云计算的认识与实践(武汉大学)

Essential Characteristics
按需的用户自服务（1/5） On-demand self-service A consumer can unilaterally provision computing capabilities, such as server time and network storage, as needed automatically without requiring human interaction with each service’s provider
Essential Characteristics
可再次分配的池化资源（3/5） Resource pooling
The provider’s computing resources are pooled to serve multiple consumers using a multi-tenant model, with different physical and virtual resources dynamically assigned and reassigned according to consumer demand. There is a sense of location independence in that the subscriber generally has no control or knowledge over the exact location of the provided resources but may be able to specify location at a higher level of abstraction (e.g., country, state, or datacenter). Examples of resources include storage, processing, memory, network bandwidth, and virtual machines
Essential Characteristics
支持资源快速扩展和释放的弹性能力（4/5） Rapid elasticity Capabilities can be rapidly and elastically provisioned, in some cases automatically, to quickly scale out and rapidly released to quickly scale in. To the consumer, the capabilities available for provisioning often appear to be unlimited and can be purchased in any quantity at any time
各种词汇或说法反映了一种现状
教育云，医疗云，交通云，政务云…
云平台，云服务器，云存储，云网络…
云数据中心
言必称“云”，似乎不提“云”或“云计
算”，IT人士就不好意思开口，甚至不好意
思出门 一时间 “云”（喧）嚣尘上 但是，聪明的领导听见“云”会提高警惕
“云计算”的定义？
云计算是一种方便灵活的计算模式，它可 以按需通过网络进行访问和使用计算资源 的共享池，例如服务器、存储、应用程序 服务、网络等。云计算通过弹性资源扩展 实现快速动态的配置，通过高度抽象和虚 拟实现应用和流程标准化，既是一种技术 架构的变革，也是一种商业模式的变革
需求背景一：校内各部门和单位各自建有多个 应用系统和网站，通常是找个空间，装个空调 ，买个机柜，有一台或几台服务器，安排1~2 人兼职管理
典型问题是：机房环境参差不齐，安全措施欠 缺，设备利用率低，浪费能源，运维力量和技 术水平不够，同时也占用了宝贵的房屋空间
需求背景二：阶段性的大并发量访问
立项
政府：青岛，成都，广州 企业：运营商，鞍钢 高教：武大（Iaas）， 中科大(PaaS)， 上交大(基于开源的OpenStack） 哈工大（似乎三种服务都有）
云在教育行业的应用
IaaS PaaS高校需不需 Development & Testing 要
武汉大学共享服务器群
SaaS
Application Deployment Database
重新认识“云计算”
是一种新的技术架构 是一种新的IT服务模式 是一种新的商业模式 在资源共享的基础上让用户
极为方便地使用IT资源
云的技术趋于成熟
难点在于：Rapid elasticity
计算资源：CPU和内存 网络资源：软交换机的性能 存储资源：数据存储的结构
“云”(加“”？)的应用日益广泛
“云”？ 1、应用和需求(大用户群)
2、管理机制 多域名的Email服务、个人主页等 3、担责任
云在高校的典型应用
云存储(IaaS)
面向师生个人的存储空间
软件测试与开发环境(PaaS) 多域名的Email服务(SaaS)
Staff(faculty).whu.edu.cn Student.whu.edu.cn Alumni.whu.edu.cn 面向课题组、学生
云的层次架构
—— 石岗首次提出？
服务层
资源监控与管理层
资源池化层
资源层
资源层
包括网络资源、计算资源、存储资源、 数据资源、软件资源 — 常规资源!
资源池化层
从目前的技术看，虚拟化几乎是唯一 的池化资源的手段— 但虚拟化绝不是云！ 通过对网络资源、计算资源、存储资 源的虚拟化形成资源池，为上一层提 供资源监控、管理和优化的条件，为 资源共享和提高利用率打下基础
云的近景展望 “云里雾里”的状况会延续 私有云或团体云会有较快发展 公共云很难摆脱“占市场、赚吆喝、赌
明天”的状态 政府的私有云或多级政府或部门共用的 团体云会越来越多 教育云？ 从技术角度看，绝大多数的“云”都 不全满足NIST的5个本质特征
“云”带来的商机
“可忽悠” “赶时髦”的心态 政策驱动 实际需求的推动 服务外包与可信任的公共云
2013年2月 《基于云计算的电子政务公共平台 顶层设计指南》 （工信信函﹝2013﹞2号）
北京： “祥云工程”行动计划（2010—2015年） 上海： 《上海推进云计算产业发展行动方案 （2010－2012年）》 无锡： 与企业合作，公共云提供服务 广州： 智慧广州示范区政务云平台租赁（2012.1）
2011年9月初决定：充分利用网络中心的 机房环境和运维力量，采用云计算技术 建设全校共用的共享服务器群，提供 IaaS服务，逐步将全校各部门和单位的 服务器或集中或淘汰，从而实现资源共 享和提高设备利用率，并解决大并发量 访问问题
方案
共享服务器群按照云的层次结构设计，由 硬件和软件两部分构成，硬件包括14台两 路服务器、1套30T裸容量存储、2台16端 口FC交换机、1台负载均衡设备、1台应用 层防火墙、1台2*10G端口48*1G端口的IP 交换机，软件包括1套虚拟化软件、1套资 源监控与管理软件和1套基于IaaS模式的 云服务软件
云计算的认识与实践
武汉大学网络中心 石 岗 2013年12月12日
什么是 “云计算”？
2006年8月9日，Google首席执行官Eric Schmidt在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）首次提出“云计算”（ Cloud Computing）的概念 事实上，在2006年3月，Amazon就已 经推出了Elastic Compute Cloud 服务
如何搭建一个“云”
正确的认识 实际的需求 常规的资源 “好”的软件/软件包
具有池化常规资源的能力
（甚至是分布式但有高速网络互连的资源） 具有管理池化资源的能力（包括Rapid elasticity） 支持用户自服务 支持多种终端的访问
武汉大学在云计算方面的实践 ——共享服务器群
一个组织自用、自管或第三方管理的云
团体云（Community Cloud）
多个组织共用、自管或第三方管理的云
公共云（Public Cloud）
一个组织或团体拥有、向公众提供 （有偿）服务的云
混合云（Hybrid Cloud）
上述2种或3种云的组合
换个思路去理解“云计算” “云”是Байду номын сангаас么？
“云”： 1个字，名词。这是对象，较容易理解。
2010年10月 《国务院关于加快培育和发展战略性 新兴产业的决定》（国办发[2010]32号） 明确提出： 促进物联网、云计算的研发和示范作用
2010年10月 《关于做好云计算服务创新发展试点示范 工作的通知》（发改高技[2010]2480号） 在北京、上海、深圳、杭州、无锡先行开展 云计算创新发展试点示范工作
80%？ 模糊
云计算的定义 (NIST的草案，业内基本能达成共识)
NIST（National Institute of Standards and Technology, U.S. Department of Commerce） Draft-NIST-SP800-145，146 五个本质特征（Essential Characteristics） 三种服务模式（Service Models） 四种表现模式（Deployment Models）
Essential Characteristics
支持多种终端通过网络访问（2/5） Broad network access Capabilities are available over the network and accessed through standard mechanisms that promote use by heterogeneous thin or thick client platforms (e.g., mobile phones, laptops, and personal digital assistants (PDAs)).
资源监控与管理层
难点
主要实现资源监控、动态调度与优化、 虚拟机在线迁移、物理机负载均衡、 高可用、虚拟机在线备份与恢复、网络 带宽分配、存储备份等功能 服务层 主要实现用户自服务门户、用户与权限 管理、流程管理、计费管理、日志管理、 安全管理、模板定制与自动部署、应用 监控、应用负载均衡、智能终端支持等 功能
3 种服务模式（Service Model）
Infrastructure as a Service (IaaS) Platform as a Service (PaaS) Software as a Service (SaaS)
4 种表现模式（Deployment Model）
私有云（Private Cloud）
“云计算”是什么？
“云计算”：3个字，名词+动词。不易理解。 但可以在“云”的基础上去理解“云计算”：
在“云”上的活动
“云”是一个系统，是用 网络资源、计算资源、存储资 源、数据资源和软件资源构建 的系统，该系统具有前述的 5 个本质特征、 3种服务模式和 4种表现模式
—— 基于NIST，石岗提出的定义？
Essential Characteristics
监控、优化资源的使用和计费（5/5） Measured Service Cloud systems automatically control and optimize resource use by leveraging a metering capability at some level of abstraction appropriate to the type of service (e.g., storage, processing, bandwidth, and active user accounts). Resource usage can be monitored, controlled, and reported providing transparency for both the provider and consumer of the utilized service