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1、主講人：劉鵬 云計(jì)算 課件 云計(jì)算技術(shù)概述 劉鵬 教授 電子工業(yè)出版社 劉鵬主編 云計(jì)算 教材配套課件 1 配套教材 配套網(wǎng)站 http:/ 云計(jì)算概念與發(fā)展現(xiàn)狀 1 典型云計(jì)算技術(shù)方案 2 云計(jì)算的優(yōu)勢分析 3 提 綱 我們有一個夢 網(wǎng)格計(jì)算 在動態(tài)變化、由多個機(jī)構(gòu) 組成的虛擬組織中協(xié)調(diào)資源共 享和求解問題。 美國 TeraGrid Blue: 10 or more PIs Red: 5-9 PIs Yellow: 2-4 PIs Green: 1 PI 250 sites 48 countries 50,000 CPUs 20 PetaBytes 10,000 users 150 VOs

2、150,000 jobs/day 歐洲 EGEE 網(wǎng)格應(yīng)用：虛擬天文臺 Chandra Hubble MMT Sub-mm array VLA Antartica sub-mm Magellan 6.5m Whipple g-ray SIRTF Oak Ridge 1.2m CO LAMOST 網(wǎng)格計(jì)算實(shí)現(xiàn)跨組織跨平臺異構(gòu)資源的共享 云計(jì)算突飛猛進(jìn) Cloud Computing 云計(jì)算的定義 云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型。它將計(jì)算任務(wù) 分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用 系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲空間和信息 服務(wù)。 云計(jì)算本質(zhì)上是計(jì)算池 云計(jì)算的概念模型 云計(jì)算的類別 將 基 礎(chǔ)

3、設(shè) 施 作 為 服 務(wù) I a a S ( I n f r a s t r u c t u r e a s a S e r v i c e ) 將 平 臺 作 為 服 務(wù) P a a S ( P l a t f o r m a s a S e r v i c e ) 將 軟 件 作 為 服 務(wù) S a a S ( S o f t w a r e a s a S e r v i c e ) 如 ： G o o g l e A p p E n g i n e M i c r o s o f t W i n d o w s A z u r e 如 ： S a l e s f o r c e o n

4、l i n e C R M 如 ： A m a z o n E C 2 / S 3 專 用 通 用 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 Amazon研發(fā)了彈性計(jì)算云 EC2（ Elastic Computing Cloud）和簡單存儲 服務(wù) S3（ Simple Storage Service）為企業(yè)提供計(jì)算和存儲服務(wù)。 誕生兩年時間， Amazon上的注冊開發(fā)人員就多達(dá) 44萬人，其中包括為數(shù) 眾多的企業(yè)級用戶。 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 Google搜索引擎建立在分布在 30多個站點(diǎn)、超過 200萬臺服務(wù)器構(gòu)成的云計(jì) 算設(shè)施的支撐之上，這些設(shè)施的數(shù)量正在迅猛增長。 Google的一系列成功應(yīng)用，包括 Google地球、

5、地圖、 Gmail、 Docs等也同樣 使用了這些基礎(chǔ)設(shè)施。 目前， Google已經(jīng)允許第三方在 Google的云計(jì)算中通過 Google App Engine 運(yùn)行大型并行應(yīng)用程序。 Hadoop模仿了 Google的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 IBM在 2007年 11月推出了“改變游戲規(guī)則”的“藍(lán)云”計(jì)算平臺，為客戶帶 來即買即用的云計(jì)算平臺。 IBM正在與 17個歐洲組織合作開展名為 RESERVOIR云計(jì)算項(xiàng)目，以“無障礙 的資源和服務(wù)虛擬化”為口號。歐盟提供了 1.7億歐元作為部分資金。 2008年 8月， IBM宣布將投資約 4億美元用于其設(shè)在北卡羅來納州和日本東 京的云計(jì)算數(shù)

6、據(jù)中心改造。 IBM計(jì)劃在 2009年在 10個國家投資 3億美元建 13 個云計(jì)算中心。 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 微軟于 2008年 10月推出了 Windows Azure操作系統(tǒng)。 Azure(譯為“藍(lán) 天” )是繼 Windows取代 DOS之后，微軟的又一次顛覆性轉(zhuǎn)型。 Azure的底層是微軟全球基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)，由遍布全球的第四代數(shù)據(jù)中 心構(gòu)成。目前，微軟已經(jīng)配置了 220個集裝箱式數(shù)據(jù)中心，包括 44萬臺 服務(wù)器。 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 中國 2008年， IBM先后在無錫和北京建立了兩個云計(jì)算中心； 阿里巴巴成立了阿里云公司。還有許多公司觸云：騰訊、盛大、廣達(dá)、 800APP、 世紀(jì)互聯(lián) 中國移

7、動研究院已經(jīng)建立起 1024個 CPU的云計(jì)算試驗(yàn)中心；中國電信、中國 聯(lián)通都有相應(yīng)動作。華為、中興都轉(zhuǎn)入了云計(jì)算研發(fā)。 2008年 11月 25日，中國電子學(xué)會專門成立了云計(jì)算專家委員會。 2009年 5月 22日，中國電子學(xué)會隆重舉辦首屆中國云計(jì)算大會， 1200多人與 會，盛況空前。 2010年 5月，將舉辦第二屆，規(guī)模將達(dá) 3000人。 2009年 12月，舉辦中國首屆云計(jì)算學(xué)術(shù)會議。 2010年 5月，舉辦了第二屆中國云計(jì)算大會 云計(jì)算概念與發(fā)展現(xiàn)狀 1 典型云計(jì)算技術(shù)方案 2 云計(jì)算的優(yōu)勢分析 3 提 綱 Amazon云計(jì)算 1GB數(shù)據(jù)存放 1個 月為 0.15美元 簡單存儲服務(wù)

8、S3（ Simple Storage Service） 桶操作 API: CreateBucket DeleteBucket ListBucket 對象操作 API: PutObject GetObject DeleteObject GetObjectAccessControlPolicy SetObjectAccessControlPolicy Amazon云計(jì)算 彈性計(jì)算云 EC2（ Elastic Computing Cloud） 每個服務(wù)器租用 1小時為 0.1美元 映像操作 API: RegisterImage DescribeImages DeregisterImage 運(yùn)行實(shí)例操

9、作 API: RunInstances DescribeInstances TerminateInstances GetConsoleOutput RebootInstances 應(yīng)用案例： GIGAVOX公司 應(yīng)用案例： SmugMug公司 應(yīng)用案例：紐約時報(bào) 使用 亞馬遜云計(jì)算服務(wù) 在不到 24 個小時的時間里處理了 1100萬篇 文章 累計(jì)花費(fèi) 240美元 如果用自己的服務(wù)器，需要數(shù)月 和多得多的費(fèi)用 Google云計(jì)算 Google文件系統(tǒng) (GFS) Google 48% MSN 19% Yahoo 33% 客戶端 客戶端 客戶端 互為備份 管理節(jié)點(diǎn) GFS主節(jié)點(diǎn) GFS主節(jié)點(diǎn) C0

10、 C1 C2 C5 數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn) 1 C0 C2 C5 數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn) N C1 C5 數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn) 2 客戶端 客戶端 客戶端 客戶端 客戶端 客戶端 C1 微軟云計(jì)算 Windows Live 云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu) 管 理 中 間 件 資 源 管 理 任 務(wù) 管 理 用 戶 管 理 負(fù) 載 均 衡 故 障 檢 測 映 像 部 署 和 管 理 使 用 計(jì) 費(fèi)用 戶 環(huán) 境 配 置 用 戶 交 互 管 理 故 障 恢 復(fù) 監(jiān) 視 統(tǒng) 計(jì) 帳 號 管 理 安 全 管 理 訪 問 授 權(quán) 綜 合 防 護(hù) 安 全 審 計(jì) 服 務(wù) 接 口 服 務(wù) 注 冊 服 務(wù) 查 找 服 務(wù) 訪 問 服 務(wù) 工 作 流 S O A

11、 構(gòu) 建 層 計(jì) 算 資 源 池 資 源 池 計(jì) 算 機(jī) 存 儲 器 數(shù) 據(jù) 庫 物 理 資 源 存 儲 資 源 池 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 池 數(shù) 據(jù) 資 源 池 軟 件 資 源 池 軟 件網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 施 身 份 認(rèn) 證 任 務(wù) 執(zhí) 行任 務(wù) 調(diào) 度 生 命 期 管 理 云計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)制 開源云計(jì)算系統(tǒng) 開源云計(jì)算系統(tǒng) 對應(yīng)的商用云計(jì)算系統(tǒng) Hadoop HDFS Google GFS Hadoop MapReduce Google MapReduce Hadoop HBase Google Bigtable Hadoop ZooKeeper Google Chubby Eucalyptus、 Eno

12、maly ECP、 Nimbus Amazon EC2 Eucalyptus Amazon S3 Sector and Sphere 無直接對應(yīng)系統(tǒng) abiquo 無直接對應(yīng)系統(tǒng) MongoDB 無直接對應(yīng)系統(tǒng) 云計(jì)算概念與發(fā)展現(xiàn)狀 1 典型云計(jì)算技術(shù)方案 2 云計(jì)算的優(yōu)勢分析 3 提 綱 全球企業(yè) IT開銷 Source: IBM Corporate Strategy analysis of IDC data, Sept. 2007 $0B 50 100 150 200 250 300 New Server Spending Server Mgt and Admin Costs Power

13、and Cooling Costs 數(shù)據(jù)中心的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性 項(xiàng)目 中型數(shù)據(jù)中心成本 特大型數(shù)據(jù)中心成本 比率 網(wǎng)絡(luò) $95 每 Mb/秒 /月 $13 每 Mb/秒 /月 7.1 存儲 $2.20 每 GB/月 $0.40 每 GB/月 5.7 管理 每個管理員約管理 140個 服務(wù)器 每個管理員管理 1000個 服務(wù)器以上 7.1 不同地區(qū)電力價格 價格 地點(diǎn) 可能的定價原因 3.6美分 愛達(dá)荷州 水力發(fā)電 ， 沒有長途輸送 10.0美分 加州 電力在電網(wǎng)上長途輸送 ， 灣區(qū)的輸送線有 限 ， 加州不允許煤電 18.0美分 夏威夷 發(fā)電的能源需要海運(yùn)到島上 （千瓦 /小時） 夢想抑或惡夢？ 云計(jì)算的經(jīng)濟(jì)性 更低的硬件成本 更低廉的電價 更低的管理費(fèi)用 更高的利用率 （從 10-15%到 80%） 云計(jì)算的特點(diǎn) 超大規(guī)模 虛擬化 高可靠性 通用性 高可擴(kuò)展性 按需服務(wù) 極其廉價 網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的比較 網(wǎng)格計(jì)算 異構(gòu)資源 不同機(jī)構(gòu) 虛擬組織 科學(xué)計(jì)算為主 高性能計(jì)算機(jī) 緊耦合問題 免費(fèi) 標(biāo)準(zhǔn)化 科學(xué)界 云計(jì)算 同構(gòu)資源 單一機(jī)構(gòu) 虛擬機(jī) 數(shù)據(jù)處理為主 服務(wù)器 /PC 松耦合問題 按量計(jì)費(fèi) 尚無標(biāo)準(zhǔn) 商業(yè)社會 云計(jì)算將計(jì)算變成了大眾用得上和用得起的 “水和電” 歡迎訪問 中國云計(jì)算網(wǎng)站 http:/ 歡迎使用 云計(jì)算教材 電子工業(yè)出版社 劉鵬 主編 本講到此結(jié)束