云计算架构比较和关键技术讲解学习课件.ppt

* 云计算体系架构 IaaS 层是云计算的基础。通过建立大规模数据中心，IaaS 层为上层云计算服务提供海量硬件资源。同时，在虚拟化技术的支持下，IaaS 层可以实现硬件资源的按需配置，并提供个性化的基础设施服务。 主要研究问题： 如何建设低成本、高效能的数据中心； 如何拓展虚拟化技术，实现弹性、可靠的基础设施服务。 3.1 IaaS 层关键技术 * 数据中心相关技术 * 消除异构化系统之间障碍 快速动态部署资源和服务 云计算平台对资源的独立，兼容各类应用平台 计算，存储，网络资源的智能化统一管理 面向业务的资源的定制化部署 虚拟化技术与绿色科技结合，降低能耗 先进、高效、智能的系统散热方案 智能化的环境控制和能效管理系统 虚拟化提高资源利用率， 简化管理维度，节省维护成本 支持异构资源兼容，实现业务的平滑升级 下一代数据中心的特征 基于云计算 的基础架构 虚拟化 智能 绿色 低成本 与传统的企业数据中心不同，云计算数据中心具有以下特点 自治性。 规模经济。 规模可扩展。 研究重点： ① 数据中心网络设计 以低成本、高带宽、高可靠的方式连接大规模计算节点； ② 数据中心节能技术 数据中心相关技术 * 虚拟化技术 * 虚拟化（Virtualization） 是将计算机物理资源如服务器、网络、内存及存储等予以抽象、转换后呈现出来，使用户可以采用比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。 包括： 软件虚拟化 硬件辅助虚拟化 操作系统级虚拟化 虚拟化技术 * HP Internet WAN LAN CRM ERP SCM 非虚拟化环境 难以管理 无灵活性 投资回报率低 众多分立的采购 VHCI VPN Virtual Server Virtual Storage CRM ERP SCM 虚拟化环境 可管理性高 灵活的基础架构 良好的投资回报 统一的采购 虚拟化技术 * 数据中心为云计算提供了大规模资源。为了实现基础设施服务的按需分配，需要研究虚拟化技术。虚拟化是IaaS 层的重要组成部分，也是云计算的最重要特点。虚拟化技术可以提供以下特点。 资源分享 资源定制 细粒度资源管理 为了进一步满足云计算弹性服务和数据中心自治性的需求，需要研究虚拟机快速部署和在线迁移技术。 虚拟机快速部署技术 虚拟机在线迁移技术 PaaS 层作为3 层核心服务的中间层，既为上层应用提供简单、可靠的分布式编程框架，又需要基于底层的资源信息调度作业、管理数据，屏蔽底层系统的复杂性。随着数据密集型应用的普及和数据规模的日益庞大，PaaS 层需要具备存储与处理海量数据的能力。 主要技术包括： 海量数据存储与处理技术 资源管理与调度技术 3.2 PaaS 层关键技术 * 海量数据存储技术 云计算环境中的海量数据存储既要考虑存储系统的I/O 性能，又要保证文件系统的可靠性与可用性。如为Google 设计了GFS（google file system），GFS 对其应用环境做了6 点假设： ①系统架设在容易失效的硬件平台上； ②需要存储大量GB 级甚至TB 级的大文件； ③文件读操作以大规模的流式读和小规模的随机读构成； ④文件具有一次写多次读的特点； ⑤系统需要有效处理并发的追加写操作； ⑥高持续I/O 带宽比低传输延迟重要。 海量数据存储与处理技术 * 海量数据存储与处理技术 * GFS 执行流程 数据处理技术与编程模型 PaaS 平台不仅要实现海量数据的存储，而且要提供面向海量数据的分析处理功能。由于PaaS 平台部署于大规模硬件资源上，所以海量数据的分析处理需要抽象处理过程，并要求其编程模型支持规模扩展，屏蔽底层细节并且简单有效。 如：MapReduce 是Google 提出的并行程序编程模型 海量数据存储与处理技术 * MapReduce 的执行过程 副本管理技术 任务调度算法 任务容错机制 资源管理与调度技术 * 为了使云计算核心服务高效、安全地运行，需要服务管理技术加以支持。服务管理技术包括: QoS保证机制 安全与隐私保护技术 资源监控技术 服务计费模型 …. 3.3 服务管理层 * 1.3 云计算定义 维基百科：是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。 Google ：将所有的计算和应用放置在“云”中，设备终端不需要安装任何东西，通过互联网络来分享程序和服务。 微软：认为云计算的应是“云+端”的计算，将计算资源分散分布，部分资源放在云上，部分资源放在用户终端，部分资源放在合作伙伴处，最