1、http:/,1,高等计算机体系结构,北京邮电大学继续教育学院授课教师: 孙斌,http:/,2,云计算,云计算的产生 云计算基础 云计算架构 云计算应用,http:/,3,云计算的产生,经历了单机计算、并行计算、分布式计算、网格计算、SaaS（Software-as-a-Service）阶段后，云计算成为未来计算技术发展的重要方向。 计算机技术在云计算阶段将进入服务时代，软硬件实体将全部隐入云端，面向用户的只有服务。互联网由单纯信息的传递变成信息与计算能力的传递。,http:/,4,并行计算,多处理机定义：两个或两个以上处理机(包括PU和CU)，通过高速互连网络连接起来，在统一的操作系统管理
2、下，实现指令以上级（任务级、作业级）并行。 按照Flynn分类法，计算机分为单指令单数据流（SISD）、单指令多数据流（SIMD）、多指令单数据流（MISD）和多指令多数据流（MIMD）。多处理机系统属于MIMD计算机. 研究多处理机的目的：提前10年得到性能高100倍的高性能计算机系统。,http:/,5,并行计算,按多处理机系统的组成结构来分，现有的MIMD计算机分为如下五种类型：并行向量处理机(PVP)、对称多处理机(SMP)、大规模并行处理机(MPP)、分布共享存储器多处理机(DSM)、工作站机群(COW) 解决主要问题：业务调度、互联网络、CACHE一致性。,http:/,6,分布式
3、计算,原理与并行计算相同。 将一个任务分化为独立 的小包。 与并行计算的主要区别是“独立”。,http:/,7,网格计算,基于分布式计算的新算法。是“虚拟的超级计算机”。“网格计算的本质是在动态的、多机构的虚拟组织中协调资源共享和系统解决问题。”资源共享，动态多变 网格三大特点： 非集中控制环境下协同使用资源 使用标准的、开放的、通用的协议和接口 提供高级的服务质量 分布性、异构性、自治性、动态性和自相似性。,http:/,8,SaaS,用户提出需求，SaaS通过集中部署在服务器上的软件提供服务。按照所定软件多少、时间长度付费。 软件共享，适合中小企业。,http:/,9,云计算基础,SaaS
4、的延伸，提供硬件共享。侧重对底层架构和资源的利用，解决了带宽和资源不足的问题。 利用非本地或者远程服务器的分布式计算机为互联网用户提供服务。 将资源切换到需要的应用上，实现按需计算。提高了工作效率和软硬件利用率。 兴起原因： 高速互联网技术的发展 资源利用率需求 简单与创新需求,http:/,10,狭义云计算,提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。,http:/,11,广义云计算,这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务
5、器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。有人打了个比方：这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。,http:/,12,云计算特点,超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、极其廉价 首先，云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。 其
6、次，云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也最方便。 此外，云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。 最后，云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能,http:/,13,判断是否为云计算的方法,1）如果标称是“网格”或“OGSA（开放网格服务架构）”.那么，它不是云。 2）如果需要你向厂商提供一份几十页的需求说明书.那么，它不是云。 3）如果你不能用自己的信用卡来购买.那么，它不是云。 4）如果他们想卖给你硬件设备.那么，它不是云。 5）如果没有提供API.那么，它不是云。 6）如果需要你重新构架你的系统.那么，它不是云。 7）如果你不能在10分钟之间部署（provision）服务器.
7、那么，它不是云。 8）如果你不能在10分钟之间撤销（deprovision）服务器.那么，它不是云。 9）如果你知道你所使用的机器的具体位置.那么，它不是云。 10）如果需要有一个咨询顾问来帮助你.那么，它不是云。 11）如果需要你事先准备好所需机器数目清单.那么，它不是云。 12）如果它只运行一种操作系统.那么，它不是云。 13）如果你不用把它连到你自己的机器上去.那么，它不是云。 14）如果需要你安装软件才能使用它.那么，它不是云。 15）如果你拥有所有这些硬件.那么，它不是云。,http:/,14,云计算的发展,2006年底谷歌提出“GOOGLE 101”，正式提出“云”的概念和理论。
8、2006年SUN推出“黑盒子”计划。 2007年11月IBM在上海推出“蓝云”计划。 2008年微软推出Windows Azure云计算平台。 亚马逊为独立开发人员提供弹性云EC2。 2008年，VMware加入云计算研究队伍。 2008年11月25日，中国电子学会专门成立了云计算专家委员会，聘任中国工程院院士李德毅为主任委员，聘任IBM大中华区首席技术总裁叶天正、中国电子科技集团公司第十五研究所所长刘爱民、中国工程院院士张尧学、原Google全球副总裁/中国区总裁李开复、中国工程院院士倪光南、中国移动通信研究院院长黄晓庆六位专家为副主任委员，聘任国内外30多位知名专家学者为专家委员会委员。2
9、009年5月22日，中国电子学会举办首届中国云计算大会。,http:/,15,云计算基础架构,云计算体系结构：云用户端、服务目录、管理系统和部署工具、资源监控、服务器集群。 云计算服务层次： 应用层：软件即服务SaaS，如Google APPS、SoftWare+Services 平台层：平台即服务PaaS，如IBM IT Factory，Google APPEngine，F 基础设施层：基础设施即服务IaaS，Amazo EC2, IBM Blue Cloud，SUN Grid 虚拟化层：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服务。,http:/,16,云计算技术层次
10、：服务接口，服务管理中间件，虚拟化资源，物理资源。,http:/,17,典型云计算平台,亚马逊S3：可靠、快速、可扩展的网络存储服务； 亚马逊采用Xen虚拟技术的弹性可扩展云计算服务器EC2：提供虚拟执行环境，让用户通过互联网执行自己的程序。 IBM将Xen和PowerVM虚拟的Linux操作系统镜像与Hadoop并行工作负载调度。,http:/,18,Google云计算平台,MapReduce分布式处理技术、Hadoop架构、分布式的文件系统GFS、结构化的BigTable存储系统以及Google其他支撑要素。 Hadoop架构：以GFS分布式文件系统、MapReduce API和BigTa
11、ble分布式数据库组成。完成海量数据的分布式并行程序，并运行于大规模集群上。 Google云计算执行过程： 将要执行的MPI程度复制到Hadoop架构的Master和每一台Worker机器上， Master选择哪些机器执行Map程序与Reduce程序 分配所有数据区块到执行Map程序的Worker机器中进行Map 将Map后的结果存入Worker 执行Reduce程序的Worker机器远程读取每一个Map结果，进行混合、汇整与排序，同时执行Reduce程序。 将结果输出给用户。,http:/,19,云计算应用,SaaS：用友、金蝶等提供的在线SaaS财务产品；微软提供的Software+Saa
12、S；谷歌推出与微软office竞争的Google Apps; Oracle推出的Oracle on-demand。 PaaS：salesforce的，八百客推出的800APP 按需计算 MSP管理服务提供商：瑞星推出的云杀毒 商业服务平台 网络集成 云端网络服务,http:/,20,Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用，用户数据会保存在互联网上的某个位置，可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前，Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝：GFS、MapReduce和BigTable，并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。,http:/,21,谢谢！,
