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1、云计算的应用与发展机电工程系计算机副教授机电工程系计算机副教授机电工程系计算机副教授机电工程系计算机副教授 李晓燕李晓燕李晓燕李晓燕2023年2月1日-1-云计算概念是由Google提出的这是一个美丽的网络应用模式。什么是云计算?云计算的产生 云计算（Cloud Computing）是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助一些先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。Cloud Computing的一个核心理念就是通过不断提高“
2、云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力！云计算定义云计算是指基于互联网互联网的超级计算模式-即把存储于个人电脑个人电脑、移动电话移动电话和其他设备上的大量信息和处理器处理器资源集中在一起，协同工作。在极大规模上可扩展的信息技术能力向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。-3-40多亿的移动电话多亿的移动电话一一 2010年 数据来源:Nokia个人电脑和个人电脑和笔记本电脑笔记本电脑企业电脑企业电脑和服务器和服务器PDA云计算的现状云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有
3、大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce客户关系管理(CRM)软件服务提供商、Facebook美国的一个社交网络服务网站、Youtube世界上最大的视频分享网站、Myspace全球第二大的社交网站等。云计算的现状Amazon亚马逊公司是美国最大的一家网络电子商务公司，使用弹性计算云（EC2）和简单存储服务（S3）为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似,存储服务器、带宽按容量收费,CPU根据时长(小时)运算量收费。A
4、mazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间:不到两年时间,Amazon上的注册开发人员达44万人,还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示,Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。云计算的现状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
5、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（全球天气预报系统）、Map Reduce（编程模型）和Big Table,并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。云计算的现状IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计
6、算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了1.7亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR,以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月,IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。云计算的现状微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure（译为“蓝天”）是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型-通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Wi
7、ndows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。云计算的现状在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心-IBM大中华区云计算中心；2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台；2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战
8、略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。-10-n数据在云端：不怕丢失,不必备份,可以任意点的恢复；n软件在云端：不必下载自动升级；n无所不在的计算：在任何时间，任意地点，任何设备登录后就可以进行计算服务；n无限强大的计算：具有无限空间的，无限速度。硬件为中心硬件为中心软件为中心软件为中心 服务为中心服务为中心 PCC/S云计算云计算的优势云计算的思想及工作原理 云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务，这与我
9、国著名云计算专家刘鹏教授早在2003年就提出的“网格计算池”是完全一致的。云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业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。这可是一种革命性的举措，打个比方，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。云计
10、算的服务方式-12-nSaaS（软件即服务）：提供给消费者的服务是运营商运行在云计算基础设施上的应用程序，消费者可以在各种设备上通过客户端界面访问，如浏览器（例如基于Web的邮件）。消费者不需要管理或控制任何云计算基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储，甚至独立的应用能力等等，消费者仅仅需要对应用进行有限的，特殊的配置。简单来说：SaaS给你的就是访问应用的客户端或者Web界面。云计算六种服务方式-13-nPaaS（平台即服务）：提供给消费者的服务是把客户使用支持的开发语言和工具（例如Java、python、.Net等）开发的或者购买的应用程序部署到供应商的云计算基础设施上。消费者不需要管
11、理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等，但客户能够控制部署的应用程序，也可能控制运行应用程序的托管环境配置。简单来说：PaaS给你的是数据库连接串或者中间件部署界面，或者是应用的部署管理界面。云计算的服务方式-14-nIaaS（基础架构即服务）:提供给消费者的服务是处理能力、存储、网络和其他基本的计算资源，用户能够利用这些计算资源部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不能管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统、储存、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如，防火墙、负载均衡器等）的控制。简单来说：IaaS给你的是远程的登录终端界面（虚拟服务器）或
12、者Web Service接口（云存储）。云计算发展路线-15-并行计算集群计算网格计算云计算云计算的应用-IaaS-16-nIaaS（基础架构即服务）:提供给消费者的服务是对所有计算基础设施的利用，包括处理CPU、内存、存储、网络和其它基本的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、存储空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件(例如路由器、防火墙、负载均衡器等)的控制。云计算的应用-IaaS-17-实现模式实现模式n完全操作系统（软硬件）接入n防火墙n路由器n负载平衡云计算的应用-IaaS-18-优势优势n
13、节省费用/所付及所用n即时升级n安全n可靠nAPIs(注册与搜索服务)云计算的应用-IaaS-19-实例n当你想运行成批的程序组，但是没有合适的软硬件环境，可使用Amazon的EC2（云中的虚拟服务器）。只提供对Linux的支持。n当你想在网络上发布一个短期（几天到几个 月）的 网 站，可 使 用 Flexiscale。Flexiscale则提供了对Windows的全面支持，还提供多层监控，负载监控，自动化弹性管理资源和导入任何虚拟服务镜像的能力。云计算的应用-PaaS-20-所所谓谓PaaSPaaS平平台台即即服服务务实实际际上上是是指指将将软软件件研研发发的的平平台台作作为为一一种服服务务
14、，并并提提供供给给用用户户。用用户户或或者者企企业业基基于于PaaSPaaS平平台台可可以以快快速速开开发发自自己己所所需需要要的的应应用用和和产产品品。同同时时，PaaSPaaS平平台台开开发发的的应应用用能能更更好好地地搭搭建建基基于于SOASOA架架构构的的企企业业应应用用。PaaSPaaS作作为为一一个个完完整整的的开开发发服服务务，提提供供了了从从开开发发工工具具、中中间间件件，到到数数据据库库软软件件等等开开发发者者构构建建应应用用程程序序所需的所有开发平台的功能。所需的所有开发平台的功能。云计算的应用-PaaS-21-实现模式实现模式n平台价格昂贵n需求估算不科学!n平台管理复杂
15、麻烦!云计算的应用-PaaS-22-优势优势n节省费用/所付及所用n即时升级n安全n可靠nAPIs(注册与搜索服务)云计算的应用-PaaS-23-实例n当你想把一个大容量的文件上传到网络上，允许35000个用户使用2个月的时间，可使用Amazon的Cloud Front。n当你想在网络上存储大量的文档，但是你没有足够的存储空间，可使用Amazon的S3。云计算的应用-SaaS-24-SaaS（Software-as-a-service）的意思是软件即服务，是基于互联网提供软件服务的软件应用模式，是21世纪软件科技发展的最新趋势。SaaS是云计算的重要类型和高级形态。SaaS 已经非常成熟，可以
16、看作是 mashup 的一部分，或是 PaaS 产品或基于 Internet 的服务的一个插件。它提供开箱即用的应用程序，比如企业资源管理或工厂工程管理。不管您身居何处，都可以从 Web 浏览器访问这个应用程序。云计算的应用-SaaS-25-实现模式实现模式n在中小企业盛行n无需管理软硬件n服务通过浏览器实现云计算的应用-SaaS-26-优势优势n无浪费费用n即时扩展n安全n可靠nAPIs(注册与搜索服务)云计算的应用-SaaS-27-实例nCRM（客户关系管理）n财务计划nHR（人力资源）n文字处理nEmail云计算的应用-28-IaaS、PaaS&SaaS共性共性n无浪费费用n即时扩展n安
17、全n可靠nAPIs注册与搜索服务云计算带来的变化-29-买外部服务实现模式实现模式技术模式技术模式商业模式商业模式人机界面人机界面传统方式传统方式云计算云计算可扩展,有弹性,动态,多用户多用户 所用即所付通过Internet使用 IFaPs(IP,HTML,HTTP)买设备开发系统用户单一支付设备和劳动力费用 互联网/局域网云计算的发展及其面临的挑战服务器+客户端云服务平台+客户端公共标准+数据安全各个公司的云计算平台没有标准，难以迁移数据虽然对外比较安全，但是用户感觉将加密的数据，及应用程序放在云计算平台仍然不放心。中国云计算产业发展面临的挑战 云计算是一种基于互联网提供服务的业务模式，互联
18、网发展水平和网络质量对于云计算业务的发展至关重要；同时云计算又代表着从提供产品到提供服务的产业模式的转变，不仅需要用户观念的转变，更需要提供商与用户之间建立基于法律制度保障和相互信任基础上的合作关系。-32-宽带的发展为云计算提供了硬件基础0 512 Kbps 1 Mbps5 Mbps10 Mbps100 MbpsHong KongSouth KoreaSingaporeTaiwanAustraliaChinaIndiaGermanyU.K.France CanadaU.S.A.主流速度高速网络2 Mbps1 GbpsJapan最大下载速度最大下载速度互联网发展：从硬件到社区-33-MySpa
19、ceFacebook开心网校内网当今互联网用户的需求是什么？-34-接入能力可以从任何地点、任何设备接入服务和数据共享能力数据的建立和存储共享 容易方便 自由不希望受数据的影响简单容易学会,容易使用安全相信数据不会丢失或不会被不允许的人看到互联网用户的新需求为云计算提供了服务基础！互联网用户的新需求为云计算提供了服务基础！云计算领跑者-35-n企企业业和和研研究究机机构构肯肯最最终终会会把把高高级级别别的的计计算算任任务务交交给给全全球球运运行行的的服服务务器网络，也就是云。以下领先者在这一领域占据着主导位置：器网络，也就是云。以下领先者在这一领域占据着主导位置：Google唯唯一一以以硬硬件
20、件起起家家的的搜搜索索公公司司。每每年年在在数数据据中中心心的的投投入入超超过过20亿亿美美元元。成成为为云云计计算算领领域域难难以以超超越越的的领领跑跑者者和和极极力力推动者。推动者。Yahoo规规模模和和资资金金比比Google稍稍 逊逊 一一筹筹，开开发发的的软软件件与与云云计计算算兼兼容容不不够够。但但是是作作为为Hadoop的的首首要要资资助助方方，可可能能后后来居上。来居上。IBM商商业业数数据据计计算算的的龙龙头头和和传传统统超超级级计计算算机机的的绝绝对对领领导导 者者。与与Google合合 作作 后后立立足足云云计计算算一一方方。为为越越南南政政府府开开发发了了飞飞行行员员云
21、云系系统统试试点点。并并在在无无锡锡成成立立了了数数据据中心。中心。Microsoft现现在在只只能能与与自自身身开开发发的的软软件件结结合合，这这可可能能成成为为它它的的软软肋肋。但但是是在在云云科科学学基基础础理理论论中中扮扮演演重重要要的的角角色色。正正在在伊伊利利诺诺伊伊州州和和西西伯伯利利亚亚建建立立大大型型数数据中心。据中心。Amazon第第一一个个将将云云计计算算作作为为服服务务出出售售的的公公司司。规规模模小小于于其其他他竞竞争争者者，但但是是在在该该领领域域的的专专业业性性为为这这家家零零售售商商在在下下一一代代网网络络服服务务方方面面从从零零售售到到传传媒媒业业的的转转型型
22、助了一臂之力。助了一臂之力。云计算的发展前景“引领云计算成为主流的功臣引领云计算成为主流的功臣”-沃纳沃纳威格尔威格尔(Werner Vogels)博士，他是亚马逊全球副总裁兼博士，他是亚马逊全球副总裁兼CTO，他是一名知名的博客写手。在他的一篇文章，他是一名知名的博客写手。在他的一篇文章中写到：中写到：云计算的发展前景第一，云分析将无处不在。云分析几乎影响着每位消费者和每个商业领域。通常，消费者不会注意到云，因为云在不同的应用程序的身后提供支持。但云分析正变得越来越普遍。从零售建议到基于基因学的产品开发，从金融风险管理到初创企业衡量其新产品的效果，从数字营销到快速处理临床试验数据，这些领域都
23、通过借助基于云分析而达到新的水平。云计算的发展前景第二，云将实现自助分析。借助新的商业智能系统，金融时报每天能够实时分析140篇报道，并提高完成分析任务的敏捷性，分析所需时间从几个月缩短到几天。此外，金融时报也扩展了其商业智能，以更有针对性地向读者提供广告。通过使用Amazon Redshift，金融时报每天能够处理1.2亿个独立事件，并集成内部日志和外部数据源，为读者打造一份更加动态的报纸。云计算的发展前景第三，云让一切变得智能化。近来，一切都可以变得“智能化”智能手表、智能衣服、智能电视、智能家居和智能汽车。绝大多数的智能设备的软件都是在云端运行的。飞利浦CityTouch是适用于整个城市
24、的智能路灯管理系统。它提供联网的道路照明解决方案，允许整个郊区和城市智能的地控制路灯照明，做到实时管理天黑后的环境。城市管理人员能够在人流量较高的街道上保持良好的照明，在恶劣天气或环境光线过暗时增加亮度，或者在人烟稀少的工业区调暗灯光。云计算的发展前景第四，云分析将改善城市生活。云分析能够利用城市环境信息来改善世界各地城市居民的生活条件。芝加哥正在进行的工作就是一个很好的例子。芝加哥是首批在全市范围内安装传感器来永久测量空气质量、光强度、音量、热量、降水、风和交通的城市之一。来自这些传感器的数据流入云中进行分析，用于发掘改善居民生活的方式。芝加哥的“Array of Things”项目收集的数
25、据集将在云上公开，以供研究人员寻找分析数据的创新方法。许多城市已经表示有兴趣效仿芝加哥使用云来改善城市生活，并且很多欧洲的城市已经开始行动。云计算的发展前景第五，云将实现工业物联网。当我们想到物联网(IoT)时，我们通常重点关注物联网对消费者而言意味着什么。但在2015年，我们将见证一个不同的物联网的崛起工业物联网。工业机械将与互联网连接，把数据传输到云中，以获得有关使用情况的洞察、提高效率，避免停机。无论是通用电气给燃气涡轮机安装仪表、壳牌公司在油井中放置传感器、凯驰配备工业清洗机车队，还是建筑工地使用Deconstruction的传感器，所有这些都将连续地向云发送数据流，以供实时分析。云计
26、算的发展前景第六，云将实现视频分析。长久以来，视频仅用于存档、回放和观看。借助云强大的处理能力，一个新的趋势应运而生：把视频当作数据流来进行分析。这被称为视频内容分析(VCA)，适用于零售、运输等多个领域。一个常见的应用领域就是在装有摄像头的地方，如商场和大型零售商店。视频分析可以帮助商场了解人流模式。分析可以提供了人流量、停留时间以及其它统计信息。这使零售商能够改善其商店布局和店内营销效果。另一种常见的应用领域是音乐会等大型活动的实时人群分析，以了解整个场地的人流情况、预防拥堵，从而改善参与者的体验。交通部门也利用类似的方式疏导交通、监测高速公路上的停滞车辆和高速铁路上的物体以及其它运输问题
27、。云计算的发展前景第七，云将实现安全的分析。从网购到医疗再到家庭自动化，分析在如此多的新领域得到应用，因而分析数据的安全性和私密性变得至关重要。在存储和分析引擎中深度集成加密功能并让用户能够拥有密钥，确保了只有这些服务的使用者有权访问数据。云计算的发展前景第八，云将改变医疗分析。数据分析正迅速成为分析健康危险因素和改善病人护理的核心。尽管医疗行业面临降低成本和优化病人护理水平，云正在发挥着至关重要的作用，并帮助实现数字化医疗。云支持创新的解决方案，如飞利浦Healthsuite一个管理医疗数据，并为医生和患者提供支持的平台。飞利浦Healthsuite数字化平台分析并存储着从3.9亿个影像检查、病历和患者输入中收集的15PB的患者数据，为医务人员提供可操作数据，这些数据可以直接影响病患照护。这正在彻底变革着世界各地几十亿人的医疗现状。在2015年及以后，我们预计可以看到云在推动患者诊断和治疗方面发挥更大的作用。总结-45-云计算伴随着互联网的云计算伴随着互联网的云计算伴随着互联网的云计算伴随着互联网的高速发展来临了！高速发展来临了！高速发展来临了！高速发展来临了！赶快行动吧！赶快行动吧！赶快行动吧！赶快行动吧！谢谢大家！谢谢大家！