(tái)AWS

Azure

GCP阿里云AWS簡(jiǎn)介AWS是亞馬遜公司提供的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，成立于2006年。它是市場(chǎng)上最早和最大的云服務(wù)提供商之一。AWS主要服務(wù)包括：計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等。AWS主要特點(diǎn)：靈活性高、服務(wù)種類豐富、全球基礎(chǔ)設(shè)施廣泛AZure簡(jiǎn)介Azure是微軟公司提供的云計(jì)算平臺(tái)，推出于2009年。它支持多種編程語(yǔ)言、工具和框架。Azure主要服務(wù)包括：計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等。Azure主要特點(diǎn)：與微軟產(chǎn)品集成良好，適合企業(yè)用戶。GCP簡(jiǎn)介GCP是谷歌公司提供的云計(jì)算服務(wù)，推出于2008年。它以數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)而聞名。GCP主要服務(wù)包括：計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等。GCP主要特點(diǎn)：強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)能力，適合大數(shù)據(jù)和AI應(yīng)用。阿里云簡(jiǎn)介阿里云是阿里巴巴集團(tuán)旗下的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，成立于2009年。它是中國(guó)最大的云服務(wù)提供商之一。阿里云主要服務(wù)包括：計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)與人工智能等。阿里云主要特點(diǎn)：支持全球業(yè)務(wù)擴(kuò)展，提供本地化服務(wù)。《云計(jì)算原理》王

鵬大數(shù)據(jù)與云計(jì)算大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)的來(lái)源越來(lái)越多。生成的數(shù)據(jù)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。很難捕獲、存儲(chǔ)和分析所有數(shù)據(jù)。多樣化的信息需要安全訪問(wèn)以供不同的分析。傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)處理方案困境Hadoop、Spark等框架難以操作并且基礎(chǔ)設(shè)施搭建非常耗費(fèi)時(shí)間和金錢。傳統(tǒng)處理方案必須購(gòu)買并集成硬件和管理軟件。在業(yè)務(wù)高峰時(shí)期資源不足，在其余時(shí)間資源空閑，造成了資源的浪費(fèi)。ElasticMapReduceEMR是AWS提供的一種大數(shù)據(jù)處理服務(wù)，基于Hadoop框架，支持多種大數(shù)據(jù)處理工具和框架。EMR主要特點(diǎn)：彈性擴(kuò)展、簡(jiǎn)化管理、按需付費(fèi)、集成AWS服務(wù)。EMR應(yīng)用場(chǎng)景：數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、日志處理等。EMR優(yōu)點(diǎn)輕松在集群部署Spark和Hadoop解耦計(jì)算和存儲(chǔ)自動(dòng)調(diào)整集群大小和容量峰值同時(shí)運(yùn)行多個(gè)集群，共享同一個(gè)數(shù)據(jù)集。EMR創(chuàng)建

登錄AWS官網(wǎng)，創(chuàng)建一個(gè)集群。填寫基礎(chǔ)配置信息和軟件、硬件配置。EMR創(chuàng)建編輯出入口規(guī)則，設(shè)定端口，添加端口規(guī)則和協(xié)議EMR創(chuàng)建終端執(zhí)行命令，完成EMR應(yīng)用的啟動(dòng)?！对朴?jì)算原理》王

鵬高性能計(jì)算與云計(jì)算高性能計(jì)算概念高性能計(jì)算(HPC)是指使用超級(jí)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)集群來(lái)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)和數(shù)據(jù)處理。它通過(guò)并行處理和高效的計(jì)算能力，能夠處理大量數(shù)據(jù)并解決需要大量計(jì)算資源的問(wèn)題，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、氣候模擬、藥物開(kāi)發(fā)、金融分析等領(lǐng)域。推動(dòng)HPC發(fā)展的關(guān)鍵需求計(jì)算性能需求內(nèi)存性能需求網(wǎng)絡(luò)性能需求存儲(chǔ)性能需求圖形處理需求自動(dòng)化與集群管理HPC典型用例矩陣的兩個(gè)軸分別代表數(shù)據(jù)需求和計(jì)算耦合類型，每個(gè)象限包含對(duì)應(yīng)的HPC用例。HPC用例包括：天氣預(yù)報(bào)材料模擬風(fēng)險(xiǎn)模擬物流模擬分子建模上下文搜索云計(jì)算環(huán)境下的三種HPC方法ClusterHPC：要求計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的通信速度快，通常適用于高度依賴并行計(jì)算的任務(wù)，如數(shù)值模擬、科學(xué)計(jì)算等。GridHPC：適用于獨(dú)立的并行任務(wù)，彼此之間的依賴性低，任務(wù)可以分布在不同區(qū)域或可用區(qū)（AZ）上。GridsofClusters：適合多個(gè)集群并行運(yùn)行的場(chǎng)景，可以進(jìn)一步擴(kuò)展HPC的能力，將多個(gè)小型集群組織在一起運(yùn)行獨(dú)立的HPC任務(wù)。云計(jì)算環(huán)境下HPC應(yīng)用HPC在工程設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用包括分子動(dòng)力學(xué)、CAD/CAE、EDA以及制造業(yè)大數(shù)據(jù)分析等，通過(guò)云存儲(chǔ)和冷存儲(chǔ)等方式管理數(shù)據(jù)。HGST公司利用HPC進(jìn)行大規(guī)模驅(qū)動(dòng)器磁頭仿真，將數(shù)月的計(jì)算工作縮短為數(shù)小時(shí)完成。云計(jì)算環(huán)境下HPC應(yīng)用HPC在緊耦合計(jì)算領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，其強(qiáng)大的計(jì)算能力能夠支撐復(fù)雜的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型。緊耦合計(jì)算要求計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行頻繁的通信，因此對(duì)延遲特別敏感。例如，日本氣象廳利用HPC實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)由臺(tái)風(fēng)和地震引發(fā)的海嘯等自然災(zāi)害。云計(jì)算環(huán)境下HPC應(yīng)用HPC在結(jié)構(gòu)模擬中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)云上強(qiáng)大的計(jì)算能力，HPC能夠處理復(fù)雜的有限元分析和多體動(dòng)力學(xué)模擬，幫助工程師評(píng)估材料性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性。在結(jié)構(gòu)模擬中HPC可以處理復(fù)雜幾何形狀和大量計(jì)算數(shù)據(jù)、快速迭代不同方案，提高安全性和效率?！对朴?jì)算原理》王

鵬邊緣計(jì)算、霧計(jì)算與云計(jì)算云計(jì)算云計(jì)算是一種使用托管在互聯(lián)網(wǎng)上的遠(yuǎn)程服務(wù)器，而不是物理服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的方法。云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)是允許無(wú)縫擴(kuò)展應(yīng)用程序，可以獲得更好的存儲(chǔ)服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)功能。邊緣計(jì)算邊緣計(jì)算是一系列網(wǎng)絡(luò)，使計(jì)算更接近數(shù)據(jù)生成和處理的位置。邊緣計(jì)算因其最小延遲的能力而流行，這意味著計(jì)算可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。邊緣計(jì)算例子以安全系統(tǒng)為例，如果需要監(jiān)控多個(gè)建筑甚至是一整棟樓，攝像頭都會(huì)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從源X實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆碮，并且會(huì)消耗大量的互聯(lián)網(wǎng)帶寬，導(dǎo)致計(jì)算延遲。采用邊緣計(jì)算方案僅對(duì)觸發(fā)事件的片段進(jìn)行傳輸，節(jié)省負(fù)載與帶寬。邊緣計(jì)算和云計(jì)算之間的差異云計(jì)算數(shù)據(jù)托管在數(shù)據(jù)中心，邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理在數(shù)據(jù)源附近。云計(jì)算需要互聯(lián)網(wǎng)傳輸，延遲高。邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)本地處理，延遲低。云計(jì)算適合處理大量數(shù)據(jù)和復(fù)雜計(jì)算任務(wù)，邊緣計(jì)算適合處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。安全問(wèn)題：邊緣計(jì)算需要全面的安全策略。因?yàn)樵搭^上有一個(gè)預(yù)計(jì)算層，可能會(huì)被操縱，榮譽(yù)收到惡意活動(dòng)的攻擊。云計(jì)算不需要廣泛的安全措施，因?yàn)樗ǔＳ商峁┓?wù)的公司負(fù)責(zé)，也可以在云平臺(tái)上添加額外的安全性。延遲問(wèn)題：邊緣計(jì)算發(fā)生在靠近源頭的地方，因此根據(jù)應(yīng)用程序的不同，幾乎沒(méi)有延遲。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)用于處理時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)，而云計(jì)算可用于時(shí)間無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)操作問(wèn)題：云計(jì)算所有計(jì)算都發(fā)生在目的地，邊緣計(jì)算中，在云端構(gòu)建的計(jì)算系統(tǒng)在源頭進(jìn)行預(yù)計(jì)算，邊緣計(jì)算和云計(jì)算的問(wèn)題霧計(jì)算