《云计算技术与应用基础》 ●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●d ●●●●●●●●● ●●●●●● ●●●●●●●● 第7章云技术 (课时数：8课时)
第7章 云技术 （课时数：8课时） 《云计算技术与应用基础》
主要内容 云计算技术框架 2 虚拟化技术概述 3 虚拟化技术架构与分类 4 ESX、Hyper-V、Xen和KVM 5 Docker技术和Unikernel技术 6 云计算其他相关技术
1 主 要 内 容 1 云计算技术框架 2 虚拟化技术概述 3 虚拟化技术架构与分类 4 ESX、Hyper-V、Xen 和 KVM 5 Docker技术和Unikernel技术 6 云计算其他相关技术
云计算技术框架 (一)技术框架 云计算技术体系融合了诸多传统IT技术，从IaaS、PaaS和SaaS 及其主要支撑技术角度观察，云计算技术框架示意图如图所示。 Software as a Service(软件即服务) 云管理层 Google Apps Salesforce CRM Office Web Apps Zoho 用户管理 HTML JavaScript CSS Flash Silverlight 监拉系统 计费管理 Platform as a Service(平台即服务) 安全管理 Force.com Google App Engine Windows Azure Platform Heroku 服务管理 REST 多租户 并行处理 应用服务器 分布式缓存 资源管理 Infrastructure as a Service(基础设施即服务) 容灾支持 Amazon EC2 IBM Blue Cloud Cisco UCS Joyent 运维管理 系统虚拟化 分布式存储 关系型数据库 NoSQL 客户支持 2
2 一、云计算技术框架 （一）技术框架 云计算技术体系融合了诸多传统 IT 技术，从 IaaS、PaaS 和 SaaS 及其主要支撑技术角度观察，云计算技术框架示意图如图所示
云计算技术框架 (二)各层主要技术-SaaS层 (1)HTML:标准的Wb页面技术，现在正处于由HTML4向HTML5过渡的 阶段，HTML5会在视频和本地存储等方面推动Web页面的发展。 (2)JavaScript:一种用于Web页面的动态语言，借助JavaScript能够极大 地丰富Web页面的功能，最流行的JS框架有jQuery和Prototype。 (3)CSS:主要用于控制Wb页面的外观，而且能使页面的内容与其表现形式 之间进行优雅的分离。 (4)Flash:业界最常用的富网络应用(RIA)技术，能够在现阶段提供HTML 等技术所无法提供的基于Wb的富应用，能够让用户获得很好的用户体验。 (5)Silverlight:来自业界巨擘Microsoft的RIA技术，虽然其现在市场占有率 稍逊于Flash,但由于它可以使用C#来进行编程，因此对开发者非常友好
3 一、云计算技术框架 （二）各层主要技术-SaaS层 （1）HTML：标准的Web 页面技术，现在正处于由HTML4 向HTML5 过渡的 阶段，HTML5会在视频和本地存储等方面推动Web 页面的发展。 （2）JavaScript：一种用于 Web 页面的动态语言，借助 JavaScript 能够极大 地丰富 Web 页面的功能，最流行的 JS 框架有 jQuery 和 Prototype。 （3）CSS：主要用于控制 Web 页面的外观，而且能使页面的内容与其表现形式 之间进行优雅的分离。 （4）Flash：业界最常用的富网络应用（RIA）技术，能够在现阶段提供 HTML 等技术所无法提供的基于Web 的富应用，能够让用户获得很好的用户体验。 （5）Silverlight：来自业界巨擘Microsoft的RIA技术，虽然其现在市场占有率 稍逊于Flash，但由于它可以使用C# 来进行编程，因此对开发者非常友好
云计算技术框架 (二)各层主要技术-PaaS层 (l)REST:通过表述性状态转移(Representational State Transfer,REST) 技术，能够非常方便和优雅地将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。 (2)多租户：就是能让一个单独的应用实例可以为多个组织服务，而且能保持良 好的隔离性和安全性，通过这种技术，能有效地降低应用的购置和维护成本。 （3)并行处理：为了处理海量的数据，需要利用庞大的x86集群进行规模巨大 的并行处理，Google的MapReduce是这方面的代表之作。 (4)应用服务器：在原有的应用服务器的基础上为云计算进行了大量的优化，比 如用于GAE的Jetty应用服务器。 （5)分布式缓存：通过分布式缓存技术，不仅能有效地降低对后台服务器的压力， 而且还能加快相应的反应速度，最著名的分布式缓存例子莫过于Memcached
4 一、云计算技术框架 （二）各层主要技术-PaaS层 （1）REST：通过表述性状态转移（Representational State Transfer，REST） 技术，能够非常方便和优雅地将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。 （2）多租户：就是能让一个单独的应用实例可以为多个组织服务，而且能保持良 好的隔离性和安全性，通过这种技术，能有效地降低应用的购置和维护成本。 （3）并行处理：为了处理海量的数据，需要利用庞大的 x86 集群进行规模巨大 的并行处理，Google的 MapReduce是这方面的代表之作。 （4）应用服务器：在原有的应用服务器的基础上为云计算进行了大量的优化，比 如用于GAE 的 Jetty 应用服务器。 （5）分布式缓存：通过分布式缓存技术，不仅能有效地降低对后台服务器的压力， 而且还能加快相应的反应速度，最著名的分布式缓存例子莫过于 Memcached
云计算技术框架 (二)各层主要技术-IaaS层 (1)虚拟化：可以理解为基础设施层的“多租户”，因为通过虚拟化技术，能 够在一个物理服务器上生成多个虚拟机，并且能在这些虚拟机之间实现全面的隔 离，这样不仅能降低服务器的购置成本，而且能降低服务器的运维成本。 (2)分布式存储：为了承载海量的数据，同时也要保证这些数据的可管理性，需 要一整套分布式的存储系统（如Google的GFS等）。 (3)关系型数据库：基本是在原有的关系型数据库的基础上做了扩展和管理等方 面的优化，使其在云中更适应。 (4)NoSQL:为了满足一些关系数据库所无法满足的目标，比如支撑海量的 数据等，一些公司特地设计一批不是基于关系模型的数据库（如Google的 BigTable和Facebook的Cassandra等)。 5
5 一、云计算技术框架 （二）各层主要技术-IaaS层 （1）虚拟化：可以理解为基础设施层的“多租户” ，因为通过虚拟化技术，能 够在一个物理服务器上生成多个虚拟机，并且能在这些虚拟机之间实现全面的隔 离，这样不仅能降低服务器的购置成本，而且能降低服务器的运维成本。 （2）分布式存储：为了承载海量的数据，同时也要保证这些数据的可管理性，需 要一整套分布式的存储系统（如Google 的 GFS 等） 。 （3）关系型数据库：基本是在原有的关系型数据库的基础上做了扩展和管理等方 面的优化，使其在云中更适应。 （4）NoSQL ：为了满足一些关系数据库所无法满足的目标，比如支撑海量的 数据等，一些公司特地设计一批不是基于关系模型的数据库（如 Google 的 BigTable 和 Facebook 的Cassandra 等）
二、虚拟化技术概述 (一)虚拟化技术定义 ●虚拟化(Virtualization)是一种资源管理技术，是将计算机的各种实 体资源（如CPU、存储及网络等）予以抽象、转换后呈现出来，打破实体 结构间的不可切割的障碍，使用户可以以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分是不受现有资源的架设方式、地域或物 理组态所限制的。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。 ·虚拟化是将不存在的事物或现象“虚拟”成为存在的事物或现象的方法。 ·虚拟化技术是云计算技术框架中核心技术之一，是将各种计算及存储资 源充分整合和高效利用的关键技术。 ●虚拟化技术也是一种调配计算资源的方法
6 二、虚拟化技术概述 （一）虚拟化技术定义 ⚫ 虚拟化（Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实 体资源（如 CPU、存储及网络等）予以抽象、转换后呈现出来，打破实体 结构间的不可切割的障碍，使用户可以以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分是不受现有资源的架设方式、地域或物 理组态所限制的。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。 ⚫ 虚拟化是将不存在的事物或现象“虚拟”成为存在的事物或现象的方法。 ⚫ 虚拟化技术是云计算技术框架中核心技术之一，是将各种计算及存储资 源充分整合和高效利用的关键技术。 ⚫虚拟化技术也是一种调配计算资源的方法
云关键技术：虚拟化 特道 6海
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二、虚拟化技术概述 (一)虚拟化技术定义 ●虚拟的内容是资源（包括CPU、存储、网络等）。 ●被虚拟的物理资源有着统一的逻辑表示。 ●虚拟化带来优势 —资源共享、负载动态优化、高安全性等。 抽象隔离 弹性伸缩 物理使件和操作系统抽家愿离 对通（光进行动志 解耦 应用封装与迁移
8 二、虚拟化技术概述 （一）虚拟化技术定义 ⚫ 虚拟的内容是资源（包括 CPU、存储、网络等） 。 ⚫ 被虚拟的物理资源有着统一的逻辑表示。 ⚫ 虚拟化带来优势——资源共享、负载动态优化、高安全性等
二、虚拟化技术概述 (二)虚拟化技术特点 (1)资源共享。可以将企业的一些硬件资源包括服务器、网络全 部整合起来。 (2)负载动态优化。通过使用一些动态优化的算法能够将这些虚拟化的 服务器在不同的资源、机器里面进行调配，减少物理机器的数量。 (3)自动化管理。一是可以通过虚拟化技术屏蔽硬件底层的差异；二是 可以将企业经常用的软件、服务等做成虚拟组件模板，实现一次创建模板。 三是维护数量庞大的服务器群的运维管理成本得以降低。 (4)安全性高。 (5)节能环保。 9
9 二、虚拟化技术概述 （二）虚拟化技术特点 （1）资源共享。可以将企业的一些硬件资源包括服务器、网络全 部整合起来。 （2）负载动态优化。通过使用一些动态优化的算法能够将这些虚拟化的 服务器在不同的资源、机器里面进行调配，减少物理机器的数量。 （3）自动化管理。一是可以通过虚拟化技术屏蔽硬件底层的差异；二是 可以将企业经常用的软件、服务等做成虚拟组件模板，实现一次创建模板。 三是维护数量庞大的服务器群的运维管理成本得以降低。 （4）安全性高。 （5）节能环保