信息技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)（WPS Office）課件 27.任務(wù)5.3 探索云計(jì)算的無限可能

任務(wù)5.3探索云計(jì)算的無限可能信息技術(shù)基礎(chǔ)“信息技術(shù)基礎(chǔ)”課程組知識要點(diǎn)：虛擬化與云計(jì)算的基本概念及其發(fā)展歷程，云計(jì)算服務(wù)，云計(jì)算部署模式，以及主流云計(jì)算技術(shù)5.3.1任務(wù)描述小云在一次關(guān)于“云計(jì)算行業(yè)應(yīng)用”的研討會中，對云計(jì)算技術(shù)產(chǎn)生了濃厚興趣。她意識到，云計(jì)算是提升行業(yè)效率和推動現(xiàn)代化的重要途徑。因此，她決定深入學(xué)習(xí)云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)，包括虛擬化、云計(jì)算、云服務(wù)等，并探索如何將這些技術(shù)融入日常工作中。她希望通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，不僅能掌握云計(jì)算相關(guān)理論知識，還能夠?qū)嶋H應(yīng)用這些技術(shù)，以優(yōu)化工作流程和提升效率，并為相關(guān)行業(yè)信息化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。5.3.1任務(wù)描述5.3.2任務(wù)分析任務(wù)5.3的思維導(dǎo)圖如圖所示。5.3.2任務(wù)分析5.3.3知識準(zhǔn)備5.3.3知識準(zhǔn)備01虛擬化技術(shù)02云計(jì)算技術(shù)1.虛擬化技術(shù)虛擬化（Virtualization）的含義非常廣泛，將任何一種形式的資源抽象成另一種形式的技術(shù)都可以認(rèn)為是虛擬化技術(shù)，或者說它是資源的一種邏輯表示。對于服務(wù)器來說，虛擬化就是在一臺物理服務(wù)器上可以運(yùn)行多臺虛擬機(jī)，所有虛擬機(jī)可以共享物理機(jī)的CPU、內(nèi)存、I/O硬件資源，但在邏輯上各臺虛擬機(jī)之間又是相互隔離的。此外，虛擬化也是云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。5.3.3知識準(zhǔn)備（1）虛擬化技術(shù)簡介虛擬化的結(jié)構(gòu)如圖5-3-2所示。企業(yè)在購置服務(wù)器之后，首先為其安裝虛擬化業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)，然后再部署企業(yè)的系統(tǒng)應(yīng)用以及需要的基礎(chǔ)環(huán)境。5.3.3知識準(zhǔn)備圖5-3-2虛擬化的結(jié)構(gòu)虛擬化的發(fā)展也有比較長的一段時(shí)間了，其發(fā)展歷程中一些相對重要的事件如圖5-3-3所示。例如1993年，IBM推出可升級的POWER并行系統(tǒng)，這是第一款采用RS/6000技術(shù)、基于微處理器的超級計(jì)算機(jī)；1998年，著名的×86仿真模擬器Bochs

發(fā)布等。圖5-3-3虛擬化發(fā)展歷程5.3.3知識準(zhǔn)備（2）虛擬化發(fā)展歷程①云計(jì)算不是技術(shù)，而是一種模型。②通過云計(jì)算，用戶可以使用的資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用及服務(wù)等，這些資源全部屬于IT領(lǐng)域，即云計(jì)算的目標(biāo)就是讓大眾像獲取水電一樣獲取到IT服務(wù)。③云計(jì)算中資源的使用可以“隨時(shí)隨地”，其前提是網(wǎng)絡(luò)可達(dá)。④資源能夠快速供應(yīng)并釋放對應(yīng)了云計(jì)算快速彈性伸縮的特點(diǎn)，而與服務(wù)提供商的交互降到最低限度則對應(yīng)了按需自助服務(wù)。5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)（1）云計(jì)算云計(jì)算是一種模型，它可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、便捷地從可配置計(jì)算資源共享池中獲取所需的資源（如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用及服務(wù)），資源能夠快速供應(yīng)并釋放，使管理資源的工作量和與服務(wù)提供商的交互降到最低限度。云計(jì)算的特點(diǎn)如下。在日常生活中，每天都會頻繁地接觸到云計(jì)算的各種技術(shù)應(yīng)用。例如百度網(wǎng)盤就是一項(xiàng)云存儲服務(wù)，通過其客戶端，人們可以輕松地將照片、視頻、文檔等文件進(jìn)行備份、同步和分享。還有像云相冊、云音樂等各種各樣基于云的應(yīng)用。通過這些應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算讓人們的生活更加方便。此外，企業(yè)也可以通過云計(jì)算的方式，讓產(chǎn)品能夠提供更好的體驗(yàn)，從而收獲更多的用戶。5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)在人們?nèi)粘９ぷ鬟^程中，也會頻繁使用云計(jì)算產(chǎn)品，其中最為典型的云視頻會議應(yīng)用的發(fā)展可謂是日新月異。在政府、交通、電力、醫(yī)療、教育、金融、軍隊(duì)等行業(yè)領(lǐng)域及企業(yè)需求的共同帶動下，我國的云視頻會議市場呈現(xiàn)高速穩(wěn)定的增長趨勢。隨著越來越多的企業(yè)開始意識到高效協(xié)作的重要性，云視頻會議系統(tǒng)已逐漸成為企業(yè)高效辦公的“標(biāo)配”，如圖5-3-4所示。圖5-3-4工作中的云計(jì)算5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)云計(jì)算理念從最初誕生至今，隨著企業(yè)IT架構(gòu)從傳統(tǒng)的非云架構(gòu)向目標(biāo)云化架構(gòu)的不斷演變，總體可以分為3個(gè)發(fā)展階段，如圖5-3-5所示。圖5-3-5云計(jì)算的發(fā)展歷程5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)（2）云計(jì)算發(fā)展歷程①云計(jì)算1.0：面向數(shù)據(jù)中心管理員的IT基礎(chǔ)設(shè)施資源虛擬化階段。該階段的關(guān)鍵特征體現(xiàn)為通過計(jì)算虛擬化技術(shù)的引入，將企業(yè)IT應(yīng)用與底層的基礎(chǔ)設(shè)施徹底分離解耦，將多個(gè)企業(yè)IT應(yīng)用實(shí)例及運(yùn)行環(huán)境（客戶機(jī)操作系統(tǒng)）復(fù)用在相同的物理服務(wù)器上，并通過虛擬化集群調(diào)度軟件，將更多的IT應(yīng)用復(fù)用在更少的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)資源利用效率的提升。5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)②云計(jì)算2.0：面向基礎(chǔ)設(shè)施云租戶和云用戶的資源服務(wù)化與管理自動化階段。該階段的關(guān)鍵特征體現(xiàn)為通過管理平面的基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)與資源調(diào)度自動化軟件的引入，以及數(shù)據(jù)平面的軟件定義存儲和軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，面向內(nèi)部和外部的租戶，將原本需要通過數(shù)據(jù)中心管理員人工干預(yù)的基礎(chǔ)設(shè)施資源，復(fù)雜低效的申請、釋放與配置過程，轉(zhuǎn)變?yōu)樵诒匾南薅l件下（如資源配額、權(quán)限審批等）的一鍵式全自動化資源發(fā)放服務(wù)過程。③云計(jì)算3.0：面向企業(yè)IT應(yīng)用開發(fā)者及管理維護(hù)者的企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)的分布式微服務(wù)化和企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)化，重構(gòu)及大數(shù)據(jù)智能化階段。該階段的關(guān)鍵特征體現(xiàn)為企業(yè)IT自身的應(yīng)用架構(gòu)逐步從縱向擴(kuò)展應(yīng)用分層架構(gòu)體系，走向數(shù)據(jù)庫、中間件平臺服務(wù)層以及分布式無狀態(tài)化架構(gòu)，從而使得企業(yè)IT在支撐企業(yè)業(yè)務(wù)敏捷化、智能化以及資源利用效率提升方面邁上一個(gè)新的臺階，并為企業(yè)創(chuàng)新業(yè)務(wù)的快速迭代開發(fā)鋪平了道路。5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)針對上述3個(gè)云計(jì)算發(fā)展歷程階段而言，云計(jì)算1.0普遍已經(jīng)是過去式，但是它仍然是云計(jì)算的基石。此外，一部分行業(yè)、企業(yè)客戶已完成初步規(guī)模的云計(jì)算2.0建設(shè)商用，正在考慮該階段的進(jìn)一步擴(kuò)容，以及面向云計(jì)算3.0的演進(jìn)；而另一部分客戶則正在從云計(jì)算1.0走向云計(jì)算2.0，甚至同步展開云計(jì)算2.0和3.0的演進(jìn)評估與實(shí)施。1）云計(jì)算的服務(wù)模式。如圖5-3-6所示，在云計(jì)算中，一般情況下部署的所有應(yīng)用都遵循統(tǒng)一的分層結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序是最終呈現(xiàn)給用戶的，即用戶通過應(yīng)用程序的界面保存或創(chuàng)建出自己的數(shù)據(jù)。為了保證應(yīng)用程序的正常運(yùn)行，需要依賴底層的硬件資源，運(yùn)行在硬件資源上的操作系統(tǒng)，以及運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的中間件和應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境。一般將應(yīng)用程序在內(nèi)的所有部分稱為軟件層，將最底層的硬件資源，包括網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、計(jì)算資源以及虛擬化層稱為基礎(chǔ)設(shè)施層，運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上、應(yīng)用程序之下的所有中間部分稱為平臺層。圖5-3-6云計(jì)算服務(wù)模式5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)（3）云計(jì)算服務(wù)與部署模式如果基礎(chǔ)設(shè)施層由云服務(wù)商提供，其他由用戶自營，這種模式稱為IaaS；如果基礎(chǔ)設(shè)施層和平臺層由云服務(wù)商提供，其他由用戶自營，這種模式稱為PaaS；如果全部由云服務(wù)商提供，這種模式稱為SaaS。5.3.3知識準(zhǔn)備圖5-3-6云計(jì)算服務(wù)模式2.云計(jì)算技術(shù)2）云計(jì)算的部署模式如圖5-3-7所示。圖5-3-7云計(jì)算的部署模式5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)①公有云：最先出現(xiàn)的云計(jì)算部署模式，也是最被大眾所熟知的。目前，公有云可以提供給用戶眾多的服務(wù)，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)像使用水電一樣使用IT服務(wù)。5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)公有云通常是由云服務(wù)提供商搭建的。從最終用戶的角度來說，只需要購買云計(jì)算資源或者服務(wù)，而云計(jì)算所用到的硬件及相應(yīng)的管理工作都由第三方服務(wù)商負(fù)責(zé)。公有云的資源向公眾開放，使用公有云需要依賴互聯(lián)網(wǎng)。②私有云：通常部署在企業(yè)或單位內(nèi)部，運(yùn)行在私有云上的數(shù)據(jù)全部保存在企業(yè)自有的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，如果需要訪問這些數(shù)據(jù)，就需要經(jīng)過部署在數(shù)據(jù)中心入口的防火墻，這樣可以在最大程度上保護(hù)數(shù)據(jù)。③混合云：一種比較靈活的云計(jì)算模式，可能包含公有云、私有云或者后面要介紹的行業(yè)云中的兩種或兩種以上的云，用戶的業(yè)務(wù)可以根據(jù)需求在這幾種云上切換。由于安全和控制原因，并非所有的企業(yè)信息都能放置在公有云上，這樣大部分已經(jīng)應(yīng)用云計(jì)算的企業(yè)將會使用混合云模式。5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)混合云允許用戶利用公共云和私有云的優(yōu)勢，還為應(yīng)用程序在多云環(huán)境中的移動提供了極大的靈活性。此外，混合云模式具有成本效益，因?yàn)槠髽I(yè)可以根據(jù)需要決定是否使用成本更昂貴的云計(jì)算資源。公有云是面向所有用戶的，每個(gè)用戶只要能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，就可以在公有云的門戶網(wǎng)站購買想要使用的任何服務(wù)。此時(shí)，公有云廠商必須要盡量降低全國乃至全球的用戶就近接入時(shí)延的影響。因此，幾乎所有的公有云廠商都會按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)公有云，那就是將公有云的數(shù)據(jù)中心盡量能夠覆蓋到所有主要城市。圖5-3-8公有云的服務(wù)種類5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)其次，一個(gè)好的公有云廠商，云服務(wù)的種類要求也是必不可少的，如圖5-3-8所示。（4）業(yè)界主流云計(jì)算技術(shù)下面簡單介紹一下本任務(wù)將使用的華為云的相關(guān)知識。圖5-3-9華為云Stack5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)這種模式適用于數(shù)據(jù)要求本地化存儲或者有規(guī)定設(shè)備必須物理隔離的中大型企業(yè)。華為云Stack應(yīng)用場景涵蓋業(yè)務(wù)云化和云原生、大數(shù)據(jù)分析、AI應(yīng)用、行業(yè)云、城市云。1）華為云Stack模式。華為云Stack是華為云為政企客戶提供的，部署在客戶本地?cái)?shù)據(jù)中心的云基礎(chǔ)設(shè)施。其采用混合云模式交付，既可以兼顧公有云的快速創(chuàng)新能力和私有云的可管可控，同時(shí)又能匹配政企組織架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)用戶視角一朵云，如圖5-3-9所示。2）華為云數(shù)據(jù)中心芯片。芯片是IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石與核心難點(diǎn)，需要長期專注的投入。華為目前已經(jīng)推出新一代的云數(shù)據(jù)中心全系列芯片，如圖5-3-10所示。①計(jì)算芯片：全系列AI處理器。②網(wǎng)絡(luò)芯片：新一代網(wǎng)絡(luò)芯片Hi822基于類NP可編程架構(gòu)，支持多種協(xié)議的Offloading。③存儲芯片：第4代芯片達(dá)到75%以上的性能提升、60%以上的帶寬提升，基于智能多流技術(shù)，減少約15%時(shí)延。④安全芯片：基于可信的管理，將固件、身份、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)置于全面的保護(hù)之中。圖5-3-10華為芯片系列概覽5.3.3知識準(zhǔn)備2.云計(jì)算技術(shù)5.3.4任務(wù)實(shí)現(xiàn)本任務(wù)將通過訪問華為云官方網(wǎng)站，查看華為云能提供的云服務(wù)。5.3.4任務(wù)實(shí)現(xiàn)1.登錄華為云官方網(wǎng)站使用瀏覽器打開華為云官網(wǎng)首頁，如圖5-3-11所示。圖5-3-11華為云官網(wǎng)首頁5.3.4任務(wù)實(shí)現(xiàn)2.查看華為云支持的使用場景查看華為云支持的計(jì)算類產(chǎn)品。通過頁面上方的導(dǎo)航欄選擇“產(chǎn)品”→“計(jì)算”項(xiàng)，可以看到華為云平臺支持彈性云服務(wù)器、云手機(jī)等多種類型的計(jì)算產(chǎn)品。用戶可以申請?zhí)囟ǖ漠a(chǎn)品來滿足使用需求，如圖5-3-12所示，如果想搭建一個(gè)網(wǎng)站，可以根據(jù)性能需求，申請一臺彈性云服務(wù)器來部署。圖5-3-12華為云支持的計(jì)算類產(chǎn)品5.3.4任務(wù)實(shí)現(xiàn)2.查看華為云支持的使用場景查看華為云支持的存儲類產(chǎn)品。通過頁面上方的導(dǎo)航欄選擇“產(chǎn)品”