大数据-第8章-大数据与云计算课件.pptx
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1、第8章 大数据与云计算 本章主要内容如下。本章主要内容如下。(1 1)云计算的概念与特点。)云计算的概念与特点。(2 2)云计算的分类。)云计算的分类。(3 3)云计算的体系架构。)云计算的体系架构。(4 4)大数据与云计算未来的发展方向和趋势。)大数据与云计算未来的发展方向和趋势。(5 5)大数据与云计算在生产生活中的应用。)大数据与云计算在生产生活中的应用。8.1 什么是云计算8.1.1 8.1.1 云计算的概念与特点云计算的概念与特点1 1云计算含义云计算含义(1 1)GoogleGoogle公司的定义:云计算是拥有开放标准和基于互联网服公司的定义:云计算是拥有开放标准和基于互联网服务的
2、,可以提供安全、快捷和便利的数据存储和网络计算服务的系务的,可以提供安全、快捷和便利的数据存储和网络计算服务的系统。统。(2 2)美国国家标准与技术研究院()美国国家标准与技术研究院(NISTNIST)的定义:云计算是一种)的定义:云计算是一种应用资源模式,它可以根据需要用一种很简单的方法通过网络访问应用资源模式,它可以根据需要用一种很简单的方法通过网络访问已配置的计算资源。这些资源由服务提供商以最小的代价或专业的已配置的计算资源。这些资源由服务提供商以最小的代价或专业的运作快速地配置和发布。运作快速地配置和发布。(3 3)维基()维基(WikiWiki)的定义:云计算是一种通过互联网以服务的
3、方式提供)的定义:云计算是一种通过互联网以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。实质上,云计算是分布式计算(实质上,云计算是分布式计算(Distributed ComputingDistributed Computing)、并行计)、并行计算(算(Parallel ComputingParallel Computing)、效用计算()、效用计算(Utility ComputingUtility Computing)、网络存)、网络存储(储(Network Storage TechnologiesNetwork Storage Technologi
4、es)、虚拟化()、虚拟化(VirtualizationVirtualization)、)、负载均衡(负载均衡(Load BalanceLoad Balance)等传统计算和网络技术融合而成的产物。)等传统计算和网络技术融合而成的产物。2 2云计算特点云计算特点(1 1)超大规模。)超大规模。(2 2)虚拟化。)虚拟化。(3 3)高可靠性。)高可靠性。(4 4)通用性。)通用性。(5 5)高可扩展性。)高可扩展性。(6 6)按需服务。)按需服务。(7 7)极其廉价。)极其廉价。构建构建“云云”的节点廉价。的节点廉价。“云云”由极其廉价的节点构成,而不由极其廉价的节点构成,而不采用复杂而昂贵的节
5、点进行构建。采用复杂而昂贵的节点进行构建。管理成本廉价。管理成本廉价。“云云”的自动化集中式管理使大量企业无须负的自动化集中式管理使大量企业无须负担日益高昂的数据中心管理成本。担日益高昂的数据中心管理成本。资源通用性强。资源通用性强。“云云”的强通用性使资源的利用率有大幅度提的强通用性使资源的利用率有大幅度提升。升。云计算的缺点:云计算既提供计算服务,又提供数据存储服云计算的缺点:云计算既提供计算服务,又提供数据存储服务,潜在的危险性较大。因此,数据的安全保障必须加强。务,潜在的危险性较大。因此,数据的安全保障必须加强。8.1.2 8.1.2 云计算的分类云计算的分类1 1公有云公有云 公有云
6、(公有云(Public CloudPublic Cloud)通常指云的提供商向普通用户提供)通常指云的提供商向普通用户提供使用权的云。公有云一般可通过使用权的云。公有云一般可通过InternetInternet使用,可在当今整个开使用,可在当今整个开放的公有网络中使用。一般来说,公有云可免费使用或使用费用放的公有网络中使用。一般来说,公有云可免费使用或使用费用低廉。低廉。公有云的特点如下。公有云的特点如下。(1 1)数据安全性相对较差。)数据安全性相对较差。(2 2)价格相对便宜。云计算对用户端的设备要求较低。)价格相对便宜。云计算对用户端的设备要求较低。(3 3)数据共享方便。云计算可以轻松
7、实现不同设备间的数据与应)数据共享方便。云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。用共享。(4 4)多方式使用网络。云计算为用户使用网络提供了多种可能方)多方式使用网络。云计算为用户使用网络提供了多种可能方式。式。2 2私有云私有云 私有云(私有云(Private CloudsPrivate Clouds)是为某一个特定客户单独使用而)是为某一个特定客户单独使用而构建的,因而向该用户提供的对数据、安全及服务质量等的控制构建的,因而向该用户提供的对数据、安全及服务质量等的控制都是极为有效的,该用户几乎可以完全控制在此私有云上部署的都是极为有效的,该用户几乎可以完全控制在此私有云上部署的应用程
8、序。私有云可被部署在企业数据中心的防火墙内,也可以应用程序。私有云可被部署在企业数据中心的防火墙内,也可以被部署在一个安全的主机托管场所。被部署在一个安全的主机托管场所。私有云的特点如下。私有云的特点如下。(1 1)数据相对安全。)数据相对安全。(2 2)服务质量稳定。)服务质量稳定。(3 3)硬件受限制。)硬件受限制。(4 4)不影响私有云用户的现有)不影响私有云用户的现有ITIT管理的流程。管理的流程。3 3混合云混合云 混合云(混合云(Hybrid CloudHybrid Cloud)融合了公有云和私有云,是近年来)融合了公有云和私有云,是近年来云计算的主要模式和发展方向。私有云主要面向
9、企业用户,出于云计算的主要模式和发展方向。私有云主要面向企业用户,出于安全考虑,企业更愿意将数据存放在私有云中,但是同时又希望安全考虑,企业更愿意将数据存放在私有云中,但是同时又希望可以获得公有云的计算资源,在这种情况,混合云越来越多地被可以获得公有云的计算资源,在这种情况,混合云越来越多地被采用,它对公有云和私有云进行融合和匹配,以获得更佳的效果,采用,它对公有云和私有云进行融合和匹配,以获得更佳的效果,这种个性化的解决方案,达到了既省钱又安全的目的。这种个性化的解决方案,达到了既省钱又安全的目的。8.1.3 8.1.3 云计算与分布式计算的区别云计算与分布式计算的区别 分布式计算是一种把需
10、要进行大量计算的整体数据分解为若分布式计算是一种把需要进行大量计算的整体数据分解为若干个小块数据,由多台计算机分别计算各个小块数据,然后将各干个小块数据,由多台计算机分别计算各个小块数据,然后将各个小块数据的计算结果统一合并,得到整体数据结论的计算方式。个小块数据的计算结果统一合并,得到整体数据结论的计算方式。分布式中的计算节点的构建,一般是为完成某一个特定任务分布式中的计算节点的构建,一般是为完成某一个特定任务的需要而建立的,因此其节点具有较强的针对性,即通用性较差;的需要而建立的,因此其节点具有较强的针对性,即通用性较差;云计算一般来说都是为通用应用而设计的,通用性更强。分布式云计算一般来
11、说都是为通用应用而设计的,通用性更强。分布式计算作为一种面向特殊应用的解决方案,仍将继续在某些特别领计算作为一种面向特殊应用的解决方案,仍将继续在某些特别领域存在,而云计算则会深入地影响整个域存在,而云计算则会深入地影响整个ITIT行业乃至人类社会的生行业乃至人类社会的生产、生活。产、生活。云计算是一种云计算是一种“生产者生产者-消费者消费者”模型,用户通过互联网获取云模型,用户通过互联网获取云计算系统提供的各种服务。分布式系统是一种计算系统提供的各种服务。分布式系统是一种“资源共享资源共享”模型,资模型,资源提供者亦可成为资源消费者。源提供者亦可成为资源消费者。云计算采用集群来存储和管理数据
12、资源,运行的任务以数据为中云计算采用集群来存储和管理数据资源,运行的任务以数据为中心,而分布式计算则以计算为中心。心,而分布式计算则以计算为中心。分布式系统将数据和计算资源虚拟化,而云计算则进一步将硬件分布式系统将数据和计算资源虚拟化,而云计算则进一步将硬件资源虚拟化。资源虚拟化。分布式系统内各节点采用统一的操作系统,而云计算在各种操作分布式系统内各节点采用统一的操作系统,而云计算在各种操作系统的虚拟机上提供各种服务。系统的虚拟机上提供各种服务。8.1.4 8.1.4 云计算的体系架构云计算的体系架构1 1云计算的服务模式云计算的服务模式 云计算的典型服务模式有云计算的典型服务模式有3 3类:
13、软件即服务(类:软件即服务(Software as a Software as a ServiceService,SaaSSaaS),平台即服务(),平台即服务(Platform as a ServicePlatform as a Service,PaaSPaaS)和基础即服务(和基础即服务(Infrastructure as a ServiceInfrastructure as a Service,IaaSIaaS)。云计算)。云计算架构可参考图架构可参考图8-18-1和图和图8-28-2。图8-1 云计算平台架构图8-2 云计算基础架构(1 1)SaaSSaaS(软件即服务)(软件即服务)
14、该层通过部署硬件基础设施对外提供服务。用户可以根据各该层通过部署硬件基础设施对外提供服务。用户可以根据各自的需求购买虚拟或实体的计算、存储、网络等资源。用户可以自的需求购买虚拟或实体的计算、存储、网络等资源。用户可以在购买的空间内部署和运行包括操作系统和应用程序在内的软件,在购买的空间内部署和运行包括操作系统和应用程序在内的软件,而不需管理或控制任何云计算基础设施(事实上也不能管理或控而不需管理或控制任何云计算基础设施(事实上也不能管理或控制),但用户可以选择操作系统、存储空间并部署自己的应用,制),但用户可以选择操作系统、存储空间并部署自己的应用,也可以控制有限的网络组件(如防火墙、负载均衡
15、器等)。也可以控制有限的网络组件(如防火墙、负载均衡器等)。(2 2)PaaSPaaS(平台即服务)(平台即服务)该层将云计算应用程序开发和部署的平台作为一种服务提供该层将云计算应用程序开发和部署的平台作为一种服务提供给客户,该服务包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管给客户,该服务包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管等。开发者只需要上传代码和数据就可以使用云服务,而不需关等。开发者只需要上传代码和数据就可以使用云服务,而不需关心底层的具体实现方式和管理模式。心底层的具体实现方式和管理模式。(3 3)IaaSIaaS(基础即服务)(基础即服务)该层指云计算服务商提供虚拟的硬件资源,用
16、户通过网络租该层指云计算服务商提供虚拟的硬件资源,用户通过网络租赁即可搭建自己的应用系统。赁即可搭建自己的应用系统。IaaSIaaS属底层,向用户提供可快速部属底层,向用户提供可快速部署、按需分配、按需付费的高安全与高可靠的计算能力,并向用署、按需分配、按需付费的高安全与高可靠的计算能力,并向用户提供存储能力的租用服务,还可为应用提供开放的云服务接口,户提供存储能力的租用服务,还可为应用提供开放的云服务接口,用户可以根据业务需求,灵活租用相应的云基础资源。用户可以根据业务需求,灵活租用相应的云基础资源。2 2云计算的主要技术云计算的主要技术(1 1)虚拟化技术)虚拟化技术 虚拟化指计算单元不在
17、真实的单元上而在虚拟的单元上运行,虚拟化指计算单元不在真实的单元上而在虚拟的单元上运行,是一种优化资源和简化管理的计算方案。虚拟化技术适合在云计是一种优化资源和简化管理的计算方案。虚拟化技术适合在云计算平台中应用,虚拟化的核心解决了云计算等对硬件的依赖,提算平台中应用,虚拟化的核心解决了云计算等对硬件的依赖,提供统一的虚拟化界面;通过虚拟化技术,人们可以在一台服务器供统一的虚拟化界面;通过虚拟化技术,人们可以在一台服务器上运行多台虚拟机,从而实现了对服务器的优化和整合。上运行多台虚拟机,从而实现了对服务器的优化和整合。虚拟化技术使用动态资源伸缩的手段,降低了云计算基础设虚拟化技术使用动态资源伸
18、缩的手段,降低了云计算基础设施的使用成本,并提高负载部署的灵活性。施的使用成本,并提高负载部署的灵活性。(2 2)中间件技术)中间件技术 支持应用软件的开发、运行、部署和管理的支撑软件被称为支持应用软件的开发、运行、部署和管理的支撑软件被称为中间件。中间件是运行在两个层次之间的一种组件,是在操作系中间件。中间件是运行在两个层次之间的一种组件,是在操作系统和应用软件之间的软件层次。中间件可以屏蔽硬件和操作系统统和应用软件之间的软件层次。中间件可以屏蔽硬件和操作系统之间的兼容问题,并具有管理分布式系统中的节点间的通信、节之间的兼容问题,并具有管理分布式系统中的节点间的通信、节点资源和协调工作等功能
19、。通过中间件技术,我们可将不同平台点资源和协调工作等功能。通过中间件技术,我们可将不同平台的计算节点组成一个功能强大的分布式计算系统。而云环境下的的计算节点组成一个功能强大的分布式计算系统。而云环境下的中间件技术,其主要功能是对云服务资源进行管理,包含用户管中间件技术,其主要功能是对云服务资源进行管理,包含用户管理、任务管理、安全管理等,为云计算的部署、运行、开发和应理、任务管理、安全管理等,为云计算的部署、运行、开发和应用提供高效支撑。用提供高效支撑。(3 3)云存储技术)云存储技术 在云计算中,云存储技术通常和虚拟化技术相互结合起来,通在云计算中,云存储技术通常和虚拟化技术相互结合起来,通
20、过对数据资源的虚拟化,提高访问效率。目前数据存储技术过对数据资源的虚拟化,提高访问效率。目前数据存储技术HDFSHDFS(Hadoop Distributed File SystemHadoop Distributed File System,开源)和,开源)和GoogleGoogle公司的公司的GFSGFS(Google File SystemGoogle File System,非开源)具有高吞吐率、分布式和高速传,非开源)具有高吞吐率、分布式和高速传输等优点,因此,采用云存储技术,可满足云计算为大量用户提供输等优点,因此,采用云存储技术,可满足云计算为大量用户提供云服务的需求。云服务的需
21、求。8.1.5 8.1.5 云计算需要解决的问题云计算需要解决的问题1 1标准化问题标准化问题2 2数据安全和隐私问题数据安全和隐私问题3 3网络稳定性问题网络稳定性问题 关于云安全的问题,我们需要给予极大的重视。关于云安全的问题,我们需要给予极大的重视。1 1云计算的主要安全风险云计算的主要安全风险(1 1)来自云计算服务提供商的安全风险。)来自云计算服务提供商的安全风险。(2 2)来自网络的安全风险。)来自网络的安全风险。(3 3)来自虚拟化的安全风险。)来自虚拟化的安全风险。(4 4)边界安全模型失效带来的安全风险。)边界安全模型失效带来的安全风险。2 2目前关于云计算安全性的研究目前关
22、于云计算安全性的研究 安全性研究集中在云计算安全标准的建立、可信访问控制、安全性研究集中在云计算安全标准的建立、可信访问控制、数据隐私保护、虚拟安全技术等方面。数据隐私保护、虚拟安全技术等方面。3 3降低云计算安全风险的措施降低云计算安全风险的措施(1 1)选择相对可靠的云计算服务提供商。)选择相对可靠的云计算服务提供商。(2 2)经常备份数据。)经常备份数据。(3 3)增强安全防范意识,不将敏感或核心数据放在云端。)增强安全防范意识,不将敏感或核心数据放在云端。(4 4)增强访问控制,明确谁可以访问哪些数据。)增强访问控制,明确谁可以访问哪些数据。8.1.6 8.1.6 具有代表性的云计算厂
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