雲計算技術總結

大綱

概念，應用，技術棧，痛點，思想

概念

雲計算就是這樣一種模式，該模式允許用戶通過無所不在的、便捷的、按需獲得的網絡介入到一個可動態配置的共享計算資源池（包括網絡設備、服務器、存儲、應用及業務），並且以最小的管理代價或者業務提供者交互複雜度即可實現這些可配置計算資源的快速發放與發佈。

雲計算五大特徵：

1. 按需獲得的自助服務
2. 廣泛的網絡接入
3. 資源池化
4. 快捷的彈性伸縮
5. 可計量的服務

雲計算三種服務模式：

1. IaaS
2. PaaS
3. SaaS

雲計算四種部署模式：

1. 專用雲（私有云）
2. 公有云
3. 社區雲
4. 混合雲

要解決的痛點：

1. 平均資源利用及能耗效率低下
2. 新業務上線測試周期長，效率低下；資源儲備及彈性伸縮能力不足
3. 企業核心信息資產通過個人辦公PC/便攜外泄的安全風險，無法在個人智能終端方便地訪問企業防火牆後的工作流及文檔
4. 中小型企業希望通過寬帶網絡管道從電信運營商或其他主機託管運營商的託管應用數據中心“按需獲取”器所需的企業IT應用能力，從而實現日常運作中IT成本開銷最小化

雲計算給企業帶來的好處：

1. 探索盈利模式
2. 構建成本競爭力
3. 提升敏捷度
4. 創新組織架構
5. 獲得堅守行業大數據的主導權

雲計算髮展歷史裏程碑：
基礎設施資源融合–>數據層融合–>應用平臺層融合：敏捷化、智能化、低成本化。

1. 雲計算1.0，面向數據中心管理員的IT基礎設施資源虛擬化階段（計算虛擬化）
2. 雲計算2.0，面向基礎設施雲租戶和雲用戶的資源服務化與管理自動化階段（軟件定義與整合，加上自動化調度編排）
3. 雲計算3.0，面向企業IT應用開發者及管理維護者的企業應用架構的分佈式微服務化和企業數據架構的互聯網化重構及大數據智能化階段（雲原生與重構業務，由縱變橫解耦）

雲計算發展趨勢：

1. IT非關鍵應用 --> 電信網絡應用和企業關鍵應用
   

2. 計算虛擬化 --> 存儲虛擬化和網絡虛擬化
3. 資源池小規模 --> 大規模，應用企業內部 --> 多租戶的基礎設施服務
4. 數據規模小 --> 大，數據形態傳統結構化 --> 非結構化和半結構化
5. 本地固定計算 --> 雲端計算、移動智能終端及侵入式體驗瘦終端接入模式
6. 雲資源服務單一虛擬化 --> 異構兼容虛擬化、輕量級容器化以及裸金屬物理機服務器
7. 閉源封閉 --> 開源開放

雲計算整體架構劃分：

• 雲運營（Cloud BSS）
• 雲運維（Cloud OSS）
• 雲平臺系統（IaaS/PaaS/SaaS）【面向基礎設施整合的雲操作系統，面向數據整合的大數據引擎，面向應用中間件整合應用開放平臺】

雲計算相關角色：

• 雲租戶/服務消費者
• 雲應用開發者
• 雲服務運營者/提供者
• 雲設備提供者

應用

塊存儲、對象存儲及文件存儲服務，虛擬專用網絡服務（VPN），負載均衡服務，虛擬防火牆及安全組隔離服務，桌面雲服務，IDC託管雲，企業私有云，大數據分析雲服務，數據庫雲服務，媒體雲服務，電信NFV雲

技術棧

關鍵技術

• 超大規模資源調度算法
  • 計算資源調度
  • 存儲資源調度
  • 能耗管理最優化
• 異構硬件繼承管理能力
  • 異構硬件管理集成技術
  • 異構Hypervisor簡化管理集成技術
  • 異構存儲管理繼承的同一簡化技術
• 應用無關的可靠性保障技術
  • 數據中心內的可靠性保障技術
  • 跨數據中心的可靠性保障技術
• 單VM及多VM的彈性伸縮技術
• 計算近端I/O性能加速技術
• 網絡虛擬化技術
  • 業務應用驅動的邊緣虛擬網絡自動化
  • 更強大、更靈活的網絡安全智能策略
• 應用模塊以及工作流技術
• 容器調度與編排機制混合雲適配連接機制

架構競爭力衡量維度

節流和開源

• 低TCO
• 彈性伸縮
• 高性能
• 用戶體驗
• 高安全
• 高可靠

開源軟件

雲操作系統框架

OpenStack

開放，靈活，可擴展性，遵循無中心、無狀態的架構設計思想。
核心功能：資源接入與抽象，資源分配與調度，應用生命週期管理，系統管理維護，人機交互支持
模塊：Keystone(身份認證和授權)，Nova(計算)，Ironice(裸機管理)，Glance(鏡像)，Swift(對象存儲)，Cinder(塊存儲)，Neutron(網絡服務)，Heat(資源編配服務)，Ceilometer(監控與計量)，Horizon(圖形界面)，Sahara(數據處理)，Magnum(容器)

虛擬化

計算虛擬化，存儲虛擬化，網絡虛擬化

Xen

KVM

SAN

NAS

容器

Kubernetes

Mesos

Docker

大數據

Hadoop

Spark