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云计算技术及体系结构解析.ppt

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云计算技术及体系结构解析.ppt

云计算及体系结构 一、什么是云计算 云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。 云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。 狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源; 广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关,也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。 云计算背景 云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。 云计算(Cloud Computing)是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility Computing)、网络存储(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机和网络技术发展融合的产物。 云计算的兴起 云计算的兴起 云计算的定义 云计算常与网格计算、效用计算区别 云计算主要经历了四个阶段才发展到现在这样比较成熟的水平,这四个阶段依次是电厂模式、效用计算、网格计算和云计算。 云计算的服务形式 基础设施即服务(IaaS):消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。 平台即服务(PaaS):PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务,以SaaS的模式提交给用户。因此,PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是,PaaS的出现可以加快SaaS的发展,尤其是加快SaaS应用的开发速度。 软件即服务(SaaS):它是一种通过Internet提供软件的模式,用户无需购买软件,而是向提供商租用基于Web的软件,来管理企业经营活动。 二、云计算体系结构 云计算基本原理:利用非本地或远程服务器(集群)的分布式计算机为互联网用户提供服务(计算、存储、软硬件等服务)。这使得用户可以将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。云计算可以把普通的服务器或者PC连接起来以获得超级计算机计算机的计算和存储等功能,但是成本更低。云计算真正实现了按需计算,从而有效地提高了对软硬件资源的利用效率。云计算的出现使高性并行计算不再是科学家和专业人士的专利,普通的用户也能通过云计算享受高性能并行计算所带来的便利,使人人都有机会使用并行机,从而大大提高了工作效率和计算资源的利用率。云计算模式中用户不需要了解服务器在哪里,不用关心内部如何运作,通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。 二、云计算体系结构 云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式,实现云计算需要多种技术结合,并且需要用软件实现将硬件资源进行虚拟化管理和调度,形成一个巨大的虚拟化资源池,把存储于个人电脑、移动设备和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起,协同工作。 按照最大众化、最通俗理解云计算就是把计算资源都放到互联网上,互联网即是云计算时代的云。计算资源则包括了计算机硬件资源(如计算机设备、存储设备、服务器集群、硬件服务等)和软件资源(如应用软件、集成开发环境、软件服务)。 二、云计算体系结构 云计算体系结构: 云计算平台是一个强大的“云”网络,连接了大量并发的网络计算和服务,可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力,将各自的资源通过云计算平台结合起来,提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如下图所示: 云计算体系结构 云用户端:提供云用户请求服务的交互界面,也是用户使用云的入口,用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用实例与本地操作桌面系统一样。 服务目录:云用户在取得相应权限(付费或其他限制)后可以选择或定制的服务列表,也可以对已有服务进行退订的操作,在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。 云计算体系结构 管理系统和部署工具:提供管理和服务,能管理云用户,能对用户授权、认证、登录进行管理,并可以管理可用计算资源和服务,接收用户发送的请求,根据用户请求并转发到相应的相应程序,调度资源智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源。 监控:监控和计量云系统资源的使用情况,以便做出迅速反应,完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控,确保资源能顺利分配给合适的用户。 服务器集群:虚拟的或物理的服务器,由管理系统管理,负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务,云数据存储时采用相应数据切割算法采用并行方式上传和下载大容量数据。 用户可通过云用户端从列表中选择所需的服务,其请求通过管理系统调度相应的资源,并通过部署工具分发请求、配置Web应用。 云计算体系结构 云计算服务层次:在云计算中,根据其服务集合所提供的服务类型,整个云计算服务集合被划分成4个层次:应用层、平台层、基础设施层和虚拟化层。这4个层次每一层都对应着一个子服务集合,为云计算服务层次如下图所示: 云计算体系结构 云计算的服务层次是根据服务类型即服务集合来划分,与大家熟悉的计算机网络体系结构中层次的划分不同。在计算机网络中每个层次都实现一定的功能,层与层之间有一定关联。而云计算体系结构中的层次是可以分割的,即某一层次可以单独完成一项用户的请求而不需要其他层次为其提供必要的服务和支持。 在云计算服务体系结构中各层次与相关云产品对应。 应用层对应SaaS软件即服务如:Google APPS、SoftWare+Services; 平台层对应PaaS平台即服务如:IBM IT Factory、Google APPEngine、F; 基础设施层对应IaaS基础设施即服务如:Amazo Ec2、IBM Blue Cloud、Sun Grid; 虚拟化层对应硬件即服务结合Paas提供硬件服务,包括服务器集群及硬件检测等服务。 云计算体系结构 云计算技术层次:云计算技术层次和云计算服务层次不是一个概念,后者从服务的角度来划分云的层次,主要突出了云服务能给我带来什么。而云计算的技术层次主要从系统属性和设计思想角度来说明云,是对软硬件资源在云计算技术中所充当角色的说明。从云计算技术角度来分,云计算大约有4部分构成:物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口,如下图所示: 服务接口:统一规定了在云计算时代使用计算机的各种规范、云计算服务的各种标准等,用户端与云端交互操作的入口,可以完成用户或服务注册,对服务的定制和使用。 云计算体系结构 云计算体系结构 服务管理中间件:在云计算技术中,中间件位于服务和服务器集群之间,提供管理和服务即云计算体系结构中的管理系统。对标识、认证、授权、目录、安全性等服务进行标准化和操作,为应用提供统一的标准化程序接口和协议,隐藏底层硬件、操作系统和网络的异构性,统一管理网络资源。其用户管理包括用户身份验证、用户许可、用户定制管理;资源管理包括负载均衡、资源监控、故障检测等;安全管理包括身份验证、访问授权、安全审计、综合防护等

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