云计算的探讨与运用ppt课件.ppt
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1、云计算的探讨和应用,广东亿迅科技有限公司 2010.08,2,云计算概念 云计算关键技术 云计算与开源 中国电信云计算 云计算开源应用,目 录,什么云计算,Kevin Hartig:云是一个庞大的资源池,你按需购买;云是虚拟化的;云可以象自来水,电,煤气那样计费。 Jan Pritzker:云计算是用户友好的网格计算。,3,农村,城市化,发展,云计算-网格计算的发展,4,云计算的使用方式,将计算和存储等资源以服务的方式提供,用户按需使用,按用量付费,5,云计算 关键特征,云计算-关键特征,按需扩展和使用,快速获得服务,通过互联网提供自助式服务,按使用量付费,6,云计算-交付模型,PC,硬件资源
2、 (PowerPC、x86、ARM),操作系统 Linux、Windows、UNIX,开发环境 C、C+、Java、Python、Perl等,软件应用,运行库 (.Net、JRE),SaaS,PaaS,IaaS,基于互联网,Cloud 共享资源,SaaS:通过互联网向最终用户提供软件应用服务。主要特征:多租户、数据分离、水平扩展、可个性配置、可伸缩。代表:Salesforce CRM、微软的Online服务、IBM Lotus Live。 PaaS:通过互联网向开发者提供运行平台托管服务,提供开发SDK,开发者开发应用后可直接运行在PaaS上。主要特征:运行平台托管、提供增强的平台能力。代表:
3、Google的AppEngine、微软的Azure Platform、Salesforce的F IaaS:应用虚拟化、自动化部署等技术,通过互联网向用户提供基础IT设施的技术方案与服务模式。主要特征是资源动态弹性供应、资源整合与共享、资源利用率高、节能降耗、管理成本下降。主要代表:Amazon的ec2、S3,7,云计算-部署模型,公有云:简单来说,公有云服务指的是用户通过互联网从第三方供应商获取的云计算服务。 私有云:私有云具备公有云计算环境的许多优点,如灵活性强、以服务为基础等。 社区云:社区云由一群共享利益(如特定安全需求或共同目标)的企业管理和使用。 混合云:混合云是公有云和私有云的融合
4、,且两者可互操作。,8,云计算-架构,这套架构主要可分为四层,其中有三层是横向的,分别是显示层、中间件层和基础设施层,通过这三层技术能够提供非常丰富的云计算能力和友好的用户界面,还有一层是纵向的,称为管理层,是为了更好地管理和维护横向的三层而存在的。接下来将一个个地给大家介绍每个层次的作用和属于这个层次的主要技术。,9,10,云计算概念 云计算关键技术 云计算与开源 中国电信云计算 云计算开源应用,目 录,云计算关键技术-虚拟化技术,11,虚拟化领域,服务器虚拟化,网络虚拟化,应用虚拟化,客户端虚拟化,降低系统复杂度,提高资源利用率,动态划分服务资源,动态部署,资源池,统一管理,数据更加安全,
5、存储虚拟化,网络容量的优化,网络各节点优化,交付模式的改变,应用能力的按需提供,降低终端成本,满足客户动态需求,虚拟化是将底层物理设备与上层操作系统、软件分离的一种去耦合技术,它通过软件或固件管理程序(Hypervisor)构建虚拟层并对其进行管理,把物理资源映射成逻辑的虚拟资源,对逻辑资源的使用与物理资源相差很少或者没有区别。虚拟化的目标是实现IT 资源利用效率和灵活性的最大化。,云计算关键技术-分布式存储技术,概念:分布式存储系统是分布式计算环境的基础架构之一,它把分散在网络中的存储资源以统一的视点呈现给用户,简化了用户访问的复杂性,加强了分布系统的可管理性,也为进一步开发分布式应用准备了
6、条件。 基于云数据中心的分布式存储系统构建在大规模服务器群上,面临以下几个挑战: 1)服务器等组件的失效将是正常现象,需解决系统的容错问题; 2)提供海量数据的存储和快速读取; 3)多用户同时访问文件系统,需解决并发控制和访问效率问题; 4)服务器增减频繁,需解决动态扩展问题; 5)需提供类似传统文件系统的接口以兼容上层应用开发,支持创建、删除、打开、关闭、读写文件等常用操作。,12,云计算关键技术-分布式存储技术(GFS),GFS的设计理念 服务器DOWN机作为常态 文件用块存储 每个块固定为64MB 通过冗余解决可靠性问题 每个块同时拷贝在3个块服务器上 主服务器负责协调访问和保存元数据
7、简单化的集中管理 定制化的API 无数据缓存 较大文件块和流式读取使得缓存效果不佳,13,云计算关键技术-分布式存储技术(GFS),GFS体系结构,14,云计算关键技术-并行编程模式,对于并行编程而言,核心的问题是如何把一个大的应用程序分解成若干可以并行处理的子程序。有两种可能处理的方法,一种是分割计算,即把应用程序的功能分割成若干个模块,由网络上多台机器协同完成;另一种是分割数据,即把数据集分割成小块,由网络上的多台计算机分别计算。目的是实现分布式计算,让几个物理上独立的组件作为一个单独的系统协同工作,这些组件可能指多个CPU,或者网络中的多台计算机。,15,复杂,很难入门,如何简单化,云计
8、算关键技术-并行编程模式(Google),Map/Reduce 用于大规模数据并行处理 数据量大(超过1TB) 在成百上千个CPU上并行处理 用户只需实现下面接口 map (in_key, in_value) - (out_key, intermediate_value) list reduce (out_key, intermediate_value list) - out_value list,16,云计算关键技术-并行编程模式(流程),Cat input | grep xxx| sort |uniq c |cat output,架构,17,云计算关键技术-并行编程模式(原理),实现原理,
9、18,云计算关键技术-数据管理技术,19,分布式数据库是对海量数据进行存储和管理。分布式数据库是一组结构化的数据集,逻辑上属于同一系统,而物理上分散在用计算机网络连接的多个场地上,并统一由一个分布式数据库管理系统管理。与集中式或分散数据库相比,分布式数据库具有可靠性高、模块扩展容易、响应延迟小、负载均衡、容错能力强等优点。,云计算关键技术-数据管理技术1,BigTable的设计理念 面向网页数据的发布、搜索和浏览等特定处理的需要,简化数据管理系统的设计,并提高性能 不支持关联 不支持SQL查询 简化数据的一致性管理 网页数据的管理对一致性要求不高 简化事务管理 网页数据的处理(搜索、发布)对事
10、务管理要求不高 面向海量数据管理要求 设计分割和合并管理机制(基于元数据) 设计自动伸缩功能(根据数据量调整资源用量),20,云计算关键技术-数据管理技术2,Bigtable基本架构,21,云计算关键技术-分布式锁服务,在分布式系统中,对共享资源的并行操作可能会引起丢失修改、读脏数据、不可重复读等数据不一致问题,这时需要引入同步机制,控制进程的并发操作。,22,云计算关键技术-分布式锁服务(Chubby),23,基本架构,组成:客户端+5个服务器(Chubby单元); 主服务器机制:5个服务器(Chubby单元),只有一个主服务器,租续期内所有的客户请求都是由主服务器来处理的; 客户端定位主服
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