《云计算(第三版)》第3章_Amazon_云计算_AWS(三)
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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(第三版)》配套PPT之二：第2章 Google云计算原理与应用(一)
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2.1 Google 文件系统 GFS GFS的特点
《云计算》第三版配套PPT课件
2
不缓存数据
文件操作大部分是流式读写，不存在大量重复读写，使用Cache 对性能提高不大 Chunk Server上数据存取使用本地文件系统从可行性看，Cache 与实际数据的一致性维护也极其复杂
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《云计算》第三版配套PPT课件
2.2 分布式数据处理 MapReduce
2.2.1 产生背景 2.2.2 编程模型 2.2.3 实现机制
2.2.4 案例分析
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2.2 分布式数据处理 MapReduce 实现机制
《云计算》第三版配套PPT课件
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2.2 分布式数据处理 MapReduce 实现机制
Google MapReduce 架构设计师 Jeffrey Dean
还提供了一个简单而强大的接口。
这就是MapReduce
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2.2 分布式数据处理 MapReduce 产生背景
《云计算》第三版配套PPT课件
MapReduce这种并行编程模式思想最早是在1995年提出的。 与传统的分布式程序设计相比，MapReduce封装了并行处理、容错处理、本 地化计算、负载均衡等细节，还提供了一个简单而强大的接口。 MapReduce把对数据集的大规模操作，分发给一个主节点管理下的各分节点 共同完成，通过这种方式实现任务的可靠执行与容错机制。
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《云计算》第三版配套PPT课件
2.2 分布式数据处理 MapReduce
2.2.1 产生背景 2.2.2 编程模型 2.2.3 实现机制
《云计算(第三版)》第3章_Amazon_云计算_AWS(三)
消息1 消息2 消息3
……
既可以是消息的发送 者，也可以是消息的 接收者
消息n
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3.6 简单队列服务SQS
《云计算》第三版配套PPT课件
SQS的基本模型
消息
Message
在SQS中，消息和队列是最重要的 两个概念。
消息是发送者创建的 具有一定格式的文本
队列
数据，接收对象可以
消息1
消息2
3.6 简单队列服务SQS SQS的消息 消息取样
Receipt Handle
当从队列中接收消息时就 会从消息那里得到一个接 收句柄，这个句柄可以用 来对消息进行删除等操作。
消息的正文部分，需要 注意的是消息存放的是 文本数据并且不能是 URL编码方式。
消息体
Body
消息体 消息体字符串的MD5 MD5摘要 校验和。
MD5 of Body
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3.5 关系数据库服务RDS RDS的基本原理
客户端 …… 客户端 …… 客户端
写
Master A
主
写
从
备
份
Master B
Slave A
Slave B
读
Slave C
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集群MySQL通过主从备份 和读副本技术提高可靠性 和数据处理能力。
瘫痪 升级 并发处理
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《云计算》第三版配套PPT课件
目 录
3.1 基础存储架构Dynamo 3.2 弹性计算云EC2 3.3 简单存储服务S3 3 . 4 非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB 3.5 关系数据库服务RDS 3.6 简单队列服务SQS 3.7 内容推送服务CloudFront 3.8 其他Amazon云计算服务 3.9 AWS应用实例 3.10 小结
《云计算(第三版)》第1章_大数据与云计算
价值越大，这就要求对数据的处理
速度也要快，以便能够从数据中及 时地提取知识，发现价值。
复杂度（Complexity）
对数据的处理和分析的难度大。
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目 录
大数据时代
云计算——大数据的计算
云计算发展现状 云计算实现机制 云计算压倒性的成本优势
1.2云计算——大数据的计算
大数据与云计算的关系
计算资源池 计算机
存储资源池 存储器
网络资源池 网络设施
数据资源池 数据库
软件资源池 软件
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1.4云计算实现机制
封装云计算能力成标准
的Web Services服
务， 并纳入到SOA体系
SOA 构建层
管理 中间件层
云计算的资源管理， 并对众多应用任务进 行调度，使资源能够 高效、安全地为应用 提供服务
• “云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互 换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使 用本地计算机更加可靠。
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通用性
• 云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以 构造出千变万化的应用，同一片“云”可以同时支 撑不同的应用运行。
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高伸缩性
• “云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模 增长的需要
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最大的云计算技术的使用者 谷歌搜索引擎就建立在分布在200多个站点、超过100万台的服 务器的支撑之上，而且这些设施的数量正在迅猛增长 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终端十分便利地访问和共享这些数据 谷歌已经允许第三方在谷歌的云计算中通过Google App Engine运行大型并 行应用程序 发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝：GFS、MapReduce和Bigtable， 并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程
全网最全的AWS云计算教程
全网最全的AWS云计算教程AWS云计算是亚马逊全球使用量最大的云计算平台。
AWS的云计算服务可帮助企业高效地部署、管理和扩展云端应用程序，AWS的云计算服务已成为许多企业信息技术基础设施中必不可少的一部分。
本篇文章将为读者介绍AWS云计算的基本概念、使用方法、服务以及注意事项等内容。
一、AWS云计算基本概念AWS云计算是将IT资源(Amazon EC2, Amazon S3等)提供给个人和企业，以便上传和存储数据，并使用云服务来处理计算任务。
AWS云计算的特点是使用灵活、安全、高效和技术先进的基础设施。
AWS云服务灵活度高，可根据应用程序需求，迅速部署、扩展或缩减计算和存储资源。
AWS云计算服务高可扩展性、高可用性和强大的安全控制等特点，使得企业在追求快速增长的同时，保证了系统稳定性和安全性。
二、AWS云计算使用方法AWS云计算的使用步骤如下：1. 登陆AWS平台2. 创建AWS EC2实例3. 安装Web服务器4. 创建AMI5. EC2实例存储三、AWS云计算服务AWS云计算服务包括：1. 计算服务：Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2)Amazon EC2是AWS最核心、最基本的云计算服务，可以为容器化应用、Web 应用程序、大规模计算工作负载和机器学习模型提供安全、高效、可扩展的计算资源。
用户可以使用Amazon EC2服务器在几分钟内部署计算资源，还能够根据使用量进行按需计费。
2. 存储服务：Amazon Simple Storage Service (Amazon S3)S3是AWS提供的网路数据存储服务，可以将数据无限地存储到云端，同时提供极安全的访问、上传和下载方法。
AWS S3是企业数据备份、存储、交换和处理的首选，同时，这种服务还可用于支持网站、移动应用程序、企业应用程序以及编辑、分析和处理图像和视频等活动。
3. 数据库服务：Amazon Relational Database Service (Amazon RDS)AWS RDS可以帮助企业管理和扩展各种关系数据库，包括MySQL、PostgreSQL、MariaDB、Oracle Database和Microsoft SQL Server等。
云计算教材配套讲义亚马逊云计算平台AWS
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
AWS的应用案例——SmugMug
• 为什么选择AWS
SmugMug是一家在线照片存储共享网站，拥有数亿照片资 源和几十万付费用户。业务量的急剧增长导致该新兴公司 无法承受巨额的基础设施开销，SmugMug选择了Amazon的 EC2服务和S3服务。应用AWS后，仅需50人即可完成如此大 的业务量。
简言之，EC2就是一部具有无限采集能力的虚拟计 算机，用户能够用来执行一些处理任务。
• EC2的场景描述
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
EC2的主要特性
• 灵活性：可自行配置运行的实例类型、数量，还 可以选择实例运行的地理位置。可以根据用户的 需求随时改变实例的使用数量。
• 低成本：按小时计费 • 安全性：SSH、可配置的防火墙机制、监控等 • 易用性：用户可以根据亚马逊提供的模块自由构
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
简单存储服务S3
• S3（Simple Store Service）的设计思路 • 数据一致性模型
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
S3的设计思路(1)
• S3为任意类型的文件提供临时或永久的存 储服务
• 非传统关系数据库存储模式
——简单、高效 ——存储、读取，非查询
——实际存储的数据类 型过于单一
——查询结果只包含条 目名称而不包括相应属 性值，返回结果不支持 排序操作
• 新特性：
——无需预定义模式
——单个属性允许有 多个值
——支持自动索引
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
• 特点：简单、无处不在
——“在互联网的所有计算机不用安装任何软件或 特殊防火墙配置就可以增加或读消息”
AWS的应用案例——SmugMug
• 为什么选择AWS
SmugMug是一家在线照片存储共享网站，拥有数亿照片资 源和几十万付费用户。业务量的急剧增长导致该新兴公司 无法承受巨额的基础设施开销，SmugMug选择了Amazon的 EC2服务和S3服务。应用AWS后，仅需50人即可完成如此大 的业务量。
简言之，EC2就是一部具有无限采集能力的虚拟计 算机，用户能够用来执行一些处理任务。
• EC2的场景描述
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
EC2的主要特性
• 灵活性：可自行配置运行的实例类型、数量，还 可以选择实例运行的地理位置。可以根据用户的 需求随时改变实例的使用数量。
• 低成本：按小时计费 • 安全性：SSH、可配置的防火墙机制、监控等 • 易用性：用户可以根据亚马逊提供的模块自由构
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
简单存储服务S3
• S3（Simple Store Service）的设计思路 • 数据一致性模型
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
S3的设计思路(1)
• S3为任意类型的文件提供临时或永久的存 储服务
• 非传统关系数据库存储模式
——简单、高效 ——存储、读取，非查询
——实际存储的数据类 型过于单一
——查询结果只包含条 目名称而不包括相应属 性值，返回结果不支持 排序操作
• 新特性：
——无需预定义模式
——单个属性允许有 多个值
——支持自动索引
《云计算》教材配套讲义亚马逊云计算 平台AWS
• 特点：简单、无处不在
——“在互联网的所有计算机不用安装任何软件或 特殊防火墙配置就可以增加或读消息”
《云计算及应用》课程课件第三章Amazon平台基础存储架构Dynamo
资源
平台 CPU 内存 存储容量 实例类型
名
Small 32位 1ECU 1.7GB 160GB
m1.small
Large 64位 4ECU 7.5GB 850GB
rge
Extra Large 64位 8ECU 15GB
1690GB
m1.xlarge
High-CPU Medium 32位 5ECU 1.7GB 350GB
➢ 存储的是数据值的原始形式（bit），不解析数据的 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 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
采取的相关技术 改进的一致性哈希算法，数据备份
一个用户目前最多可以创建100个安全组。当用户的实例被创建 时，如果没有指定安全组，则系统自动将该实例分配给一个默认组 （Default Group）
➢用户访问EC2时需要使用 SSH（Secure Shell）密钥 对（Key Pair）来登录服务
密钥对的名称（Key Pair Name）和公钥（Public Key） 储存在EC2中
➢快照（Snapshot）
2.区域
➢地理区域（Region Zone）
➢可用区域（Availability Zone）
EC2的关键技术
EC2的关键技术
3．EC2的通信机制
➢EC2服务中，系统各模块之间及 系统和外界之间的信息交互是通 过IP地址进行
公共IP地址（Public IP Address） 私有IP地址（Private IP Address） 弹性IP地址（Elastic IP Address）
何为AWS云计算
何为AWS云计算
AWS（Amazon Web Services）云计算是Amazon公司的一项服务，它
是一种基于internet的计算服务，允许客户通过计算服务来分配计算资源，从而满足自己的业务需求。
Amazon EC2是AWS云计算的核心服务，它可以提供客户的计算资源，包括网络、存储和机器计算能力等资源。
客户可以根据自己的需求，选择
不同的EC2实例，以满足需求。
Amazon S3是Amazon的云存储服务，可以为客户提供可靠、安全、
可操控和可扩展的存储服务，客户可以存储和访问各种文件、数据和文件夹，保持数据安全和可用性。
Amazon EBS提供可扩展的块存储服务，客户可以使用EBS快速构建
高性能的、可扩展的应用程序和服务。
EBS可以提供可靠、可移植的存储
解决方案，让客户可以构建具有更高可用性的应用程序。
Amazon EC2容器服务（Amazon ECS）是一项基于容器的云计算服务，它可以帮助客户快速构建、运行和管理分布式应用程序。
云计算第三版Amazon云计算AWS
3.1 基础存储架构Dynamo
《云计算》第三版配套PPT课件
成员资格及错误检测
为了避免新加入的节点之间不能及时发现其他节点的存在，Dynamo中设置了一些 种子节点（Seed Node）。种子节点和所有的节点都有联系。当新节点加入时， 它扮演一个中介的角色，使新加入节点之间互相感知。
新节点 1
新节点 2
直到N个节点全部传遍
结论：
Dynamo中的节点数不能太多 Amazon采用了分层Dynamo结构 来解决该问题
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容错机制 《云计算》第三版配套PPT课件
由于成本方面的原因，Dynamo中很多服务器采用的是普通 PC主机； 其硬盘性能和专业服务器硬盘相差很远，出错很难避免； Dynamo中容错机制非常重要
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《云计算》第三版配套PPT课件
数据均衡《云分计算布》第的三版问配套P题PT课件
➢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
针方向将其存放到环上第一
个大于或等于数据哈希值的
节点上； 添加新节点时，按
照上述规则，调整相关数据
问题 数据均衡分布
数据备份 数据冲突处理 成员资格及错误检测 临时故障处理 永久故障处理
采取的相关技术 改进的一致性哈希算法 参数可调的弱quorum机制 向量时钟（Vector Clock） 基于Gossip协议的成员资格和错误检测 Hinted handoff（数据回传机制），
Merkle哈希树
种子节点
A B
C
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3.1 基础存储架构Dynamo
云计算期末试题及答案
云计算期末试题及答案第一部分：选择题1. 云计算的核心概念是什么？a. 网络安全b. 大数据分析c. 虚拟化技术d. 人工智能答案：c. 虚拟化技术2. 以下哪个不是云计算的部署模型？a. 公有云b. 私有云c. 混合云d. 传统计算答案：d. 传统计算3. 云计算可以带来哪些好处？a. 成本节约b. 高可用性c. 弹性伸缩d. 所有答案都是正确的答案：d. 所有答案都是正确的4. 下列哪个不是云计算中的关键技术？a. 虚拟化b. 容器化c. 人工智能d. 分布式计算答案：c. 人工智能5. 云计算中的SaaS代表什么？a. Software-as-a-Service（软件即服务）b. Storage-as-a-Service（存储即服务）c. Security-as-a-Service（安全即服务）d. Server-as-a-Service（服务器即服务）答案：a. Software-as-a-Service（软件即服务）第二部分：解答题1. 请解释云计算的基本原理及架构。
云计算的基本原理是将计算资源、存储资源和服务资源虚拟化，并通过网络进行统一管理与调度。
云计算的架构包括三个关键组件：前端、后端和网络。
前端指的是用户与云计算系统交互的界面，包括各类终端设备、网页应用等。
后端是云计算系统的核心，包括物理服务器、存储设备和网络设备等。
网络是云计算系统中各个组件之间的通信媒介，保障用户请求和数据传输的顺畅。
2. 请比较公有云和私有云的优缺点。
公有云的优点是成本低廉、无需维护硬件设备、弹性伸缩等，可以快速提供服务。
而私有云的优点是可以更好地保护数据安全，可以定制化配置云环境。
公有云的缺点是数据安全和控制能力相对较弱，用户对服务的可控性较差。
私有云的缺点是建设和维护成本高，可扩展性较差。
3. 请列举几个当前流行的云计算平台。
- 亚马逊AWS（Amazon Web Services）- 微软Azure- Google Cloud Platform- 阿里云（Alibaba Cloud）- 腾讯云（Tencent Cloud）4. 请解释虚拟化技术在云计算中的作用和优势。
《云计算(第三版)》第3章_Amazon_云计算_AWS(二)精要
服务请求字符串 Secret Access Key
数字 签名B
计算
HMAC
3.3 简单存储服务S3
《云计算》第三版配套PPT课件
S3的安全措施
访问控制列表（Access Control List）
访问控制列表是S3提供的可供用户自行定义的访问控制策略列表。S3的访问控制策 略（ACP）提供如下所列的五种访问权限。
提供了强大的查询功能，并便 询功能，且由于不同数据库之间
于在各种关系数据库间移植
API的不同而造成移植性较差
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3.4 非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB
非关系型数据库与传统关系数据库的比较
总结：
《云计算》第三版配套PPT课件
关系型 数据库
优点 具有高一致性，在ACID方面很强，移植性很高 缺点 可扩展性方面能力较弱
《云计算》第三版配套PPT课件
新用户注册时，Amazon会给每个用户分配一个Access Key ID和一个 Secret Access Key 。
Access Key ID是一个20位的由字母和数字组成的串， Secret Access Key 是一个40位的字符串。
Access Key ID用来确定服务请求的发送者， Secret Access Key 参与数字 签名过程，用来证明用户是发送服务请求的账户的合法拥有者。
第3章
Amazon 云计算 AWS (二)
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《云计算》第三版配套PPT课件
目 录
3.1 基础存储架构Dynamo 3.2 弹性计算云EC2 3.3 简单存储服务S3 3 . 4 非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB 3.5 关系数据库服务RDS 3.6 简单队列服务SQS 3.7 内容推送服务CloudFront 3.8 其他Amazon云计算服务 3.9 AWS应用实例 3.10 小结
云计算课件 第3章_1
电子工业出版社《云计算(第三版)》配套课件
云 计 算 （第三版）
CLOUD COMPUTING Third Edition
第3章
Amazon 云计算 AWS (一)
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《云计算》第三版配套PPT课件
目 录
3.1 基础存储架构Dynamo 3.2 弹性计算云EC2 3.3 简单存储服务S3 3 . 4 非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB 3.5 关系数据库服务RDS 3 . 6 简单队列服务SQS 3.7 内容推送服务CloudFront 3.8 其他Amazon云计算服务 3.9 AWS应用实例 3.10 小结
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亚马逊 Amazon
在电子商务中积累的大量基础性设施和各类先进技术，很早地进入了 云计算领域，并在提供计算、存储等服务方面处于领先地位。
Amazon开发并提供了一系列云计算服务这些云计算服务共同构成了
提供的服务主要包括
弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单数据库服务Simple DB 简单队列服务SQS 弹性MapReduce服务 内容推送服务CloudFront 电子商务服务DevPay FPS
3.1.1 Dynamo概况 3.1.2 Dynamo架构的主要技术
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3.1 基础存储架构Dynamo
《云计算》第三版配套PPT课件
Dynamo需要解决的主要问题及解决方案
Dynamo在设计时被定位为一个基于分布式存储架构的，高可靠、高可用且具有良 好容错性的系统。下图列举了Dynamo设计时面临的主要问题及所采取的解决方案。
12 of 52
3.1 基础存储架构Dynamo 数据均衡分布的问题
改进的一致性哈希算法
云 计 算 （第三版）
CLOUD COMPUTING Third Edition
第3章
Amazon 云计算 AWS (一)
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《云计算》第三版配套PPT课件
目 录
3.1 基础存储架构Dynamo 3.2 弹性计算云EC2 3.3 简单存储服务S3 3 . 4 非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB 3.5 关系数据库服务RDS 3 . 6 简单队列服务SQS 3.7 内容推送服务CloudFront 3.8 其他Amazon云计算服务 3.9 AWS应用实例 3.10 小结
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亚马逊 Amazon
在电子商务中积累的大量基础性设施和各类先进技术，很早地进入了 云计算领域，并在提供计算、存储等服务方面处于领先地位。
Amazon开发并提供了一系列云计算服务这些云计算服务共同构成了
提供的服务主要包括
弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单数据库服务Simple DB 简单队列服务SQS 弹性MapReduce服务 内容推送服务CloudFront 电子商务服务DevPay FPS
3.1.1 Dynamo概况 3.1.2 Dynamo架构的主要技术
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3.1 基础存储架构Dynamo
《云计算》第三版配套PPT课件
Dynamo需要解决的主要问题及解决方案
Dynamo在设计时被定位为一个基于分布式存储架构的，高可靠、高可用且具有良 好容错性的系统。下图列举了Dynamo设计时面临的主要问题及所采取的解决方案。
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3.1 基础存储架构Dynamo 数据均衡分布的问题
改进的一致性哈希算法
《云计算(第二版)》—第三章 Amazon云计算AWS
存储的是数据值的原始形式（bit），不解析数据的
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
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
3.《云计算(第三版)》配套PPT之三：第2章 Google云计算原理与应用(二)
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2.3 分布式锁服务Chubby 系统的约束条件
《云计算》第三版配套PPT课件
p1：每个acceptor只接受它得到的第一个决议。
p2：一旦某个决议得到通过，之后通过的决议必须和该决议保持一致。
p2a：一旦某个决议v得到通过，之后任何acceptor再批准的决议必须是v。 p2b：一旦某个决议v得到通过，之后任何proposer再提出的决议必须是v。 p2c：如果一个编号为n的提案具有值v，那么存在一个“多数派”，要么它们中没有谁批 准过编号小于n的任何提案，要么它们进行的最近一次批准具有值v。
《云计算》第三版配套PPT课件
目 录
2.1 Google文件系统GFS 2.2 分布式数据处理MapReduce 2.3 分布式锁服务Chubby 2.4 分布式结构化数据表Bigtable 2.5 分布式存储系统Megastore 2 . 6 大规模分布式系统的监控基础架构Dapper 2.7 海量数据的交互式分析工具Dremel 2.8 内存大数据分析系统PowerDrill 2.9 Google应用程序引擎
为了保证决议的唯一性，acceptors也要满足一个约束条件：当且仅当 acceptors 没有收到编号大于n的请求时，acceptors 才批准编号为n的提案。
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2.3 分布式锁服务Chubby 一个决议分为两个阶段
《云计算》第三版配套PPT课件
1
准备阶段
proposers选择一个提案并将它的编号设为n 将它发送给acceptors中的一个“多数派”
远程过程调用
客户端
Chubby
应用程序 程序率
客户端进程
主服务器
客户端
在客户这一端每个客户应用程序都有 一个Chubby程序库（Chubby Library），客户端的所有应用都是通 过调用这个库中的相关函数来完成的。
云计算(第三版)
2.3.5 通信协 议
2 Google云计算原理与应用
2.3 分布式锁服务Chubby
2.3.3 Chubby中 的Paxos
2.3.6 正确性 与性能
2 Google云计算原理与应用
06
2.4.6 性能 优化
05
2.4.5 子表
服务器
04
2.4.4 主服
务器
03
2.4.3 系统
架构
02
2.4.2 数据
2 Google 云计算原 理与应用
2.2 分布式数据处理 MapReduce
https:///
2.2.2 编程模 型
2.2.4 案例分 析
1
2
3
4
2.2.1 产生背 景
2.2.3 实现机 制
2.3.1 Paxos 算法
2.3.2 Chubby 系统设计
2.3.4 Chubby 文件系统
0 3 . 41. 1 非 关 系 型 数据库
与传统关系数据库的比 较
0 3
3.4.3 DynamoDB
0 2
3.4.2 SimpleDB
0 4
3.4.4 SimpleDB和 DynamoDB的比较
3.4 非关系型数据库服务 SimpleDB和DynamoDB
3 Amazon 云计算 AWS
3.5 关系数据库服务RDS
2.9 Google应用程序引擎
06
3 Amazon云计算AWS
3 Amazon云计算AWS
A
C
3.2 弹性计算云 EC2
3.4 非关系型数据 库服务SimpleDB
和DynamoDB
E
3.6 简单队列服 务SQS
2024年度云计算第三版
特点
云计算具有弹性扩展、按需服务、资源池化、高可用性、服务可计量等特点。
优势分析
云计算可以降低IT成本、提高资源利用率、加快应用部署速度、提升业务连续 性等。
2024/3/23
5
典型应用场景举例
01
02
03
IaaS应用场景
提供虚拟机、存储、网络 等基础设施服务，例如 AWS的EC2、S3等。
2024/3/23
容器技术与微服务架构在云计算中 应用
2024/3/23
26
容器技术原理及优势分析
• 原理：容器技术是一种轻量级的虚拟 化技术，它允许开发者将应用程序及 其依赖项打包到一个可移植的容器中 ，然后将其部署到任何容器运行环境 中。容器技术通过操作系统层面的虚 拟化，为每个容器提供独立的运行环 境，实现了应用程序的快速部署、灵 活扩展和高可用性。
ERP系统
实现企业资源计划管理，如 SAP、Oracle等。
协同办公工具
支持在线协作和文件共享，如 Microsoft Office 365、 Google G Suite等。
人力资源管理
提供招聘、培训、绩效管理等 HR相关功能，如Workday、
SuccessFactors等。
24
SaaS在企业中应用实践
云计算平台与服务
云计算安全与隐私
介绍了主流的云计算平台（如AWS、 Azure、GCP等）及其提供的各种服务，包 括计算、存储、网络、数据库等。
探讨了云计算面临的安全挑战和隐私保护 问题，以及相应的解决方案和技术。
2024/3/23
36
学员心得体会分享
需求分析
明确企业业务需求，选择适合的SaaS产品和 服务。
定制化开发
云计算具有弹性扩展、按需服务、资源池化、高可用性、服务可计量等特点。
优势分析
云计算可以降低IT成本、提高资源利用率、加快应用部署速度、提升业务连续 性等。
2024/3/23
5
典型应用场景举例
01
02
03
IaaS应用场景
提供虚拟机、存储、网络 等基础设施服务，例如 AWS的EC2、S3等。
2024/3/23
容器技术与微服务架构在云计算中 应用
2024/3/23
26
容器技术原理及优势分析
• 原理：容器技术是一种轻量级的虚拟 化技术，它允许开发者将应用程序及 其依赖项打包到一个可移植的容器中 ，然后将其部署到任何容器运行环境 中。容器技术通过操作系统层面的虚 拟化，为每个容器提供独立的运行环 境，实现了应用程序的快速部署、灵 活扩展和高可用性。
ERP系统
实现企业资源计划管理，如 SAP、Oracle等。
协同办公工具
支持在线协作和文件共享，如 Microsoft Office 365、 Google G Suite等。
人力资源管理
提供招聘、培训、绩效管理等 HR相关功能，如Workday、
SuccessFactors等。
24
SaaS在企业中应用实践
云计算平台与服务
云计算安全与隐私
介绍了主流的云计算平台（如AWS、 Azure、GCP等）及其提供的各种服务，包 括计算、存储、网络、数据库等。
探讨了云计算面临的安全挑战和隐私保护 问题，以及相应的解决方案和技术。
2024/3/23
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学员心得体会分享
需求分析
明确企业业务需求，选择适合的SaaS产品和 服务。
定制化开发
9.《云计算(第三版)》配套PPT之九：第3章 Amazon 云计算 AWS(四)
4 利用Elastic Beanstalk部署的用户程序可以调用部署在其他EC2实例上的程 序，并能保证时延。
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《云计算》第三版配套PPT课件
3.8 其他Amazon云计算服务
3.8.1 快速应用部署Elastic Beanstalk和 服务模板CloudFormation
3.8.2 DNS服务Router 53 3.8.3 虚拟私有云VPC 3.8.4 简单通知服务和简单邮件服务 3.8.5 弹性MapReduce服务 3.8.6 电子商务服务DevPay、FPS和Simple Pay 3.8.7 Amazon执行网络服务 3.8.8 土耳其机器人 3.8.9 数据仓库服务Redshift 3 . 8 . 1 0 应 用 流 服 务 A p p St reofa4m0 和 数 据 流 分 析 服 务 K i n e s i s
3.8.2 DNS服务Router 53 3.8.3 虚拟私有云VPC 3.8.4 简单通知服务和简单邮件服务 3.8.5 弹性MapReduce服务 3.8.6 电子商务服务DevPay、FPS和Simple Pay 3.8.7 Amazon执行网络服务 3.8.8 土耳其机器人 3.8.9 数据仓库服务Redshift 3 . 8 . 1 0 应 用 流 服 务 A p p St reofa4m0 和 数 据 流 分 析 服 务 K i n e s i s
3.8 其他Amazon云计算服务 快速应用部署Elastic Beanstalk
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Amazon提供的两种服务
快速应用部署Elastic Beanstalk
服务模板CloudFormation
AWS Elastic Beanstalk是一种简化在AWS上部署和管理应用程序的服务
云计算基础教程：AWS、Azure和Google Cloud 平台
云计算基础教程：AWS、Azure和GoogleCloud 平台在当今数字化时代，云计算变得越来越流行，许多企业和个人都开始将自己的业务和数据存储在云计算平台上。
AWS、Azure和Google Cloud是目前三个主要的云计算平台，它们提供了一系列功能强大的服务和工具，能够满足各种不同需求。
本文将详细介绍云计算的基础知识和这三个平台的使用方法。
一、什么是云计算1. 云计算的定义和原理云计算是一种通过互联网提供计算、存储和网络资源的方式。
它的原理是将大量的计算任务分布到多台服务器上进行处理，并将数据存储在服务器集群中，通过互联网进行访问和管理。
2. 云计算的特点- 弹性和可伸缩性：云计算平台可以根据需求进行横向扩展，提高计算和存储能力。
- 高可靠性和可用性：云计算平台通常使用冗余和备份机制，以确保数据的备份和容灾。
- 资源共享和利用率：云计算平台可以共享资源，并根据不同用户的需求优化资源利用率。
- 高安全性：云计算平台通常使用多层次的安全措施，保护用户的数据和隐私。
二、AWS云计算平台1. AWS的概述及主要服务AWS（Amazon Web Services）是由亚马逊公司提供的云计算平台，它提供了一系列丰富的云计算服务和工具，包括计算、存储、数据库、网络、人工智能和物联网等。
2. 使用AWS的步骤- 注册AWS账号：访问AWS官网（不提供链接，请自行搜索）并注册一个AWS账号。
- 创建虚拟机实例：使用AWS EC2（Elastic Compute Cloud）创建一个虚拟机实例，并选择适合的操作系统和配置。
- 配置存储：使用AWS S3（Simple Storage Service）创建一个存储桶，用于存储和备份数据。
- 配置网络：使用AWS VPC（Virtual Private Cloud）创建一个虚拟网络，以便将虚拟机实例和存储桶连接起来。
- 部署应用程序：使用AWS Elastic Beanstalk或AWS Lambda等服务，将自己的应用程序部署到AWS平台上。
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3.5 关系数据库服务 RDS
3.5.1 RDS的基本原理
3.5.2 RDS的使用
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3.5 关系数据库服务 RDS RDS的使用
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从用户和开发者的角度来看，RDS和一个远程MySQL关系数据库没什么两样。
Amazon将RDS中的MySQL服务器实例称做DB Instance，通过基于Web的 API进行创建和管理，其余的操作可以通过标准的MySQL通信协议完成。 创建DB Instance时还需要定义可用的存储，存储范围为5GB到1024GB， RDS数据库中表最大可以达到1TB。 可以通过两种工具对RDS进行操作：命令行工具和兼容的MySQL客户端程序 命令行工具是Amazon提供的Javamazon网站下载。MySQL客户端是可以与 MySQL服务器进行通信的应用程序
分布式存储
网站内容不再是单一地被保存在源服务器上，多个边缘节点都可 能保存相应的副本
缓存技术
通过将内容存储在本地或网络服务提供商的服务器上来改善用户的
响应时间。
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3.7 内容推送服务 CloudFront
MySQL集群方式采用了Share-Nothing架构。
每台数据库服务器都是完全独立的计算机系统， 通过网络相连，不共享任何资源。 这是一个具有较高可扩展性的架构，当数据库 处理能力不足时，可以通过增加服务器数量来 提高处理能力，同时多个服务器也增加了数据 库并发访问的能力。
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CPU
CPU
Message ID
接收句柄
Receipt Handle
当从队列中接收消息时就 会从消息那里得到一个接 收句柄，这个句柄可以用 来对消息进行删除等操作。
注意的是消息存放的是 文本数据并且不能是 URL编码方式。
消息体
Body
消息体 MD5摘要
MD5 of Body
消息体字符串的MD5 校验和。
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3.7 内容推送服务 CloudFront CDN
这种访问模式的好处主要有以下几点：
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好处一
将网站的服务流量以比较均匀的方式分散到边缘节点中，减轻了
网站源服务器的负担。
好处二
由于边缘节点与访问者的地理位置较近，访问速度快。
好处三
智能DNS负载均衡系统和各个边缘节点之间始终保持着通信联系，
器上。其目的是为了保
证系统的高可用性，但 这会给用户查询队列中
Random Distribution） 随机分布算法随机地选出
的消息带来麻烦。
的队列消息副本。
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的消息
当消息数量较少时，SQS进行 消息取样时可能会出现返回结 果不准确的现象
发出查询请求 返回查询结果 ABC
为了保证其他组件不会看到用户的消息，SQS将该消息阻塞（加锁），但这把
锁不会一直锁住消息，因为系统保留消息的目的是给用户重传数据，为此SQS
引入了一个可见性超时值。
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的消息
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可见性表明该消息可以被所有的组件查看，可见性超时值相当于一个计时器，在设 定好的时间内，发给用户的消息对于其他所有的组件是不可见的。在计时的过程中 可以进行两种操作：扩展和终止 扩展操作就是将计时器按照新设定的值重新计时，终止就是将当前的计时过程终止， 直接将消息由不可见变为可见。 消息
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目 录
3.1 基础存储架构Dynamo 3.2 弹性计算云EC2 3.3 简单存储服务S3 3 . 4 非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB 3.5 关系数据库服务RDS 3.6 简单队列服务SQS 3 . 7 内 容 推 送 服 务 C l o u d F ro n t 3.8 其他Amazon云计算服务
CPU
内存
内存
内存
硬盘
硬盘
硬盘
3.5 关系数据库服务 RDS RDS的基本原理
存储于 小表1 表单划分
Sharding
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数据库服务器 存储于
集群MySQL
小表2
数据库服务器
存储于 数据库服务器
小表n
表单主要根据业务的需要进行针对性的划分，对数据库的管理人员提出了非常高 的要求，如果划分得不科学，则查询经常会跨表单和服务器，性能就会严重下降。
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首先
解决办法
CDN技术通过将网站内容 发布到靠近用户的边缘节点， 使不同地域的用户在访问相 同网页时可以就近获取。
其次
最后
3.7 内容推送服务 CloudFront CDN
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DNS在对域名进行解析时不再向用户返回网站服务器的IP，而是返回了由智能 CDN负载均衡系统选定的某个边缘节点的IP。
3 . 9 AW S 应 用 实 例
3.10 小结
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CloudFront
基于Amazon云计算平台实现的内容分发网络(CDN)。
借助Amazon部署在世界各地的边缘节点，用户可以快 速、高效地对由CloudFront提供服务的网站进行访问。
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3.7 内容推送服务 CloudFront
系统组件是SQS的服 务对象，而SQS则是 组件之间沟通的桥梁 既可以是消息的发送 者，也可以是消息的 接收者 消息1 消息2 队列 消息3 …… 消息n
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的基本模型
消息
Message
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在SQS中，消息和队列是最重要的 两个概念。
3.6 简单队列服务 SQS SQS的基本模型
三个组成部分 系统组件
Component
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队列
队列
Queue
消息1
消息2
消息3
……
消息n
消息
Message
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的基本模型
系统组件
Component
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队列在传递消息时会 尽可能 “先进先出” 消息1 消息2
队列 消息3 …… 消息n
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的基本模型
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队列 消息1 不过SQS允许用户在消息中添加有关的序列 数据，对于数据发送顺序要求比较高的用户 可以在发送消息之前向其中加入相关信息。 消息2 消息3 …… 消息n
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队列
A C
B D
服务器1
服务器2
A
B
D
B
但由于消息采样具有随机性， 只要用户一直查询下去，总会 查询到所有的消息。
服务器3
服务器4
C
D
A
C
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的消息
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SQS中，用户执行删除操作后，系统认为用户已接收消息，将队列中的消息彻 底删除 若用户为接收到数据或未执行删除操作，SQS在队列中保留该消息。
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3.6 简单队列服务 SQS
3.6.1 SQS的基本模型
3.6.2 SQS的消息
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的消息
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消息的格式
由系统返回给用户， 用来标识队列中的不 同消息。 消息的正文部分，需要
消息ID
消息是发送者创建的 具有一定格式的文本 数据，接收对象可以 是一个或多个组件 消息的大小是有限制 的，但是消息的数量 并未做限制
队列 消息1 消息2 消息3 …… 消息n
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3.6 简单队列服务 SQS SQS的基本模型
队列
Queue
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队列是存放消息的容
器，类似于S3中的桶 队列的数目是任意的， 创建队列时用户必须 给其指定一个在SQS 账户内唯一的名称
可以确保分配给用户的边缘节点始终可用且在允许的流量范围之内。
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3.7 内容推送服务 CloudFront CDN
CDN的实现需要多种网络技术的支持，主要包括以下几种：
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负载均衡 技术
将流量均匀地分发到可以完成相同功能的若干个服务器上，在减
轻服务器压力的同时也避免了单一网络通道的流量拥堵。
1 提交所访 2 发出解析
请求
问网站域名
3 重定向 DNS服务器 4 返回边缘
节点的IP
本地DNS 6 返回边缘
节点的IP
5 返回边缘
节点的IP
智能DNS负 载均衡系统
7 利用边缘
节点访问
10 返回请求内容
8 通过内部DNS解
析得到IP并向服 务器发出请求
边缘节点 9 返回请求内容
网站服务器
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3 . 9 AW S 应 用 实 例
3.10 小结
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3.5 关系数据库服务 RDS
3.5.1 RDS的基本原理
3.5.2 RDS的使用
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3.5 关系数据库服务 RDS RDS的基本原理