云计算技术与应用

一个利用率 90%服务器
应答时间是最快时的10倍
其他例子
99%利用率: 100 倍 50%利用率: 2倍 20% 利用率: (1/.8) = 1.25 倍
当系统忙时， 时间应该更长
The Work Needs to Fit in the Slack
响应太慢??
减轻系统负载!
在一个利用率达到60%‐80%的系统或者数据中心上运行服务是不现实的!

对云计算的一些思考


计算所在云计算领域的一些实践
云计算的“热度”
Legend: Cluster computing, Grid computing, Cloud computing
IT业界的发展浪潮
——很难看到，众多企业如此一致的行动
云计算的技术背景
云计算是并行计算(Parallel Computing)、 分布式计算(Distributed Computing)和网格计算 (Grid Computing)的发展，或者说是这些计算 机科学概念的商业实现。 云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算 (Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务) 、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等技 术混合演进并跃升的结果。
20
Google WillPower Will Whitted
1/21/2007
Sun Project Black Box 242 systems in 20’
云计算对产业链的重要影响


对于服务器厂商而言 云计算及数据中心都对服务器系 统的需求急剧膨胀，市场前景巨 大 对于终端设备厂商而言 网络化的云计算为终端设备，特 别是小型移动设备的多元化、个 性化发展提供了重要机遇 云计算将推动普适计算发展
Domain0
XenoLinux Xen Hardware
XenoWindows
云计算的重要工具：MapReduce

提供了简便的分布式数据处理编程模型 为云数据中心的大规模数据处理提供支撑
弹性的资源需求和供应

按需增加或减少资源

Amazon EC2, 每次一个服务器，只需要几分钟 高峰时期的负载是日常负载的2到10倍 多数服务器按照负载高峰供应资源 非高峰时期资源被浪费
Rackable Systems Concentro
1,152 Systems in 40’ (9,600 cores/3.5 PB)
Datatainer ZoneBox Rackable Systems Container Cooling Model Petabox Internet Archive Brewster Kahle
Some Users Respond to Under‐Provisioning by Permanently Deserting the Site... Bad for Revenue!
一个理论结果
估计的请求 应答时间
=
最快应答时间 1 – 系统利用率
空闲系统上 执行一个任务的时间
最小应答时间
)
利用率 导致云计算和数据 中心成本模型的不 同!
使用自己的数据中心 运营服务获得的总体 收益
在资源没有充分利用的情 况下，必须付整个数据中 心的费用
必须为资源的低效使用付 出代价
模块化数据中心设计
Containerized Products
Caterpillar Portable Power
Nortel Steel Enclosure Containerized telecom equipment
一个成功的例子：Amazon

Amazon Web Services (AWS) 是Amazon公司提供 的一组网络服务或者云服务 AWS面向应用开发人员，为 客户端应用和Web网站提供 在线服务

Amazon Elastic Compute Cloud (EC2)

弹性计算云

提供了快速可扩展、可重构的计算资源 极大方便了web应用的开发和维护 以简单的web服务接口向用户提供计算资源 改变了计算的商业模型，“Pay as you use”
成本模型
在按需付费模式下 的总体收益 按需付费模式下，每 小时的收益 数据中心的计算开 销
UserHourscloud × (revenue – Costcloud) ≥ UserHoursdatacenter × (revenue –
Costdatacenter Utilization
云计算发展的难题

云服务的可靠性 数据锁定和垄断 信息安全 数据传输效率低下 性能优化和系统调试 可扩展性 海量存储和数据处理

云计算技术与应用
刘淘英 liutaoying@gmail.com 中国科学院计算技术研究所
目 录

云计算的背景 云计算的代表性系统和分类 云计算的定义 云计算的技术特点

经济模型：我该不该转向云计算？ 虚拟化 大规模数据处理 模块化数据中心 低成本服务器 云计算对产业链的影响 云计算发展的阻碍
云计算技术与应用
主讲人：刘淘英 中科院计算所网络科技 重点实验室副研究员
简介：中国科学院计算技术研究所，网络科学重点实验室，副研究员。毕业于计算所， 博士学位。曾参与曙光系列高性能计算机的研制，包括曙光2000，3000以及曙光4000A。2005 年后参与或负责国家863计划、973计划和自然基金委资助的中国国家网格、中国科学网格以 及虚拟计算环境项目的研制。目前的研究方向是网格计算和云计算。
Salesforce.com
云计算的技术特点
超大规模 虚拟化 按需服务 高可靠性 极其廉价 通用性 高可扩展性
云计算的核心支撑技术：虚拟化

系统虚拟化是云资源管理的关键技术
Control, I/O (Domain 0) Application Application Application GueBaidu Nhomakorabeat Domain Application Application Application Guest Domain Application Application Application

现实中服务器的利用率在5%到20%

按照高峰配置
如果没有弹性, 在非高峰时期，资源将 被浪费(阴影部分)
保守资源配置的风险
Under‐Provisioning #1
Potential Revenue (Shaded Area) Is Sacrificed
Under‐Provisioning #2