虚拟化与云计算-课题报告.pptx

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1、Copyright 2010 TCloud Computing Inc.虚拟化与云计算1Copyright 2011 TCloud Computing Inc.1云计算与虚拟化-课题报告目 录23/02/2023虚拟化与云计算的概述虚拟化技术的介绍云计算技术的介绍Copyright 2010 TCloud Computing Inc.虚拟化与云计算概述一何为虚拟化？云计算是什么？1.1.虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用或用户隐藏了计算资源的底层属性。它既包括使单个的资源（比如一个服或用户隐藏了计算资源的底层属性

2、。它既包括使单个的资源（比如一个服务器，一个操作系统，一个应用程序，一个存储设备）划分成多个虚拟资务器，一个操作系统，一个应用程序，一个存储设备）划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源（比如存储设备或服务器）整合成一个虚拟资源。源，也包括将多个资源（比如存储设备或服务器）整合成一个虚拟资源。虚拟化技术是指实现虚拟化的具体的技术性手段和方法的集合性概念。虚虚拟化技术是指实现虚拟化的具体的技术性手段和方法的集合性概念。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。计拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化可以分为操作系统级虚拟化，应用程序级，和虚拟机

3、管理器。虚算虚拟化可以分为操作系统级虚拟化，应用程序级，和虚拟机管理器。虚拟机管理器分为宿主虚拟机和客户虚拟机。拟机管理器分为宿主虚拟机和客户虚拟机。2.2.云计算云计算(Cloud Computing)(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。通过服务器集群，包括计算服务器、取计算力、存储空间和各种软件服务。通过服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等虚拟计算资源

4、的自我维护和管理，降低整个系统存储服务器、宽带资源等虚拟计算资源的自我维护和管理，降低整个系统的单位处理能力成本。的单位处理能力成本。虚拟化与云计算概述一云计算的发展路线并行计算集群计算网格计算云计算虚拟化与云计算概关键技术一关键技术需求高可用On-Demand（提供与计费）面向服务易伸缩虚拟化易管理灵活性安全性Copyright 2010 TCloud Computing Inc.虚拟化与云计算概述一虚拟化与云计算的差异虚拟化是云计算的关键技术之一，实现云计算必须使用虚拟化技术，实现资源的动态弹性分配。任何一个云计算管理平台，都是构建在虚拟化管理平台的基础之上的。虚拟化资源使用需要管理员进行

5、管理和分配，云计算是用用户自助管理和使用。云计算完全解除了的软件和硬件耦合度，所有基础设施资源均虚拟化后通过资源池进行配额衡量，与硬件无关。虚拟化虽然实现了资源池化，但资源的分配仍旧需要与硬件存在一定程度上的关联。目 录23/02/2023虚拟化技术的介绍虚拟化与云计算的概述云计算技术的介绍虚拟化技术介绍二虚拟化技术覆盖多种基础设施，主要技术包括：n服务器虚拟化：产品代表（vmware vSphere,Citrix Xenserver,Microsoft Hyper-V，开源的Xen,Redhat KVM）n桌面虚拟化:产品代表（Vmware View,Citrix Xendesktop,Mi

6、crosoft VDA）n应用虚拟化:代表产品（Citrix XenApp,Microsoft RemoteApp）n存储虚拟化n网络虚拟化(VPN)n针对虚拟化技术的安全、监控、备份、容灾技术(vShield Endpoint,vFoglight,vRanger,Vmware SRM)虚拟化技术介绍二服务器虚拟化：虚拟化前虚拟化后软件必须与硬件相结合每台机器上只有单一的操作系统镜像每个操作系统只有一个应用程序负载每台机器上有多个负载软件相对于硬件独立未更改过的应用未更改过的OS虚拟硬件AppOperating System虚拟化技术介绍二服务器虚拟化：提高硬件使用率虚拟化之前虚拟化之后虚拟化

7、使得低利用率的服务器负载整合到一台服务器，安全可靠地达到很高的硬件利用率虚拟化技术介绍二服务器虚拟化：快速统一部署服务器部署挑战：依赖硬件可用性易发生人为错误标准化困难审核困难需要数天，甚至数周虚拟化技术介绍二服务器虚拟化：降低服务器投资成本将不同应用负载虚拟化使得用户可以大大减少服务器的数量典型的平均整合比率在8:1到15:1硬件投资减少50%虚拟化技术介绍二服务器虚拟化：降低能耗和空调、空间，电力消耗是按照服务器平稳运行状态下进行计算的。但是还有其它节省：变压设备、不间 断电源(UPS)、电源线、风扇、空调、加湿器、照明等等。以2U服务器为单位计算。电量消耗减少50%角色应用程序操作系统集

8、中式管理桌面交付革新桌面虚拟化技术介绍二二桌面虚拟化：虚拟化技术介绍二桌面虚拟化：第一种模式是服务器端虚拟出多台虚拟机，每个虚拟机有不同的桌面运行环境，通过自有的ICA协议把虚拟机的桌面图像传送给用户设备。任何设备用户配置文件应 用 桌面操作系统无盘PCN个Xen虚拟机远程桌面ICA1个桌面对1个虚拟机新：LAN中的桌面软件流虚拟化技术介绍应用虚拟化二应用虚拟化：l 所有后台应用系统部署在服务器l 所有应用客户端在交付平台上运行l 终端仅接受交付平台应用运行的屏幕画面应用服务器后台应用系统数据中心桌面/终端登录应用交付平台访问应用应用虚拟化：将后台服务器上安装的应用系统客户端（例如OA、核心业

9、务）在虚拟交付平台上发布，用户登录平台访问后台应用时，应用系统客户端运行在平台上，而不是运行在用户的本地终端上。交付平台发布后台应用客户端本地安装后台应用客户端访问应用协议加密：对协执行加密传输网 络优化：对广域网传输进行加速优化，实现最佳的传输体验和安全。虚拟化技术介绍一存储虚拟化技术：存储虚拟化磁盘虚拟化块虚拟化磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化文件系统虚拟化文件/记录虚拟化基于主机的虚拟化基于网络的虚拟化基于存储设备、存储子系统的虚拟化带内虚拟化带外虚拟化实现结果实现位置实现方式v 通过对存储(子)系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离，使存储或数据的管理与应用、服务器、网络资源的管理

10、分离，从而实现应用和网络的独立管理v 存储虚拟化可以在系统的多个层面实现，比如建立类似于HSM(分级存储管理)的系统目 录23/02/2023 云计算技术的介绍虚拟化与云计算的概述 虚拟化技术的介绍什么是云计算？Wikipedia上的定义Cloud computing is the delivery of computing as a service rather than a product,whereby shared resources,softwareelectricity grid)over,and information are provided to computers and

11、other devices as a utility(like the a network(typically the Internet).翻译：云云计算是算是计算的交付服算的交付服务而非而非产品品,共享共享资源源,软件件电网和信息提网和信息提供供给计算机和其他算机和其他设备是一个是一个实用程序用程序(如网如网络(通常是因特网通常是因特网)。将云计算比喻为从单台发电机供电模式转向电厂集中供电的模式,云计算就是提供各种计算机硬件、软件和网络服务的“公用电厂”。它意味着计算能力也可以作为一种公用服务进行流通,将像水、电和煤气一样,随时随地随需取用和服务,费用低廉,可靠性高,最大的不同在于,它是通过

12、网络进行传输的。云计算的定义Copyright 2010 TCloud Computing Inc.云计算由来 云云计算由来算由来云计算(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。通过服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等虚拟计算资源的自我维护和管理，降低整个系统的单位处理能力成本。云计算最初萌芽是由亚玛逊公司推出的“弹性计算云”(EC2)，其本质是网格计算，取得了巨大的商业成功。云计算被视为“革命性的计算模型”，其价格低廉，购买者无需投入昂贵的硬件成本，只需要

13、租赁或购买超级云计算能力中的部分能力，就可以完成 系统部署。Copyright 2010 TCloud Computing Inc.云计算原理 云计算(Cloud Computing)是由分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)演进发展，并在商业上实现的计算机概念。云计算的基本原理是，构建大规模的分布式计算系统资源库，将系统的计算分布在系统资源池，统筹考虑整体系统的利用情况。这云计算提供商能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统，提高整个系统的设备利用率，降低了软硬件的

14、单位费用。其本质是是数据共享计算模式与服务共享计算模式的结合体，是下一代计算模式的发展方向。由用户角度来看，其通过远程的调用，将处理数据的服务程序在购买或租赁的云平台进行，既能满足业务需求，业务可扩展性也比较好，且无前期的大量硬件投资，更无需担心硬件维护；而各类的数据也可以相应的保存在远程的云存储上，大大提升了数据的茁壮性，减少了数据管理的负担。Copyright 2010 TCloud Computing Inc.n高可扩展性。高可扩展性。云计算平台构建在同构可互换的节点上，其规模可以动态伸缩，可以按用户规模和应用服务需求对系统进行扩容。n云计算平台的通用性云计算平台的通用性。云计算不针对特

15、定的应用，可以根据不同用户的需求，提供不同应用的统一解决方式。n云计算平台具有超大规模。云计算平台具有超大规模。在实际使用“云”的企业中，其服务器均达到相当的规模，Google云计算平台规模已达百万台服务器的级别，亚玛逊、IBM、微软、Yahoo等企业的云平台也拥有几十万台服务器规模，即使规模最小的企业私有云，一般也至少拥有数百上千台服务器。为这些企业提供了巨大计算能力。云计算虽然模式复杂，但是从平台技术特性来看，有几个显著的特点：云计算虽然模式复杂，但是从平台技术特性来看，有几个显著的特点：n云计算平台均采用虚拟化技术。云计算平台均采用虚拟化技术。云计算不会指定用户在特定的设备上获取服务，用

16、户应用服务的可能运行在任意节点。请求的资源根据云计算平台自由分配，不是固定的有形的实体。云计算特点 n云计算平台的廉价性云计算平台的廉价性。云计算的廉价性是由多个方面共同做到的，一方面，云计算的往往采用相对廉价设备（如x86计算机）构建云计算系统的节点来构成云；另一方面，云计算将大量设备集中在一起统一提供管理和服务，大大降低了服务的管理成本；最后云计算平台通过基础设施与上层应用程序的协同工作，根据用户按需分配能力的服务方式，能使云系统达到最大使用效率，也一定程度上降低了云计算平台的成本。n云计算平台均具有高可靠性。云计算平台均具有高可靠性。云计算平台存在大量同构可互换的计算节点，数据也能做到多

17、副本容错，软件系统能够容忍节点的错误，不会影响业务的运行和需求，比使用本地计算机更可靠。Copyright 2010 TCloud Computing Inc.云计算架构 云计算架构云计算架构:云计算基础设施平台一般分为物理资源，资源虚拟化，管理，服务云计算基础设施平台一般分为物理资源，资源虚拟化，管理，服务提供。提供。物理设施被虚拟物理设施被虚拟化，提供一个灵化，提供一个灵活的资源池体提活的资源池体提高资源利用率。高资源利用率。管理层负责物理管理层负责物理资源和虚拟资源资源和虚拟资源池的管理、部署、池的管理、部署、监控、报警等。监控、报警等。服务提供层组合服务提供层组合管理层的功能提管理层的

18、功能提供某种形式的服供某种形式的服务。务。每个层次的价值云计算服务基础设施服务（Infrastructure as a Service，IaaS）平台环境服务（Platform as a Service,PaaS）应用软件服务（Software as a Service,SaaS）存储服务网络服务开发与运行环境计算服务各类开放服务能力办公应用信息化应用通讯应用互联网应用数据库收益低成本、大规模、高效率提供IT基础设施统一平台架构，开放平台能力，引入外部开发创新力量，形成生态系统终端用户可以增强业务性能，降低业务提供成本，降低终端要求基于网络以服务的形式提供计算、存储等资源能力基于互联网以服务的

19、形式提供平台运行环境（运行库）基于互联网以服务的形式提供软件应用云计算产品的生态系统25基础硬件层虚拟化软件存储软件Swift网络软件虚拟化和基础软件层Glance基础架构及服务层应用层商用软件开源软件虚拟桌面海量数据处理资源整合虚拟化自动化部署应用部署虚拟化：是指服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等。实际上，对于一个云计算平台来说，各种计算资源都应该处于虚拟化状态自动化部署虚拟化通过降低CAPEX成为数据中心转化的催化剂.。面对由此带来的技术和管理复杂性，自动化管理被导入以进一步优化OPEX和业务敏捷性。自动化管理（Automated Provisioning）是云计算的重要特征之一，定义

20、了自助式服务请求，准实时部署、动态和细化的扩展能力。整合资源是建设云计算平台的第一步。，整合工作并不仅仅是硬件层面的整合（如服务器整合），而是涉及到IT基础架构的各个方面。整合包括物理整合和逻辑整合两类，后者大多通过虚拟化技术来实现。应用部署在实现云计算平台的建设后在完成云计算平台的建设后，应考虑建立应用模版，将业务应用逐步部署到云计算平台上复杂多应用环境云平台的最终目标是为了满足复杂多业务平台的弹性。现状问题：为云而云。关注于虚拟化建设，没有清晰的自动化部署路线图，虚拟化蔓延，造成更多的运维开销；IDC云计算发展路线图及国内云计算现状Copyright 2010 TCloud Computi

21、ng Inc.公有云和私有云1.概述概述 公有云，第三方提供商用户能够使使用的云，公有云一般可通过公有云，第三方提供商用户能够使使用的云，公有云一般可通过 Internet Internet 使用，使用，可能是免费或成本低廉的。可能是免费或成本低廉的。私有云，是指企业自己使用的云，它所有的服务不是供别人使用，而是供自己内部私有云，是指企业自己使用的云，它所有的服务不是供别人使用，而是供自己内部人员或分支机构使用。私有云的部署比较适合于有众多分支机构的大型企业或政府部门。人员或分支机构使用。私有云的部署比较适合于有众多分支机构的大型企业或政府部门。随着这些大型企业数据中心的集中化，私有云将会成为

22、他们部署随着这些大型企业数据中心的集中化，私有云将会成为他们部署ITIT系统的主流模式。系统的主流模式。简单的说：私有云就是你自己的家，只有自己或者你允许的人能住，一般你不愿意简单的说：私有云就是你自己的家，只有自己或者你允许的人能住，一般你不愿意外人知道的隐私都放在家里；公有云就是收费景点，买了门票的都能进。外人知道的隐私都放在家里；公有云就是收费景点，买了门票的都能进。2.主要区主要区别有以下几点：有以下几点：（1 1）.IT.IT设施的位置：当企业自己构建一个私有云平台的时候，设施的位置：当企业自己构建一个私有云平台的时候，ITIT基础设施基础设施是自己的，一般位于企业内部。而采用公有云

23、平台的时候，是自己的，一般位于企业内部。而采用公有云平台的时候，ITIT基础设施是位于一基础设施是位于一个第三方的数据中心。这里有一个例外，那就是现在有一些服务提供商提出的虚个第三方的数据中心。这里有一个例外，那就是现在有一些服务提供商提出的虚拟私有云（拟私有云（VPCVPC，Virtual Private CloudVirtual Private Cloud）的概念，它指的是在第三方数据中心）的概念，它指的是在第三方数据中心内部通过技术手段隔离出来的一个专用计算环境，并通过安全通道与企业相连接。内部通过技术手段隔离出来的一个专用计算环境，并通过安全通道与企业相连接。Copyright 201

24、0 TCloud Computing Inc.公有云和私有云(续)（2 2）.基础设施差异性：对于许多大型企业，由于经过了多年的基础设施差异性：对于许多大型企业，由于经过了多年的ITIT建设和技术演建设和技术演变，他们的变，他们的ITIT基础设施往往采用了不同的技术和平台，也就是说，这些企业采用的是基础设施往往采用了不同的技术和平台，也就是说，这些企业采用的是异构平台环境。但是，对于目前大部分公有云服务提供商来说，他们的平台往往是通异构平台环境。但是，对于目前大部分公有云服务提供商来说，他们的平台往往是通过廉价和标准的硬件平台来构建的。这些标准化方式构建的平台能够以比较好的性价过廉价和标准的硬

25、件平台来构建的。这些标准化方式构建的平台能够以比较好的性价比满足大部分用户的需求。另外，在服务的提供方面，公有云服务提供商往往提供最比满足大部分用户的需求。另外，在服务的提供方面，公有云服务提供商往往提供最为大众化的、需求量最为广泛和集中的服务。因此，对于公有云服务来说，其服务和为大众化的、需求量最为广泛和集中的服务。因此，对于公有云服务来说，其服务和环境往往是同构的，这与企业自建的环境往往是同构的，这与企业自建的ITIT环境不一样。环境不一样。(3).(3).商务模式：企业如果选择自己构建商务模式：企业如果选择自己构建ITIT系统，那么显然需要进行一次性的大量系统，那么显然需要进行一次性的大

26、量投资来采购软、硬件设备，甚至包括数据中心的基础建设等。在企业的财务报表中，投资来采购软、硬件设备，甚至包括数据中心的基础建设等。在企业的财务报表中，这体现为一个比较大的固定成本。但是，如果企业采用第三方提供的公有云服务，那这体现为一个比较大的固定成本。但是，如果企业采用第三方提供的公有云服务，那么根据目前云计算服务的收费方式，企业可以选择按月服务费的方式或者按么根据目前云计算服务的收费方式，企业可以选择按月服务费的方式或者按ITIT资源使资源使用量的方式来进行付费。这样，对于企业来说不需要一个大量的前期投入就可以使用用量的方式来进行付费。这样，对于企业来说不需要一个大量的前期投入就可以使用I

27、TIT服务，其体现为一个持续的运营成本。服务，其体现为一个持续的运营成本。(4).(4).控制程度的不同：企业自己构建的控制程度的不同：企业自己构建的ITIT系统是作为企业资产完全由企业自己系统是作为企业资产完全由企业自己拥有，并由企业自己来运维。虽然企业需要自己的拥有，并由企业自己来运维。虽然企业需要自己的ITIT运维团队，但好处是企业可以独运维团队，但好处是企业可以独立控制立控制ITIT系统，并根据实际需要来进行改造和客户化。而对于公有云服务，企业实际系统，并根据实际需要来进行改造和客户化。而对于公有云服务，企业实际上是采用租用服务的方式，好处是不需要自己来管理基础平台服务，但是对于企业来

28、上是采用租用服务的方式，好处是不需要自己来管理基础平台服务，但是对于企业来说这同时也降低了其定制化的能力，因为所有的基础设施，包括服务器、网络和存储说这同时也降低了其定制化的能力，因为所有的基础设施，包括服务器、网络和存储等，以及上面的软件平台都是由服务提供商来进行维护和管理。等，以及上面的软件平台都是由服务提供商来进行维护和管理。公有云与私有云在公有云与私有云在IaaSIaaS模式上的性能对比模式上的性能对比 (5).(5).性能和功能，任何一项对于任何一种云都很重要。但不论公有云，私有云都性能和功能，任何一项对于任何一种云都很重要。但不论公有云，私有云都不可能两者都做到不可能两者都做到10

29、0100分，都会各有侧重。一个成功的分，都会各有侧重。一个成功的IaaSIaaS云一定是根据它所针对的云一定是根据它所针对的用户群需求，把两者的平衡做到最好。用户群需求，把两者的平衡做到最好。省级基础资源综合服务平台市级基础资源综合服务平台县级电子政务统一平台省县(区)乡镇市(区)l省级综合服务中心主要承担数据汇聚、共享和灾备的功能。l市级综合服务中心主要承担数据生产、交换和集成的功能。l县级统一平台主要承担数据采集、网络汇接和服务的功能，承接省市纵向业务在基层落地。省信息化综合服务中心市信息化综合服务中心成功案例：私有云 陕西电子政务云平台29混合浦东软件园“汇智在线”IT服务云项目为上海浦东软件园构建为上海浦东软件园构建一个一个个个云计算公共服务平台云计算公共服务平台：服务器：100 台服务器（800 cores）提供1000+台虚拟机。网络：20个节点存储：SAN 100TB NAS 200TB20112011年年6 6月月2828日已正式上线运营日已正式上线运营公有云PCCW云服务2012/03，PCCW正式推出hicloud服务：云服务器租赁服务(Compute-as-a-Service)云存储备份服务(Storage-as-a-Service)Copyright 2010 TCloud Computing Inc.谢谢