第3章 云计算与云服务平台
云计算服务行业操作手册
云计算服务行业操作手册第1章云计算基础概念 (3)1.1 云计算的定义与分类 (3)1.1.1 软件即服务（Software as a Service，SaaS） (4)1.1.2 平台即服务（Platform as a Service，PaaS） (4)1.1.3 基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS） (4)1.2 云计算服务模型 (4)1.2.1 公共云 (4)1.2.2 私有云 (4)1.2.3 混合云 (4)1.3 云计算部署模式 (4)1.3.1 本地部署 (4)1.3.2 基于云的部署 (4)1.3.3 边缘计算 (5)第2章云计算服务平台选择 (5)2.1 平台选择标准 (5)2.2 国内外主流云计算平台简介 (5)2.2.1 国内主流云计算平台 (5)2.2.2 国外主流云计算平台 (6)2.3 平台对比与评估 (6)第3章账户与权限管理 (6)3.1 账户注册与登录 (6)3.1.1 账户注册 (6)3.1.2 账户登录 (7)3.2 用户权限分配 (7)3.2.1 权限分配原则 (7)3.2.2 权限分配流程 (7)3.3 角色与策略设置 (7)3.3.1 角色设置 (7)3.3.2 策略设置 (8)第4章云计算资源管理 (8)4.1 计算资源管理 (8)4.1.1 虚拟机管理 (8)4.1.2 弹性伸缩 (8)4.1.3 容器管理 (8)4.1.4 资源监控与优化 (8)4.2 存储资源管理 (8)4.2.1 存储类型与规划 (8)4.2.2 存储卷管理 (8)4.2.3 数据备份与恢复 (9)4.2.4 存储功能监控 (9)4.3 网络资源管理 (9)4.3.2 公网IP管理 (9)4.3.3 负载均衡管理 (9)4.3.4 网络监控与故障排查 (9)第5章云计算服务部署与运维 (9)5.1 应用部署流程 (9)5.1.1 部署准备 (9)5.1.2 部署步骤 (10)5.2 监控与告警 (10)5.2.1 监控指标 (10)5.2.2 监控工具与平台 (10)5.2.3 告警策略 (10)5.3 自动化运维 (10)5.3.1 自动化部署 (10)5.3.2 自动化运维工具 (10)5.3.3 自动化运维流程 (11)第6章数据库与大数据服务 (11)6.1 关系型数据库服务 (11)6.1.1 服务概述 (11)6.1.2 服务特点 (11)6.1.3 服务应用场景 (11)6.2 非关系型数据库服务 (11)6.2.1 服务概述 (11)6.2.2 服务特点 (12)6.2.3 服务应用场景 (12)6.3 大数据服务简介 (12)6.3.1 服务概述 (12)6.3.2 服务组件 (12)6.3.3 服务应用场景 (12)第7章云计算安全策略 (13)7.1 数据安全 (13)7.1.1 数据加密 (13)7.1.2 访问控制 (13)7.1.3 数据备份 (13)7.2 网络安全 (13)7.2.1 防火墙与入侵检测系统 (13)7.2.2 虚拟私有云（VPC） (13)7.2.3 安全审计 (13)7.3 容灾备份与恢复 (13)7.3.1 容灾备份策略 (13)7.3.2 数据中心冗余 (14)7.3.3 恢复演练 (14)7.3.4 业务连续性管理 (14)第8章云计算服务计费与优化 (14)8.1.1 按量付费 (14)8.1.2 预付费 (14)8.1.3 抢占式实例 (14)8.1.4 混合计费模式 (14)8.1.5 计费策略优化 (14)8.2 成本分析与优化 (15)8.2.1 成本分析 (15)8.2.2 成本优化 (15)8.3 资源弹性伸缩 (15)8.3.1 弹性伸缩策略 (15)8.3.2 弹性伸缩实践 (15)第9章云计算行业解决方案 (16)9.1 互联网行业解决方案 (16)9.1.1 业务快速发展支持 (16)9.1.2 数据分析与挖掘 (16)9.1.3 安全防护 (16)9.2 金融行业解决方案 (16)9.2.1 资源弹性扩展 (16)9.2.2 数据安全与合规 (16)9.2.3 金融科技创新 (16)9.3 政务行业解决方案 (16)9.3.1 电子政务建设 (16)9.3.2 信息共享与协同办公 (17)9.3.3 安全保障 (17)9.3.4 灾备与应急响应 (17)第10章云计算服务支持与培训 (17)10.1 技术支持与服务 (17)10.1.1 技术支持体系 (17)10.1.2 服务级别协议（SLA） (17)10.2 培训与认证 (18)10.2.1 培训体系 (18)10.2.2 认证体系 (18)10.3 云计算服务发展趋势与展望 (18)第1章云计算基础概念1.1 云计算的定义与分类云计算是一种通过网络提供计算资源、存储资源和应用程序等服务的技术模式。
第3章 云计算平台
阿里云服务平台-1
阿里云服务器（Elastic Compute Service，简称ECS）是一种简单高效、处理能力可弹性伸缩的云计 算服务，能够帮助用户快速构建更稳定、更安全的应用，提升运维效率，降低IT成本，使企业更 专注于核心业务创新。 批量计算服务（Batch Computing Service，简称BatchCompute）是一种适用于大规模并行批处理作 业的分布式云服务。BatchCompute支持并发规模的海量作业，由系统自动完成资源管理、作业调 度和数据加载，并按实际使用量计费。
Google云计算平台核心技术-7 6. Dapper监控系统 Google设计了Dapper监控系统。Dapper能对几乎所有的Google后 台服务器进行监控，并将海量的监控信息记录汇集在一起产生有 效的监控信息。
Dapper监控信息的汇总需要经过以下三个步骤： (1)将区间的数据写入到本地的日志文件。 (2)将所有机器上的本地日志文件汇集在一起。 (3)将汇集后的数据写入到BigTable存储库中。
Amazon云平台-1
Amazon的云计算服务主要包括：弹性计算云服务EC2、简单存储服务S3、 简单数据库服务SimpleDB、简单队列服务SQS、弹性MapReduce服务、内 容推送服务CloudFront、移动服务、安全服务和身份服务等。这些服务涉 及云计算的方方面面，用户可以根据自己的需要选用一个或多个，而且 所有这些服务都是按需获取计算资源，具有极强的可扩展性和灵活性。
专有网络（Virtual Private Cloud，简称VPC）支持用户基于阿里云构建出一个隔离的网络环境，并 对该虚拟网络进行配置，包括选择自有IP地址范围、划分网段、配置路由表及网关等。
弹性伸缩（Auto Scaling，简称AS）是一种根据用户的业务需求和策略，对弹性计算资源进行经济 地自动调整的管理服务。阿里云平台的AS机制能够在业务增长时自动增加ECS实例，并在业务下 降时自动减少ECS实例。
云计算与大数据技术教案全套 第1-8章 云计算和大数据基础- 综合实践搭
云计算与大数据技术教案全套第1-8章云计算和大数据基础- 综合实践搭云计算与大数据技术教案全套第1-8章云计算和大数据基础- 综合实践搭建第1章云计算概述云计算是一种通过互联网提供计算资源和服务的方式。
它将计算能力、存储空间和应用程序提供给用户，使其能够根据需求动态分配和管理这些资源。
可通过远程服务器进行实时数据同步和协作处理，以实现数据存储和共享等功能。
云计算在大数据领域扮演重要角色，其高效的计算能力和灵活的服务模式能够满足大规模数据处理的需求。
在教学实践中，我们可以通过搭建云计算平台来进行相关实验和案例的学习。
第2章大数据技术概述大数据是指数据量大、种类多、处理速度快的数据集合。
大数据技术是指对这些大规模数据进行收集、存储、处理、分析和应用的一系列技术手段和方法。
这些技术包括数据挖掘、机器学习、分布式存储和计算等。
在教学实践中，我们可以通过搭建大数据技术平台来进行实验和演示。
这样的平台可以提供数据采集、数据存储、数据处理和数据分析等功能，帮助学生深入理解和应用大数据技术。
第3章云计算平台搭建搭建云计算平台是实现云计算教学的基础。
教师可以选择适合的云计算平台，如OpenStack、VMware和Amazon EC2等。
首先，需要选择合适的硬件设备，如服务器、存储设备和网络设备。
其次，需要安装和配置云计算软件，搭建虚拟化环境和云管理平台。
最后，需要测试和优化平台性能，确保其稳定和可靠。
在教学实践中，教师可以通过搭建云计算平台，让学生观察和理解云计算的基本原理和工作方式。
学生可以通过登陆平台，进行云计算相关实验和案例的操作和实践。
第4章大数据技术平台搭建搭建大数据技术平台是实现大数据教学的关键。
教师可以选择适合的大数据技术平台，如Hadoop、Spark和Hive等。
首先，需要选择合适的硬件设备，如服务器和存储设备。
其次，需要安装和配置大数据软件，搭建分布式存储和计算环境。
最后，需要测试和优化平台性能，确保其高效和可靠。
云计算及应用教学大纲
云计算及应用教学大纲云计算及应用教学大纲课程编号：学风：3学时：48（其中课内实验学时：10）一、目的与任务通过本课程，学生能够对云计算的由来、概念、原理和实现技术有个基本的人数，了解支持云计算的主要产品和工具以及掌握其技术原理和应用方法，了解云计算的主要研究热点与应用领域，认清云计算的发展趋势和前景；另外，通过基于apachehadoop等开源工具的相关实验，让学生亲身体验分布式文件系统、分布式计算和分布式数据库的应用及实现，从而加深所学的理论知识的理解，为今后处理实际的问题打下基础。
二、教学内容及学时分配第一章绪论（学时：4）概述：课程了解及云计算技术详述，包含云计算的由来、概念、发展现状、服务类型典型的技术方案以及云计算的特点与优势，目的就是协助学生对云计算构成一个初步人数。
重点：云计算的概念、服务类型、同时实现机制以及云计算的特点与优势难点：云计算的同时实现机制具体内容：课程了解云计算的概念云计算的发展现状云计算的实现机制（典型的技术方案）网格计算与云计算云计算的特点与优势第二章google云计算原理及应用领域（学时：10）简介：介绍google云计算的背景、技术体系及应用场景：详细讲解四种核心技术，包括分布式文件系统gfs、分布式计算编程模型mapreduce、分布式锁服务chubby和分布式结构化存储系统bigtable:介绍google的应用程序开发平台googleappengine及google云计算应用场景分析。
重点：google云计算的技术体系、分布式文件系统gfs、分布式计算编程模型mapreduce、分布式门锁服务chubby和分布式结构化数据存储系统bigtable以及googleappengine难点：分布文件系统gfs、分布式计算编程模型mapreduce、分布式锁服务chubby和分布式结构化数据存储系统bigtable具体内容：google云计算的的背景google云计算的技术体系google云计算的应用领域场景分布式文件系统gfs分布式计算编程模型mapreduce分布式锁服务chubby分布式结构化数据表bigtablegoogleappengine简介googleappengine服务编程实例：helloworldgoogle云计算应用领域场景分析第三章开源云计算系统（学时：8）概述：直观了解开源云计算系统，包含hadoop、eucylyptus、enomalyecp、nimbus、sectorandsphere、abiquo和mongodb;详尽传授hadoop开源项目的hdfs、mapreduce和hbase,并通过上级实验对有关技术展开采用和检验。
云计算技术应用基础 第3章 云服务与应用
第3章 云服务与应用
5
3.1.2 IaaS服务
用户通过Internet可以从IaaS提供商获得云主机、云存储、内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）等服务。通过IaaS服务，用户能够部署和运行任意软件，包括操作 系统和应用程序。用户不需要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、储 存空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（如防火墙、负载均衡器等）的控制。 IaaS架构示意图，如图3.1所示。
1．AWS的优势 2．基于AWS的解决方案
第3章 云服务与应用
12
3.3.3微软Microsoft Azure
Microsoft Azure是微软基于云计算的操作系统，原名Windows Azure， 和Azure Services Platform一样，是微软软件和服务技术的名称。 Microsoft Azure的主要目标是为开发者提供一个平台，帮助开发可运行 在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。云计算的开发者能使 用微软全球数据中心的储存、计算能力和网络基础服务。
1．微软Microsoft Azure主要功能 2．Microsoft Azure的开发步骤 3．Microsoft Azure特点 4．Microsoft Azure优势
第3章 云可扩展的云计算服务。面向各行 业企业用户，提供完善的云计算、智能大数据、人工智能服务。
1．IaaS运营管理技术 2．IaaS厂商和产品 3．IaaS产品类型
第3章 云服务与应用
6
3.1.3 PaaS服务
PaaS是一种在云计算基础设施上把服务器平台、开发环境（开发工具、中间件、数据库软 件等）和运行环境等以服务形式提供给用户（个人开发者或软件企业）的服务模式。PaaS服 务提供商通过基础架构平台或开发引擎为用户提供软件开发、部署和运行环境。
云计算第三章
3.1 亚马逊云计算AWS
消息
消息
1．消息的格式
（1）消息ID（Message ID） （2）接收句柄（Receipt Handle） （3）消息体（Body） （4）消息体MD5摘要（MD5 of Body）
2．消息取样
队列中的消息冗余存储，目 的是为了保证系统的高可用性 基于加权随机分布（Based on a Weighted Random Distribution）的消息取样
一：Amazon平台基础存储架构：Dynamo Amazon平台的架构是完 全的分布式、去中心化 需求——Amazon平台中 有很多服务对存储的需求 只是读取、写入，（满足 简单的键/值式存储） 例如：常用的购物车、信 息会话管理和推荐商品列 表等。
面向服务的Amazon平台架构
3.1 亚马逊云计算AWS
弹性MapReduce的运行过程非常简单，用户根本不需要考虑计算中涉及的服务器部 署、维护及软件环境的配置
S3安全措施
2.访问控制列表
S3提供的可供用户自行定义的访问控制策略列表 S3中有三大类型的授权用户
1）所有者 2）个人授权用户 3）组授权用户
权 限 READ WRITE 允许操作目标 桶 对象 桶 桶 对象 桶 对象 桶
对象
具体权限内容 列出已有桶 读取数据及元数据 创建、覆写、删除桶中对象 读取桶的ACL 读取对象中的ACL 覆写桶的ACP 覆写对象的ACP 允许进行以上所有操作，是S3提供的最高权限
3.1 亚马逊云计算AWS
出现这些现象是因为S3为 了保证用户数据的一致性 而采取的一种折中手段， 即在数据被充分传播到所 有的存放节点之前返回给 用户的仍是原数据
3.1 亚马逊云计算AWS
新一代信息技术导论 第3章 走进云计算时代
新一代信息技术导论
第三章 走进云计算时代
第三章 走进云计算时代
3.1 云计算的基本概念（1课时）
3.1.1 云计算的定义 3.1.2 云计算的基本特征 3.1.3 云计算的服务模式 3.1.4 云计算的部署模型
3.2 云计算的核心技术（1课时）
3.2.1 IaaS 的核心技术 3.2.2 PaaS的核心技术 3.2.3 SaaS的核心技术
3.1 云计算的基本概念 3.1.3 云计算的服务模式
第三章 走进云计算时代
PaaS
提运 供行 软环 件境 开服 发务 与
3.1 云计算的基本概念 3.1.3 云计算的服务模式
第三章 走进云计算时代
提 供 软 件 使 用 服 务
3.1 云计算的基本概念 3.1.4 云计算的部署模型
第三章 走进云计算时代
第三章 走进云计算时代
3.3 云计算的应用场景 3.3.3 SaaS平台的典型应用
第三章 走进云计算时代
GoogleDocs是谷歌公司的完全基于浏览器的SaaS云平台，它提供在线文 档服务，允许用户在线创建文档，并提供了多种布局模板。用户不必在 本地安装任何程序，只需要通过浏览器登录服务器，就可以随时随地获 得自己的工作环境。在用户体验上，该服务做到了尽量符合用户使用习 惯，不论是页面布局、按钮菜单设置还是操作方法，都与用户所习惯的 本地文档处理软件（如MicrosoftOffice和OpenOffice等）相似。
平台即服务（Platform as a Service，简称PaaS）
软件即服务 （Software as a Service，简称SaaS）
3.1 云计算的基本概念 3.1.3 云计算的服务模式
云计算原理与实践课后答案王伟
云计算原理与实践课后答案王伟第1章概述课内复习1. 云计算的定义是什么？云计算是一种计算模式，在这种模式下，动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供岀来。
P5 2. 云计算的公共特征有哪几个？弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P143. 云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类？部署方式分类：公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15服务类型分类：基础设施即服务（laaS）平台即服务（PaaS）软件即服务（SaaS4. 如何从三元认识论的角度理解云计算？云计算即是一种商业模式，也是一种计算范式，还是一种实现方式。
P215. 云计算作为一种计算范式可以分成哪两种结构？横向云体逻辑结构：云运行时环境+云应用纵向云体逻辑结构：P23图6. 开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么？P25下方课外思考1. 计算系统是如何演变成今天的云计算的？P62. 如何理解“开源是种方法论”？P29下方3. 开源技术是如何促进云计算发展的？降低准入门槛大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT投资，从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。
在这种情况下，开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。
许多组织机构已经采用OpenN ebula来打造私有云计算，当中一些只是连接数十台主机的小型云服务，一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。
对于大多数这种组织机构来说，为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的，他们要么就选择开源云技术，要么就什么都不用。
促进云服务的定制许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制，这也就是说这些机构组织可以根据用户需求打造具有差异化的云服务。
两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC,另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud。
托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户提供新的云服务模式。
《云计算(第二版)》—第三章 Amazon云计算AWS
具体内容、不识别任何数据结构，这使得它几乎可以 处理所有的数据类型
Amazon平台基础存 储架构：Dynamo
Dynamo架构的主要技术
问题
采取的相关技术
数据均衡分布
数据冲突处理 临时故障处理 永久故障后的恢复 成员资格以及错误检测
改进的一致性哈希算法，数据备份
提 纲 Amazon平台基础存储架构：Dynamo
弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单队列服务SQS
简单数据库服务Simple DB
关系数据库服务RDS 内容推送服务CloudFront 其他Amazon云计算服务 AWS应用实例
小结
基本概念
S3系统构架在Dynamo之上，采取的并不是传统的关系数据库 存储方式，原因：
向量时钟（vector clock） Hinted handoff（数据回传机制），参数（W,R,N） 可调的弱quorum机制 Merkle哈希树 基于gossip的成员资格协议和错误检测
数据均衡分布的问题
一致性哈希算法
平衡性 单调性 分散性 负载 两步进行：
求出设备节点的哈希值，并 配置到环上的一个点；接着 计算数据的哈希值，按顺时 针方向将其映射到环上距其 最近的节点； 添加新节点时， 按照上述规则，调整相关数 据到新的节点上。删除节点 和添加节点过程相反
电子工业出版社《云计算(第二版)》配套课件
第3章 Amazon云计算AWS
解放军理工大学 刘鹏 教授主编 华东交通大学 刘鹏 制作
《云计算（第二版）》购买网址： 当当网 京东商城
姊妹力作《实战Hadoop》购买网址： 当当网 京东商城
提 纲 Amazon平台基础存储架构：Dynamo
IT行业云计算服务架构部署与实施指南
IT行业云计算服务架构部署与实施指南第一章云计算服务概述 (2)1.1 云计算服务定义 (2)1.2 云计算服务类型 (2)1.2.1 基础设施即服务（IaaS） (2)1.2.2 平台即服务（PaaS） (3)1.2.3 软件即服务（SaaS） (3)1.3 云计算服务优势 (3)1.3.1 成本效益 (3)1.3.2 灵活性与扩展性 (3)1.3.3 安全性 (3)1.3.4 易用性与便捷性 (3)1.3.5 环保节能 (3)第二章云计算服务架构设计 (4)2.1 服务架构设计原则 (4)2.2 服务架构关键组件 (4)2.3 服务架构设计方法 (4)第三章云计算服务部署策略 (5)3.1 部署模式选择 (5)3.2 部署流程与步骤 (5)3.3 部署风险与应对措施 (6)第四章虚拟化技术与应用 (6)4.1 虚拟化技术概述 (6)4.2 虚拟化技术应用场景 (7)4.2.1 服务器虚拟化 (7)4.2.2 存储虚拟化 (7)4.2.3 网络虚拟化 (7)4.3 虚拟化技术选型与优化 (7)4.3.1 虚拟化技术选型 (7)4.3.2 虚拟化技术优化 (8)第五章云计算服务安全策略 (8)5.1 安全风险分析 (8)5.2 安全策略制定 (9)5.3 安全措施实施 (9)第六章云计算服务功能优化 (9)6.1 功能评估与监控 (9)6.1.1 功能评估指标 (10)6.1.2 功能监控方法 (10)6.2 功能优化策略 (10)6.2.1 硬件优化 (10)6.2.2 软件优化 (10)6.2.3 架构优化 (10)6.3 功能优化实践 (11)6.3.1 系统功能测试 (11)6.3.2 功能调优 (11)6.3.3 持续优化 (11)第七章云计算服务运维管理 (11)7.1 运维管理原则 (11)7.2 运维管理流程 (12)7.3 运维管理工具与应用 (12)第八章云计算服务成本控制 (13)8.1 成本构成分析 (13)8.2 成本控制策略 (13)8.3 成本控制实践 (14)第九章云计算服务项目实施 (14)9.1 项目筹备与规划 (14)9.1.1 项目筹备 (14)9.1.2 项目规划 (15)9.2 项目实施流程 (15)9.2.1 项目启动 (15)9.2.2 项目实施 (15)9.2.3 项目监控 (16)9.3 项目验收与评估 (16)9.3.1 项目验收 (16)9.3.2 项目评估 (16)第十章云计算服务发展趋势与展望 (16)10.1 发展趋势分析 (16)10.2 技术创新展望 (17)10.3 行业应用前景预测 (17)第一章云计算服务概述1.1 云计算服务定义云计算服务是指基于互联网的计算模式，通过将计算、存储、网络等资源集中在云端数据中心，以服务的形式提供计算能力和数据存储，用户无需购买和维护物理硬件及软件，即可通过网络按需获取相应的服务。
《云计算技术》课程教学大纲
《云计算技术》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生对云计算技术的兴起、由来、概念及分类、云计算的原理及关键技术建立基本的概念，并通过实践了解云服务，云服务接口，并行计算与云计算的相互关系等相关内容；通过对云计算开源平台Hadoop的介绍，让学生对云计算平台的一种技术实现方式有所了解；结合云计算平台中各项应用及核心技术的介绍，拓展学生对云计算的认识。
三、教学学时分配理论学时包括讨论、习题课等学时。
《云计算技术》课程实验内容设置与教学要求一览表四、教学内容和教学要求第一章绪论（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解云计算的概念、发展现状、发展环境、发展优势和应用前景；理解云计算的实现机制。
（二）教学重点与难点教学重点：云计算的概念和发展现状。
教学难点：云计算实现机制。
第一节云计算的概念1．了解云计算的概念；2．掌握云计算的特点和三种类型。
第二节云计算发展现状1．了解云计算的发展历程和现状。
第三节云计算实现机制1．了解云计算技术体系结构；2．理解云计算的实现机制。
第四节网格计算与云计算1.了解网格计算的概念；2．理解网格计算和云计算的关系和区别。
本章习题要点：简述云计算的概念、发展现状、发展环境、实现机制、发展优势和应用前景。
第二章 Google云计算原理与应用（4学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解Google云计算的应用，掌握Google云计算基本工作原理，理解和掌握数据表Bigtable的数据模型、系统架构。
（二）教学重点与难点教学重点：Google文件系统GFS，分布式数据处理MapReduce教学难点：分布式结构化数据表Bigtable。
第一节 Google文件系统GFS1.了解Google文件系统GFS的架构、容错机制和系统管理技术。
第二节并行数据处理MapReduce1．了解并行数据处理MapReduce的产生背景；2．理解和掌握MapReduce的编程模型和实现机制。
《云平台功能介绍》课件
通过容器技术，实现应用快速部署和管理。
微服务架构支持
支持微服务架构，实现应用的模块化和可扩 展性。
API管理与服务治理
提供API管理和服务治理功能，提升应用开 发和运维效率。
云平台的安全性
访问控制与权限管理
提供细粒度的访问控制和权限管理功 能，确保资源的安全使用。
数据传输与存储加密
采用SSL/TLS等技术实现数据传输加 密和存储加密，保证数据传输和存储 过程中的安全性。
详细描述
通过云平台，企业可以实现IT资源的动态管理和按需分配，降低IT成本和复杂性 。同时，云平台的高可用性和可扩展性能够确保企业业务的连续性和发展。
物联网应用
总结词
云平台在物联网应用中，作为数据处 理和分析的中心，支持海量设备的接 入和管理，提供实时数据分析和智能 决策。
详细描述
云平台能够处理来自物联网设备的海 量数据，进行数据挖掘和分析，提供 智能化的监控、预测和优化建议，促 进物联网应用的创新和发展。
降低硬件成本
使用云平台可以减少硬件投入和 维护成本，降低总体拥有成本（
TCO）。
节能减排
云平台采用高效的虚拟化技术和 能源管理方案，有助于降低能源
消耗和减少碳排放。
提高资源利用率
通过资源池化和智能调度技术， 云平台能够提高资源利用率，避
免浪费。
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云平台的典型应用场景
企业级应用
总结词
云平台在企业级应用中，能够提供高效、灵活、可靠的计算和存储服务，支持 企业业务的快速扩展和创新。
按需付费
用户可以根据实际需求灵活地选择所 需的资源，如计算能力、存储空间等 ，并按照使用量付费。
高可用性
数据备份与恢复
教科版(2024)云计算技术概论教案
教科版(2024)云计算技术概论教案课程目标本课程旨在介绍云计算技术的基本概念、原理和应用，培养学生对云计算的理解和应用能力。
通过本课程的学习，学生将能够：1. 理解云计算的概念和发展历程；2. 掌握云计算的基本原理和关键技术；3. 熟悉云计算的应用场景和实际案例；4. 学会使用云计算平台进行开发和部署。
教学内容第一章：云计算概述1. 云计算的定义和基本概念2. 云计算的发展历程和趋势3. 云计算的优势和挑战第二章：云计算基础技术1. 虚拟化技术及其在云计算中的应用2. 分布式计算和存储技术3. 网络技术在云计算中的作用第三章：云计算平台与服务模型1. 云计算平台的分类和特点2. 云计算服务模型：IaaS、PaaS和SaaS3. 常见的云计算平台及其特点第四章：云计算应用场景1. 云计算在企业信息化中的应用2. 云计算在教育、医疗、金融等领域的应用3. 云计算在物联网、大数据等新兴领域的应用第五章：云计算开发与部署1. 云计算开发环境的搭建2. 云计算平台上的应用开发和部署流程3. 云计算安全和隐私保护教学方法本课程将采用以下教学方法：1. 理论讲授：通过讲解云计算的基本概念、原理和技术，帮助学生建立起对云计算的整体认识；2. 实例分析：通过实际案例分析，让学生了解云计算在不同领域的应用和效果；3. 实践操作：通过实际操作云计算平台，让学生掌握云计算开发和部署的基本技能；4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享对云计算的理解和应用想法。
教学评价与考核方式1. 平时表现：包括课堂参与、作业完成情况等；2. 期中考试：考察学生对云计算概念和基础知识的掌握程度；3. 课程设计：要求学生完成一个云计算应用开发和部署的实践项目；4. 期末考试：综合考察学生对云计算理论和实践的综合能力。
参考教材1. 《云计算概论》2. 《云计算与大数据技术原理与实践》3. 《云计算：概念、技术与架构》以上为《教科版(2024)云计算技术概论教案》的内容概述，详细教案将根据教学进度和学生实际情况进行设计和调整。
第3章 计算机网络热点问题
3.1.5 我国物联网技术的现状
我国发展物联网技术起步较早，目前在标准和技术等方面也具有一 定优势。《国家中长期科学与技术发展规划（2006—2020年）》和“新 一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将“传感网”列入重点研究领 域。中科院先后投入了数亿资金用于标准制定、技术开发等工作。目前， 我们物联网标准体系已经形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项 标准提案也已经被采纳。这说明我国在传感领域走在世界前列，正在与 德国、美国、英国等一起成为“物联网”国际标准制度的主导国。
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：
（1）要有相应信息的接收器； （2）要有数据传输通路； （3）要有一定的存储功能； （4）要有CPU； （5）要有操作系统； （6）要有专门的应用程序； （7）要有数据发送器； （8）遵循物联网的通信协议； （9）在世界网络中有可被识别的唯一编号。
Provisioning Manager v.5.1
WebSphere Application Server
资源管理栈
虚拟机
Apache
虚拟机
虚拟机
虚拟机
Tivoli 监控工具 Linux with Xen
云计算基础设施，可提 供托管或现场解决方案。
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3.2.6 云计算体系特点
通过Internet接入
3.1.2 物联网的原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等 技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网 络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质 是利用射频自动识别（RFID）、传感器等技术，通过计算机互联网实现 物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。
云计算架构
Outline
3.1 云计算的本质 3.2 云计算的架构 3.3 云栈和云体 3.4 软件定义的数据中心 3.5 实践：OpenStack
Domain expertise
Data Science
Statistics
Mathematics
Machine Learning Data engineering
2．四层云栈架构
四层云栈模式是三层云栈 模式的一个简单变种。这种 模式将三层模式里的基础设 施层进行了分解，将里面的 硬件部分和虚拟化部分分离 成为两层：一层为硬件层， 一层为虚拟资源层，如图 3.24所示。
图3.24 四层云栈模型
第一层：固件/硬件层 第二层：软件内核层 第三层：云基本资源层 第四层：云软件环境层 第五层：云应用程序层
3.1.2 云计算系统工程
好的组织需要优秀的管理者，而云计算将大量计算资源组 织在一起，共同工作，那么云计算需要给出一种针对大规 模系统的科学管理办法。这种方法能够解决资源组织管理 过程中的各种问题。例如：在增加节点、扩大系统规模的 同时，还能保证系统性能的近线性提高。在系统可能出问 题的情况下，保证系统整体的稳定运行。在面临不同的业 务需求时，快速重新组织资源，以新的架构适应变化。这 些都要求云计算创新性地将各种技术组织起来，“调和” 实现各种功能，即所谓的“系统工程”。
在云栈里，每一层都提供一种抽象。最下面的是物理硬件层，之后每 往上一层，其离物理现实的距离就更远一些，易用性就会增加一分。 每一层用来实现抽象的手段都是某种或某几种服务，也称为功能。如 果两个服务处于等价的抽象层，则属于云栈里的同一层。
图3.19 云计算的纵向云栈架构（左）和传统计算机系统结构（右）
云计算及云平台介绍
Broad Networking
Access
Resource Pooling
资源池化
云服务类型有哪些？
• IaaS (Infrastructure-as-a-Service)基础设施即服务 • PaaS (Platform-as-a-Service)平台即服务 • SaaS (Software-as-a-Service)软件即服务。
云计算有哪些优势？
3. 提升资源利用率
➢更加高效的解决常规业务 ➢更好的应对突发任务或事件 ➢更加平衡的资源分配和负载
4. 减少初期投资
➢更少的IT基础设施投入 ➢更少的软件投入 ➢更少的人力投入 ➢更短的培训周期 ➢更灵活的转型支持
云计算有哪些优势？
5. 降低管理开销
➢服务化管理 ➢无需自己建立维护管理团队 ➢随需应变的解决方案 ➢知识、经验更加丰富的管理队伍 ➢通过业务模块的可配置提高系统的灵活性
云计算的发展历程
理论
完善
• 2007年—
阶段发展
2008年。 云服务的三 种形式全部
准备 阶段稳步
成长
出现，IT企
业、电信运 • 2009年—
营商、互联 2014年。
网企业等纷 云服务功能
纷推出云服 日趋完善，
务，云服务 形成。
种类日趋多 样；传• 统20企14年— 业开始通至过今。通过
阶高段速
自身能力深扩度竞争， 展、收购逐等渐形成主 模式、纷流纷平台产品
三种部署模式比较
公有云
私有云
可扩展性
混合云
成本
安全性
可靠性
效能
云计算有哪些优势？
1. 优化产业布局
➢成本关键由硬件成本转为电力成本、散热成本 ➢分散的、高能耗模式转变为集中的、资源友好的模式 ➢自给自足资源作坊转变为规模效应的工业化资源工厂
数据科学与大数据技术导论-第3章-大数据与云计算
3.2.4 云平台技术
谷歌云平台
谷歌云平台主要由网络系统、硬件系统、软件 系统和应用服务组成。
网络系统：包括了内部网络与外部网络。 硬件系统：包括服务器、整合服务器的服务器 机架和连接服务器机架的数据中心。 软件系统：包括每个服务器的单机操作系统和 底层软件系统，底层软件系统有文件系统等。 应用服务：主要包括内部使用的软件开发工具、 PAAS平台服务和SAAS服务。
· 扩展安全性能 · 控制成本 · 引入新技术
3.1.4 云计算的分类
差异点
合同形式 标准化程度 建设模式 盈利模式
周期 云服务商成本
运营模式 用户关注点 客户群体
公有云
租用制（产品化程度不明显） 高，自服务，定制化少
投入成本设计建设机房，提供客户租用 后续收取租用费用（单个订单收费较低）
5-10年后规模效应盈利 高昂（需建设机房） 规模化服务、长期运营回收成本 价格敏感，使用便捷 中小型传统企业、互联网企业及个人
03
单用户单处理机模式
多个用户可通过分 时技术共享单处理机的 资源，这种计算方式也 被称为集中式计算。
03
分布式计算模式
3.1.1 云计算的概念
云计算的定义
狭义的云计算：服务提供商通过分布式 计算和虚拟化技术建立数据中心或超级计算 机，为用户提供数据存储、科学计算等服务。
广义的云计算：服务提供商通过建立网 络服务器集群，向不同类型的客户提供在线 软件使用、数据存储、硬件借租等服务。
3.1.1 云计算的概念
云计算的优势
云计算大大消 减了企业信息化的 成本投入，按需付 费降低了信息化投 资，使企业重心转 向业务，提高工作 效率和企业的利润。
对企业
对个人
云计算导论 第3章 云计算机制
•远程管理系统
•服务模板管理
•资源池化系统
•云CMDB及流程管理
•SLA管理系统
•服务目录管理
•计费管理系统
•租户及用户管理
•资源备份
•容量规划及管理
•云监控
......
•自动化运维
1、远程管理系统
远程管理系统（remote administration system）机制向外部的云 资源管理者提供工具和用户界面来配置并管理基于云的IT资源。
9、云CMቤተ መጻሕፍቲ ባይዱB及流程管理
CMDB存储与管理企业IT架构中设备的各种配置信息，它与所 有服务支持和服务交付流程都紧密相联，支持这些流程的运转、发 挥配置信息的价值，同时依赖于相关流程保证数据的准确性。
➢ 在云环境下的特点： • 资源开通都是用户自助方式开通 • 对于资源配置的修改会对CI项产生影响
10、服务目录管理
硬件资源池 Infrastructure Resource Pool
Oracle的PaaS框架
➢ iPaaS：基于SOA、ESB、BPM等架构，是云 内/云与企业间的集成平台；
➢ aPaaS共享：基于Java等应用技术架构， 是应用的部署与运行环境平台；
➢ dPaaS可灵活伸缩：是数据存储与共享平 台，提供多租户环境下高效与安全的数据 访问；
➢ 云计算使用付费监控器（pay-per-use monitor）机制测量基于云 的IT资源使用，生成的使用日志可以用于计算费用，主要包括： •请求/响应消息数量 •传送的数据量 •带宽消耗量
7、自动化运维
资源创建后，面临更多时间是如何进行运维和保障，而在弹性 自服务方式开通时，我们面对的资源是成几何倍数增长的，这种情 况下，云平台的自动化运维就显得格外重要，从以下几个方面可以 考虑运维的自动化：
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第三章 云计算与云服务平台
3．自动的应用运行管理 4．平台级优化 5．扩展系统 6．非关系型数据存取 7．大规模消息通信 8．海量数据分析 9．事务处理系统 3.5.4 云平台的商业价值
F&A of the Internet of Things 18
云计算与云服务平台
云计算与云服务平台
3.1 云计算概述 3.2 云计算体系架构 3.3 云存储与云移动 3.4 云物联 3.5 云服务平台
第 三
章
复习思考题
F&A of the Internet of Things 1
第三章 云计算与云服务平台
教学要求
知识要点 能力要求 相关知识 (1)理解云计算基本概念、特点和 云计算的概 创新性 念 (1)云计算相关概念 • (2)了解云计算的特点、工作流程 • 云计算的功 • (2)功能数据 • (3)掌握云存储的和云移动的服务 能 功能 云计算体系 • 架构 • • (1)熟悉三层SPI架构 (2)了解四种部署方式 (3)掌握五大关键功能 (4)掌握六大基本特性
第三章 云计算与云服务平台
3.5.4 云平台的商业价值 1．云平台运营商 2．云平台应用提供商 3．云平台终端消费者
F&A of the Internet of Things
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本章小结
本章主要介绍了云计算体系架构，总结提出了云计算的“3.4.5.6” 要素，对云计算的定义和阐述，并以体系架构和硬件的介绍为主， 还叙述了与云计算系统密切相关的技术及将来的互联云，云计算 体系架构重要组成部分的云安全和云存储技术，以及移动云计算 等内容，包括这些概念代表的双重属性：即把云计算作为手段提 供服务和为云计算系统体系架构贡献技术手段。 本章阐述了平台即服务产生的驱动力，即其设计的基本需求，以 及所支持的基本应用类型，帮助读者对PaaS的功能特征有清晰 的了解。平台即服务将云计算平台层的功能以服务的形式提供给 用户，用于应用的开发、发布和运行管理，是一类重要的云计算 功能集合。同时还介绍了实现PaaS系统的几项重要组成部分， 它们是针对PaaS的功能和使用方式而专门设计的，根据其所处 系统架构的位置，划分为核心系统和扩展系统，帮助读者对平台 F&A of the 20 即服务获得更深刻的理解。 Internet of Things
14
第三章 云计算与云服务平台
3.4.2 云物联的构成
1．终端设备提供商 2．物联网应用开发商 3．服务运营商 4．行业用户
3.4.3 云物联的应用模式
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第三章 云计算与云服务平台
1．云物联开发/测试平台
2．云物联运营平台 3．云物联在线平台 3.4.4 云物联应用实例（IBM物联网云方案）
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第三章 云计算与云服务平台
2．泛在的网络访问方式（Broad Network Access）
3．动态的资源池（Resource Pooling） 4．快速可伸缩性（Rapid Elasticity） 5．可计量的服务（Measured Service） 3.2.4 6大基本特性（或延伸为8大基本特征） 1．大规模的可伸缩性（Massive Scale）
F&A of the Internet of Things
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第三章 云计算与云服务平台
3．5 云服务平台 3.5.1 云服务平台概述 3.5.2 云平台的主流类型和功能 1．类型 2．功能 3.5.3 平台核心系统 1．简化的应用开发和部署模型 2．自动的资源获取和应用
运营与 管理人员 服务管理 自助服务门户/管理员门户 物联网应用服务生命周期管理 镜像生命 周期管理 感知设备 架构管理 感知设备 事件管理 …… 数据备份 恢复机制 应用许可管理 物联网 应用平台
终端用户
分布式架构的数据平台管理
物联网应用 开发运营平 台
面向服务的应用架构 服务目录
面向整合的信息架构
第三章 云计算与云服务平台
3.3.2 云移动计算
F&A of the Internet of Things
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第三章 云计算与云服务平台
3．4 云物联
3.4.1 云物联网的概念与架构
1．云物联的意义
F&A of the Internet of Things
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第三章 云计算与云服务平台
2. 云物联的体系结构与主要功能
2．PaaS平台即服务
3．IaaS基础设施
F&A of the Internet of Things
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第三章 云计算与云服务平台
3.2.2 4种部署方式 1．私有云（Private Cloud） 2．社区云（Community Cloud） 3．公有云（Public Cloud） 4．混合云（Hybrid Cloud） 3.2.3 5大关键功能 1．按需自助服务（On Demand Self-Service）
… 电
邮 M2 M 中间件 浏览器
Sa aS
CR M PaaS ER P 金 融
…
多租户 SOA IaaS 单机虚拟化 Grid 多 机 虚 拟 化 计 有线和无线网 算 络 F&A of the Internet of Things
存 储 3
第三章 云计算与云服务平台
3．运行模式
4．操作系统
5．产业链条
物联网应用中间件 （RFID/传感设备接入、事件引擎、数据存储、物联网应用）
物联网应用 事件平台
用户界面
硬件虚拟化框架 虚拟资源的管理及聚合 服务器虚拟 存储虚拟化 网络虚拟化 化 IT物理硬件资源 服务器 存储设备 网络设备
感知设备 传感网络 Ethernet/WIFI 射频网络/工业总线 物联网应用 智能终端 数据平台 传感器RFID控制器 F&A of the Internet of Things
F&A of the Internet of Things 4
第三章 云计算与云服务平台
7．云安全
8．云物联
Fro 物 联 网 TaaS:Thing as a m: Service 物联数据 Net 格 wor 式标 云计算高级阶 准 化 ks 高 段 of （虚拟数据中 Thi 云计算初级和中级 心） ngs 阶段 To: （计算中心和数据 Inte 中心） rnet 物 联 数 据 格 式 标 准 Xa of 化低 aS Iaa Paa Saa Da Ma Taa Thi Ha S S S aS aS S ngs aS
6．服务模式
IaaS中间件 PaaS中间件 （HPC/Grid云系统 （应用服务 中间件、集（ 效 用 计 算 、器、 群、作业调SaaS 、 BI 、 多 层 次 多 租 度、并行文BSS、 户、 件系统） WS、SOA、 SaaS 模 式 支 云中间件 撑、 PAI） Hypervisor 等 ） laaS和PaaS都脱胎于 SaaS
2．讨论与思考
（1）简述云计算的定义。 （2）云计算操作系统通常包含几个模块？ （3）简述云计算体系架构“3.4.5.6”要素。 （4）云计算/云服务的基本特性有哪些？ （5）何谓移动云计算。 （6）云平台核心系统都有哪些？
F&A of the Internet of Things 21
习 题
1．关键术语和概念
云计算 网格计算 效用计算 自主计算 云计算操作系统（云OS） MAI MaaS软件级服务(SaaS) 平台级服务(PaaS) 数据库级服 务(DaaS) 基础设施级服务(IaaS) 云安全 云营销 云物联 云教 育 SPI架构 私有云 社区云 公有云 混合云 互联云 Fabric计算 云存储 移动云计算（MCC） 云计算平台 共享中间件平台
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第三章 云计算与云服务平台
9．云营销
10．云教育
11．隐私问题
12．云计算发展的主线
（1）网格计算
（2）中间件
F&A of the Internet of Things
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第三章 云计算与云服务平台
3．2 云计算体系架构
3.2.1 三层SPI架构 1．SaaS应用软件
F&A of the Internet of Things9源自第三章 云计算与云服务平台
2．可修复能力（Resilience）
3．同质性（Homogeneity）
4．广泛的地理分布（Extensive The geography）
5．虚拟化（Virtualization）
6．面向服务特性（Service Oriented）
7．低费用（Low Cost）
8．先进的安全措施（Safe measure）
F&A of the Internet of Things 10
第三章 云计算与云服务平台
3.2.5 互联云
3．3 云存储与云移动
3.3.1 云存储技术
云计算系统架构模 云存储系统架构模 型 企事业单位 视频监控、 型 企事业单位 个人空间 或SMB实现 视频监控、 个人空间 或SMB实现 IPTV等系统 IPTV等系 服务、运 访问层 服务、运 数据备份、 数据备份、 的集中存储， 统的集中 营商空间 数据归档、 网站大容量 数据归档、 营商空间 集中存储、 存储，网 集中存储、 在线存储等 租赁等 …… 远程共享 远程共享 站大容量 …… 租赁等 在线存储 网络（广域网或互联网）接入、用户认 网络（广域网或互联网）接入、用户 …… 应用 等 …… 证、权限管理 认证、权限管理 公用API接口、应用软件、web service 公用API接口、应用软件、web service 接 …… 口层 等 等 集群系统 内容分发 数据加密 P2P 分布式文件 集群系统、分布式文件系统、网格计 基础 数据备份 系统 重复数据删 管理 网格计算 除数据压缩 数据容灾 层 算等 存储虚拟化、存储集中管理、状态监控、 存储层 维护升级等 存储设备（NAS、FC、iSCSI等） Things F&A of the Internet of 11