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B云计算技术
江苏专转本计算机大类复习导图，云计算是一种无处不在，便捷而且按需对一个共享的可配置计算资源进行网络访问的模式，能通过最少量的管理以及与服务提供商的互动，实现计算资源的迅速供给和释放。
编辑于2023-03-24 12:02:36 江苏省- 江苏专转本计算机
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B云计算技术
云计算技术
云计算概述
云计算基本概念
概念
云计算是以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心的网络计算服务
云计算是一种无处不在，便捷而且按需对一个共享的可配置计算资源进行网络访问的模式，能通过最少量的管理以及与服务提供商的互动，实现计算资源的迅速供给和释放
云计算（Cloud Computing）：一种利用大规模运算单元通过IP网络连接，以提供各种计算和存储服务的技术
虚拟化是云计算基础架构的核心，云计算发展的基础
其核心思想就是IT要走向简单化，平台化，服务化
云计算对于单节点的计算能力要求低
面临的困难是节能
定义
百度百科定义
广义云计算指服务的交付和使用模式，使得用户可以像用水，用电一样按需购买云计算资源
狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式
云计算是一种利用大规模低成本运算单元通过IP网络连接，以提供各种计算和存储服务的IT技术
云计算采用集群来存储和管理数据资源，运行的任务以数据为中心，即调度计算任务到数据存储节点运行
产生的原因
各方面的需求推动，技术达到可以实现之后的必然结果
发展历程
云计算这个概念首次在2006年8月的搜索引擎会议上提出，成为了互联网的第三次革命
云计算萌芽于并行计算
2008年，微软发布了公共云计算平台
微软公司的云计算服务平台提供“云+端”服务模式
公共云计算平台指一般由IT公司建立的涵盖基础设施、计算资源和平台软件的集成体
2008年，IBM先后在无锡和北京建立了两个“云计算中心”
2009年，阿里在南京建立“电子商务云计算中心”
2019年，在北京互联网法院上发布了《互联网技术司法应用白皮书》
云计算使得企业可以通过互联网超大数据中心获得
计算能力
存储空间
软件应用
服务
云计算产生的历史背景
政治方面
政策支持
社会转型：出口型向内需型社会转型
产业升级：制造型向服务型，创新型的转变
社会方面
数字一代的崛起
消费行为的改变
经济方面
经济全球化
世界的多样性
需求是云计算发展的动力
技术方面
技术日益成熟
企业IT的成熟和计算能力过剩
层次结构
SOA构建层
管理中间件
资源池层
计算
存储
网络
安全
服务器
应用软件
物理资源层
产业结构
应用开发者
应用的整合交付者
基础资源运营者
不需要为开发者提供技术资源
基本特征
按需服务
自动分配资料
区分简单的B/S结构与真正云计算的重要标准是自助式服务
计费服务
根据使用量计费
弹性服务
资源弹性
规模弹性
自适应动态变化
泛在连接
随时使用，可连接多种设备
没有高效的网络，云计算就什么都不是，就不能提供很好的使用体验，描述的是云计算的泛在连接
资源池化
资源共享，统一管理，动态分配给用户使用
超大规模
平滑扩展
成本低廉
潜在危险性
高可信度
经济型
优势
降低计算机成本
减少硬盘空间使用
降低软件成本
可免费获取大部分
即时软件更新
Web更新
改进性能
启动并运行速度更快
无限存储容量重要
提高数据可靠性
云安全
关键技术
数据安全
应用安全
虚拟化安全
更轻松的团队合作
协作项目
设备独立性
无需连接其他
云计算平台部署的节点分类
计算节点
控制节点
网络节点
存储节点
云安全管理子系统组成
物理安全子系统
云基础安全子系统
云平台安全子系统
业务系统安全子系统
云计算模型层面
云
管
端
云存储系统结构模型的四个层次
访问层
应用接口层
基础管理层
存储层
云存储的优点
自动化和智能化
弹性扩展和降低成本
硬件统一和维护方便
提高了存储效率
数据中心
定义
是一套复杂的设施，不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备，还包含冗余的数据通讯连接等
数据中心大多以Web的形式向外提供服务
云数据中心的特征
高设备利用率
高可用性
绿色节能
三层架构（从上到下）
表现层
业务逻辑层
数据访问层
数据中心服务器操作系统分类
Unix系统
Linux系统
Windows系统
大型数据中心的PUE一般在1.3以下
美国国家标准与技术研究所（NIST）云计算参考架构中的主要参与者包括
云计算代理
云计算提供者
云计算消费者
云计算审计者
云计算的关键技术
分布式计算技术
组成
分布式计算
串行计算
并行计算
定义
是一群同构处理单元的集合，这些处理单元通过通信和协作来更快地解决大规模计算问题
雾计算
边缘计算
优点
资源共享
超大规模
高可靠性
云计算中保障服务高可靠性的措施
数据多副本容错
计算节点同构可互换
可伸缩性
功能的伸缩
容量的扩展
性能的扩展
通用性
容错性
缺点
软件支持少
故障排除难度高
网络基础设施成本高
安全方面较为脆弱
分布式存储技术
分类
文件存储NAS(网络存储设备)
用户自然人
可以直接连接在以太网中
对象存储DAS(直联式存储)
用户是其它计算机软件
主要解决海量数据，海量并发访问的需求
应用
网盘
块存储SAN(存储网络)（高速）
用户是可以读写块设备的软件系统
基本组件
接口
连接设备
通信控制协议
与传统的网络存储比较
传统的网络存储技术采用集中式存储服务器存储所有数据
分布式网络存储技术采用可扩展的系统结构
优点
存储系统标准化
支持分级存储
多副本的一致性
弹性扩展
容量与性能可以线性扩展
高性能
容灾与备份
多时间点快照技术使得用户生产系统能够实现一定时间间隔下的各版本数据的保存
虚拟化技术 核心
概念
物理服务器经过整合之后形成一个或多个逻辑上的虚拟资源池，共享计算、存储和网络资源，不再受限于物理上的界限，使IT对业务的变化更具适应性
IBM公司认为虚拟化是资源的逻辑表示，它不会受物理限制的约束
定义
虚拟化突破了时间、空间的界限
可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置
允许一个平台同时运行多个操作系统，从而显著提高计算机的工作效率
对使用虚拟化资源的人，就如真实的资源同样的访问方式
将计算机物理资源予以抽象，转换后呈现出来
组成
资源虚拟化技术
应用虚拟化技术
特点
提高资源利用率
提高使用灵活性
降低管理成本
改进了服务
操作系统与硬件解耦
操作
扩展
迁移
备份
应用模式
一台服务器虚拟成多台服务器
多台服务器虚拟成一台
存储虚拟化
组成
文件系统虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带/磁带机/磁带库虚拟化
按虚拟化程度
完全虚拟化
使用Hpervisor完全模拟底层硬件
典型应用
VMware vSphere
KVM
半虚拟化（也称准虚拟化）
使用Hpervisor分享存取底层的硬件
典型应用
XEN
服务器虚拟化类型
原生虚拟化
直接运行在硬件之上的不是宿主操作系统，而是虚拟化平台指的是裸金属虚拟化
性能好，实现复杂
寄居虚拟化
性能差，实现容易
是在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序，依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理
虚拟机监视器（VMM）是运行在宿主操作系统的功能，实现硬件资源的抽象和虚拟机的管理
虚拟化的特点
分区
隔离
封装
硬件独立
四种虚拟化技术
操作系统虚拟化技术
例：我们常提到的Windows装个VMWare，装个虚拟机就属于系统虚拟化
硬件分区技术
虚拟机技术
虚拟机包含一些离散的文件，包括
配置文件
日志文件
虚拟磁盘文件
准虚拟机技术
服务器虚拟化技术
VMware ESXI
微软Hyper-V
半虚拟化
KVM
XEN
构建基于硬件的虚拟化层，可以选用Xen
云计算平台管理技术
云计算平台管理系统分类
开源软件OpenStack
核心组件
计算组件Nova
镜像服务组件Glance
数据库服务组件Trove
块存储组件Cinder
对象存储组件Swift
身份认证组件Keystone
商业软件VMware vCenter Server
超大规模资源管理技术
信息安全技术
绿色节能技术
编程模型
云计算的技术应用
公有云
优势
对公众开放
按流量或服务时长计费（也可以是免费）
分布式是公有云云计算基础架构的基石
租用公有云中云服务提供的云计算平台，对中小企业来说，是降低成本的好方法
私有云
优势
灵活性更强
自己管理或委托第三方管理，控制力更强
虚拟化是私有云云计算基础架构基石
出色表现
数据安全
数据质量（SLA）
充分利用现有硬件资源
支持定制和遗留应用
不影响现有IT管理的流程
社区云
优势
特定范围的群体共享一套基础设施
既不是单位内部服务，又不是完全公开的服务
具有很强的区域性或行业性
混合云
概念
将本地基础结构(或私有云)与公有云结合在一起，两种或两种以上的云计算模式的混合体
混合云平台
更大的灵活性
更多的部署选项
部署混合云时，可以在公有云上运行非核心应用程序，在私有云上支持其核心程序及内部敏感数据
更高的安全性与符合性
优势
控制力
灵活性
成本效益
轻松使用
云计算应用
IaaS(基础设施即服务)
定义
基础设施及服务是将计算，存储，网络，以及搭建应用环境所需的一些基础环境当做服务提供给用户使得用户能够按需获取IT基础设施
云计算的Iaas服务是通过虚拟化核心技术来实现的
优势
节省费用（所付及所用）
即时升级
安全
可靠
产品
Amazon EC2
Amazon提供的云计算服务
EC2
S3
SQS
IBM Blue Cloud（蓝云）
腾讯Qcloud（腾讯云）
Cisco UCS
Joyent
云存储属于Iaas
PaaS(平台即服务)
定义
建立在Iaas之上
成熟产品
RedHat公司的OpenShift
Pivotal公司的Cloud Foundry
中国移动互联网开放平台
码云
新浪SAE
同时提供Iaas和Paas的公司
阿里巴巴
腾讯
华为
浪潮
中国移动等
SaaS(软件即服务)
定义
指应用程序统一部署在提供商的服务器上，通过互联网为用户提供应用软件服务
优势
无浪费费用
即时扩展
安全
可靠
比Paas更具专业性与集成性
在技术方面，减少IT技术人员配备，满足企业对最新技术的应用需求
产品
腾讯的微信平台
QQ平台的在线教育平台
职教云
用友新一代云ERP
最高：Taas（通证即服务）
国内服务器品牌商
阿里云
中国最大的云计算平台
腾讯云
华为云
百度云
西部数码
国外云服务器
亚马逊AWS
全球领先，连续多年占据全球Iaas市场份额的首位
提供的云计算服务类型
Iaas
Paas
Saas
微软Azure
形成了从Iaas到Paas再到Saas的一套极为完整的生态体系
例：Windows Azure属于云服务的Paas
例：Google App Engine属于云服务的Paas
IBM
谷歌云平台
例：Google Docs属于云服务的Saas
Google云计算平台技术架构
MapReduce
BigTable
Chubby
GFS
B云计算技术
云计算技术
云计算概述
云计算基本概念
概念
云计算是以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心的网络计算服务
云计算是一种无处不在，便捷而且按需对一个共享的可配置计算资源进行网络访问的模式，能通过最少量的管理以及与服务提供商的互动，实现计算资源的迅速供给和释放
云计算（Cloud Computing）：一种利用大规模运算单元通过IP网络连接，以提供各种计算和存储服务的技术
虚拟化是云计算基础架构的核心，云计算发展的基础
其核心思想就是IT要走向简单化，平台化，服务化
云计算对于单节点的计算能力要求低
面临的困难是节能
定义
百度百科定义
广义云计算指服务的交付和使用模式，使得用户可以像用水，用电一样按需购买云计算资源
狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式
云计算是一种利用大规模低成本运算单元通过IP网络连接，以提供各种计算和存储服务的IT技术
云计算采用集群来存储和管理数据资源，运行的任务以数据为中心，即调度计算任务到数据存储节点运行
产生的原因
各方面的需求推动，技术达到可以实现之后的必然结果
发展历程
云计算这个概念首次在2006年8月的搜索引擎会议上提出，成为了互联网的第三次革命
云计算萌芽于并行计算
2008年，微软发布了公共云计算平台
微软公司的云计算服务平台提供“云+端”服务模式
公共云计算平台指一般由IT公司建立的涵盖基础设施、计算资源和平台软件的集成体
2008年，IBM先后在无锡和北京建立了两个“云计算中心”
2009年，阿里在南京建立“电子商务云计算中心”
2019年，在北京互联网法院上发布了《互联网技术司法应用白皮书》
云计算使得企业可以通过互联网超大数据中心获得
计算能力
存储空间
软件应用
服务
云计算产生的历史背景
政治方面
政策支持
社会转型：出口型向内需型社会转型
产业升级：制造型向服务型，创新型的转变
社会方面
数字一代的崛起
消费行为的改变
经济方面
经济全球化
世界的多样性
需求是云计算发展的动力
技术方面
技术日益成熟
企业IT的成熟和计算能力过剩
层次结构
SOA构建层
管理中间件
资源池层
计算
存储
网络
安全
服务器
应用软件
物理资源层
产业结构
应用开发者
应用的整合交付者
基础资源运营者
不需要为开发者提供技术资源
基本特征
按需服务
自动分配资料
区分简单的B/S结构与真正云计算的重要标准是自助式服务
计费服务
根据使用量计费
弹性服务
资源弹性
规模弹性
自适应动态变化
泛在连接
随时使用，可连接多种设备
没有高效的网络，云计算就什么都不是，就不能提供很好的使用体验，描述的是云计算的泛在连接
资源池化
资源共享，统一管理，动态分配给用户使用
超大规模
平滑扩展
成本低廉
潜在危险性
高可信度
经济型
优势
降低计算机成本
减少硬盘空间使用
降低软件成本
可免费获取大部分
即时软件更新
Web更新
改进性能
启动并运行速度更快
无限存储容量重要
提高数据可靠性
云安全
关键技术
数据安全
应用安全
虚拟化安全
更轻松的团队合作
协作项目
设备独立性
无需连接其他
云计算平台部署的节点分类
计算节点
控制节点
网络节点
存储节点
云安全管理子系统组成
物理安全子系统
云基础安全子系统
云平台安全子系统
业务系统安全子系统
云计算模型层面
云
管
端
云存储系统结构模型的四个层次
访问层
应用接口层
基础管理层
存储层
云存储的优点
自动化和智能化
弹性扩展和降低成本
硬件统一和维护方便
提高了存储效率
数据中心
定义
是一套复杂的设施，不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备，还包含冗余的数据通讯连接等
数据中心大多以Web的形式向外提供服务
云数据中心的特征
高设备利用率
高可用性
绿色节能
三层架构（从上到下）
表现层
业务逻辑层
数据访问层
数据中心服务器操作系统分类
Unix系统
Linux系统
Windows系统
大型数据中心的PUE一般在1.3以下
美国国家标准与技术研究所（NIST）云计算参考架构中的主要参与者包括
云计算代理
云计算提供者
云计算消费者
云计算审计者
云计算的关键技术
分布式计算技术
组成
分布式计算
串行计算
并行计算
定义
是一群同构处理单元的集合，这些处理单元通过通信和协作来更快地解决大规模计算问题
雾计算
边缘计算
优点
资源共享
超大规模
高可靠性
云计算中保障服务高可靠性的措施
数据多副本容错
计算节点同构可互换
可伸缩性
功能的伸缩
容量的扩展
性能的扩展
通用性
容错性
缺点
软件支持少
故障排除难度高
网络基础设施成本高
安全方面较为脆弱
分布式存储技术
分类
文件存储NAS(网络存储设备)
用户自然人
可以直接连接在以太网中
对象存储DAS(直联式存储)
用户是其它计算机软件
主要解决海量数据，海量并发访问的需求
应用
网盘
块存储SAN(存储网络)（高速）
用户是可以读写块设备的软件系统
基本组件
接口
连接设备
通信控制协议
与传统的网络存储比较
传统的网络存储技术采用集中式存储服务器存储所有数据
分布式网络存储技术采用可扩展的系统结构
优点
存储系统标准化
支持分级存储
多副本的一致性
弹性扩展
容量与性能可以线性扩展
高性能
容灾与备份
多时间点快照技术使得用户生产系统能够实现一定时间间隔下的各版本数据的保存
虚拟化技术 核心
概念
物理服务器经过整合之后形成一个或多个逻辑上的虚拟资源池，共享计算、存储和网络资源，不再受限于物理上的界限，使IT对业务的变化更具适应性
IBM公司认为虚拟化是资源的逻辑表示，它不会受物理限制的约束
定义
虚拟化突破了时间、空间的界限
可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置
允许一个平台同时运行多个操作系统，从而显著提高计算机的工作效率
对使用虚拟化资源的人，就如真实的资源同样的访问方式
将计算机物理资源予以抽象，转换后呈现出来
组成
资源虚拟化技术
应用虚拟化技术
特点
提高资源利用率
提高使用灵活性
降低管理成本
改进了服务
操作系统与硬件解耦
操作
扩展
迁移
备份
应用模式
一台服务器虚拟成多台服务器
多台服务器虚拟成一台
存储虚拟化
组成
文件系统虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带/磁带机/磁带库虚拟化
按虚拟化程度
完全虚拟化
使用Hpervisor完全模拟底层硬件
典型应用
VMware vSphere
KVM
半虚拟化（也称准虚拟化）
使用Hpervisor分享存取底层的硬件
典型应用
XEN
服务器虚拟化类型
原生虚拟化
直接运行在硬件之上的不是宿主操作系统，而是虚拟化平台指的是裸金属虚拟化
性能好，实现复杂
寄居虚拟化
性能差，实现容易
是在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序，依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理
虚拟机监视器（VMM）是运行在宿主操作系统的功能，实现硬件资源的抽象和虚拟机的管理
虚拟化的特点
分区
隔离
封装
硬件独立
四种虚拟化技术
操作系统虚拟化技术
例：我们常提到的Windows装个VMWare，装个虚拟机就属于系统虚拟化
硬件分区技术
虚拟机技术
虚拟机包含一些离散的文件，包括
配置文件
日志文件
虚拟磁盘文件
准虚拟机技术
服务器虚拟化技术
VMware ESXI
微软Hyper-V
半虚拟化
KVM
XEN
构建基于硬件的虚拟化层，可以选用Xen
云计算平台管理技术
云计算平台管理系统分类
开源软件OpenStack
核心组件
计算组件Nova
镜像服务组件Glance
数据库服务组件Trove
块存储组件Cinder
对象存储组件Swift
身份认证组件Keystone
商业软件VMware vCenter Server
超大规模资源管理技术
信息安全技术
绿色节能技术
编程模型
云计算的技术应用
公有云
优势
对公众开放
按流量或服务时长计费（也可以是免费）
分布式是公有云云计算基础架构的基石
租用公有云中云服务提供的云计算平台，对中小企业来说，是降低成本的好方法
私有云
优势
灵活性更强
自己管理或委托第三方管理，控制力更强
虚拟化是私有云云计算基础架构基石
出色表现
数据安全
数据质量（SLA）
充分利用现有硬件资源
支持定制和遗留应用
不影响现有IT管理的流程
社区云
优势
特定范围的群体共享一套基础设施
既不是单位内部服务，又不是完全公开的服务
具有很强的区域性或行业性
混合云
概念
将本地基础结构(或私有云)与公有云结合在一起，两种或两种以上的云计算模式的混合体
混合云平台
更大的灵活性
更多的部署选项
部署混合云时，可以在公有云上运行非核心应用程序，在私有云上支持其核心程序及内部敏感数据
更高的安全性与符合性
优势
控制力
灵活性
成本效益
轻松使用
云计算应用
IaaS(基础设施即服务)
定义
基础设施及服务是将计算，存储，网络，以及搭建应用环境所需的一些基础环境当做服务提供给用户使得用户能够按需获取IT基础设施
云计算的Iaas服务是通过虚拟化核心技术来实现的
优势
节省费用（所付及所用）
即时升级
安全
可靠
产品
Amazon EC2
Amazon提供的云计算服务
EC2
S3
SQS
IBM Blue Cloud（蓝云）
腾讯Qcloud（腾讯云）
Cisco UCS
Joyent
云存储属于Iaas
PaaS(平台即服务)
定义
建立在Iaas之上
成熟产品
RedHat公司的OpenShift
Pivotal公司的Cloud Foundry
中国移动互联网开放平台
码云
新浪SAE
同时提供Iaas和Paas的公司
阿里巴巴
腾讯
华为
浪潮
中国移动等
SaaS(软件即服务)
定义
指应用程序统一部署在提供商的服务器上，通过互联网为用户提供应用软件服务
优势
无浪费费用
即时扩展
安全
可靠
比Paas更具专业性与集成性
在技术方面，减少IT技术人员配备，满足企业对最新技术的应用需求
产品
腾讯的微信平台
QQ平台的在线教育平台
职教云
用友新一代云ERP
最高：Taas（通证即服务）
国内服务器品牌商
阿里云
中国最大的云计算平台
腾讯云
华为云
百度云
西部数码
国外云服务器
亚马逊AWS
全球领先，连续多年占据全球Iaas市场份额的首位
提供的云计算服务类型
Iaas
Paas
Saas
微软Azure
形成了从Iaas到Paas再到Saas的一套极为完整的生态体系
例：Windows Azure属于云服务的Paas
例：Google App Engine属于云服务的Paas
IBM
谷歌云平台
例：Google Docs属于云服务的Saas
Google云计算平台技术架构
MapReduce
BigTable
Chubby
GFS