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1、Google云计算原理与应用答辩人：栗建行指导教师：郝卫东主要内容Google的“云”在哪里？Google云计算主要原理及应用Google云计算平台GAE开发环境及构建Google基于安卓的智能家居Google的“云”在哪里？云计算是一个新概念于07年第3季度被提出，是并行计算、分布式计算和网格计算等技术的混合演进，经过商业包装的概念为分布式存储和分布式计算找到了盈利模式提出以来发展迅速，Google、Amazon、Microsoft等公司都提出了自己的云计算方案为什么Google需要“云”？系统规模对系统设计的重要性Google提供的服务：海量信息海量用户，如何又好又快地提供服务？Googl
2、e的“云”在哪里？Google的“云”无所不在Google Earth、Gmail、Google Docs云计算技术是Google大部分应用的基础设施没有“云计算”，就没有Google的创新服务Google云计算主要原理Google使用的云计算基础架构模式包括四个相互独立而又紧密结合在一起的系统：Google File System：建立在集群之上的文件系统MapReduce：针对Google应用程序的特点提出的编程模式Chubby：分布式锁服务BigTable：模型简化的大规模分布式数据库Google File System文件系统Google File System：GFS文件系统为了满足
3、Google迅速增长的数据处理需求应运而生 GFS文件系统与过去的分布式文件系统拥有许多相同的目标：性能、可伸缩性、可靠性以及可用性 GFS文件系统要解决Google所面临的的与众不同的问题，具有与Google应用负载和技术环境相符的特性Google File System文件系统新特性主要体现在以下四个方面1.集群中的节点失效是一种常态，而不是一种异常2.Google系统中的文件大小与通常文件系统中的文件大小概念不一样，文件大小通常以G字节计3.Google文件系统中的文件读写模式和传统的文件系统不同4.文件系统的某些具体操作不再透明，而且需要应用程序的协助完成，应用程序和文件系统API的协
4、同设计提高了整个系统的灵活性Google File System文件系统系统架构：客户端（Client)：应用程序的访问接口主服务器（Master）：管理节点，在逻辑上只有一个，保存系统的元数据，负责整个系统的管理数据块服务器（Chunk Sever）：负责具体的存储工作Google File System文件系统实现机制：1.客户端首先访问Master节点，获取交互的Chunk Server信息，然后访问这些Chunk Server，完成数据存取工作。这种设计方法实现了控制流和数据流的分离。2.Client与Master之间只有控制流，而无数据流，极大地降低了Master的负载。3.Clie
5、nt与Chunk Server之间直接传输数据流，同时由于文件被分成多个Chunk进行分布式存储，Client可以同时访问多个Chunk Server，从而使得整个系统的I/O高度并行，系统整体性能得到提高。MapReduce分布式数据处理MapReduceGoogle提出的一个软件架构，是一种处理海量数据的并行编程模式用于大规模数据集（通常大于1TB）的并行运算MapReduce实现了Map和Reduce两个功能Map把一个函数应用于集合中的所有成员，然后返回一个基于这个处理的结果集Reduce对结果集进行分类和归纳Map()和 Reduce()两个函数可能会并行运行，即使不是在同一的系统的
6、同一时刻MapReduce分布式数据处理MapReduce操作执行流程图 MapReduce分布式数据处理词频统计流程：Chubby分布式锁服务分布式一致性问题在一个分布式系统中，有一组的Process，它们需要确定一个Value。于是每个Process都提出了一个Value，一致性就是指只有其中的一个Value能够被选中作为最后确定的值，并且当这个值被选出来以后，所有的Process都需要被通知到Chubby分布式锁服务Google云计算中的分布式一致性问题例如，GFS在物理上往往包含多个Master，但需要在逻辑上确定唯一的Master。如何确定？这是一个分布式一致性问题Chubby是Go
7、ogle为解决分布式一致性问题而设计的提供粗粒度锁服务的文件系统Chubby分布式锁服务Chubby是一个文件系统，如何提供“锁”服务Chubby中的锁就是文件在GFS的例子中，创建文件就是进行“加锁”操作，创建文件成功的那个server其实就是抢占到了“锁”用户通过打开、关闭和读取文件，获取共享锁或者独占锁；并且通过通信机制，向用户发送更新信息因此，通过Chubby可以解决Google云计算中的分布式一致性问题BigTable大规模分布式数据库BigTable的设计目标具有广泛的适应性支持Google系列产品的存储需求具有很强的可扩展性根据需要随时加入或撤销服务器高可用性尽管单个节点易损，但
8、要确保几乎所有的情况下系统都可用简单性简单的底层系统可减少系统出错概率，为上层开发带来便利BigTable大规模分布式数据库BigTable的数据模型总体上，与关系数据库中的表类似数据模型包括行列以及相应的时间戳，所有的数据都存放在表格中的单元里。BigTable的内容按照行来划分，将多个行组成一个小表，保存到某一个服务器节点中。这一个小表就被称为Tablet。BigTable大规模分布式数据库BigTable的基本架构Google云计算应用Google在线文档Google Docs创建在线的Word和Excel，支持主要的文档编辑功能Google云计算应用Google在线文档Google D
9、ocs在线创建演示文档（PPT），并支持在线演示Google云计算应用Google提供的电子邮件服务Gmail超大附件、海量存储空间Google云计算平台GAE隶属于PaaS的Google云计算属于部署在云端的应用执行环境支持Python和Java两种语言通过SDK提供Google的各种服务，如图形、MAIL和数据存储等用户可快速、廉价（可免费使用限定的流量和存储）地部署自己开发的应用（如创新的网站、游戏等）Google云计算平台GAE在Google App Engine上部署应用程序Google基于安卓的智能家居AndroidHome 智能家居计划 AndroidHome通俗来讲是在Andr
10、oid操作系统上方的中间件(middleware，用于不同技术之间的资源共享)。之前Android系统底层是无法控制更多的端口的。而AndroidHome能够对家中电子设备提供对应的程序开发接口即API。家电符合该接口的设计，既能够被智能手机或平板电脑连接、控制并进行管理。实现如对音响的开关、音量调整的设置。也可实现对LED灯泡的开关、亮度调整等操作，同时也可在Android设备上玩射击游戏，室内的灯光会配合剧情而闪烁。Google面临的问题与展望问题：1.Google的云计算平台是私有的环境，特别是Google的云计算基础设施还没有开放出来2.除了开放有限的应用程序接口之外，Google并没有将云计算的内部基础设施共享给外部的用户使用，上述的所有基础设施都是私有的3.高能耗与隐私问题4.展望：和目前世界上其他云计算发展前沿的公司微软、亚马逊相比，谷歌在向云时代开发者基础设施即服务（IaaS）和平台即服务（PaaS）上，进步较为缓慢，在未来的云计算道路上，谷歌需要将平台及接口进一步开放，需要更强的云盈利模式和更多方便快捷的云应用感谢答辩组各位老师！题目：Google云计算原理与应用 答辩人：栗建行