第3章 云计算的关键技术及挑战

云计算的关键技术 多租户技术
多租户技术
大量用户共享同一堆栈的软、硬件资源，每个用户按需使用资源，能够对软件服务进 行客户化配置而不影响其他用户的使用 采用多租户技术的SaaS应用需要具有两项基本特征：
• SaaS应用是基于Web的，能够服务于大量的租户并且可以非常 容易地伸缩 • 要求SaaS平台提供附加的业务逻辑使得租户能够对SaaS平台本 身进行扩展，从而满足更特定的需求。
云计算特有的安全问题
传统观念转变 政策法规保障 云中每个节点都可能受到攻击
现有软件系统安全防护模式如何改变
云计算的技术挑战 可用性
软件系统在一定时间内正常工作的时间占总时间的比重，通常用百分 比衡量 云计算环境能够在最大程度上减少资源的不可用对业务系统的影响 通过技术创新，保证即使软、硬件出现问题服务仍然可用
根本方法
从逻辑上甚至物理上将多个用户的数据隔离
云计算的技术挑战 高性能
云环境所承担的计算、存储和通信方面的负载大于 传统的计算环境
服务器虚拟化技术
CPU开销较小 内存性能开销较大（访问冲突）
大规模数据处理技术
MapReduce
• 适用性问题 • 原语设计导致的性能问题 • 大量的网络消息通信问题
分布式存储技术
技术难点
• 数据隔离、客户化配置、架构扩展、性能定制
云计算的关键技术 多租户技术
多租户技术
云计算的关键技术 多租户技术
多租户技术从实现模式上来讲，有如下几种方法：
云计算的关键技术 海量数据处理
海量数据处理
对大规模数据的计算和分析，通常数据的规模可达TB甚至PB级别 典型例子
• 搜索引擎
并行计算模型
面对网络不可控的环境
云计算的技术挑战 标准化
维护多个云之间的数据同步、应用版本同步、应用在多个云之间的互 操作 云计算的标准化工作还在酝酿之中 开放式云宣言(Open Cloud Manifesto)
总结云计算的特点和现有挑战 建立开放的云基础设施将是未来云计算领域的发展趋势 对开放标准的呼吁
习题
• 目标物理机之间 的网络带宽总和
云计算的关键技术 资源调度
资源调度
在特定的资源环境下，根据一定的资源使用规则，在不同的资源使用者之间进行资源 调整的过程 两种途径
• 在计算任务所在的机器上调整分配给它的资源使用量 • 将计算任务转移到其他机器上
云计算的关键技术 资源调度
资源调度
云计算的新挑战
• 海量规模 • 对资源进行实时监控和管理 • 满足服务级别协定
• MapReduce编程模型
云计算的关键技术 大规模消息通信
同步消息通信
异步消息通信
云计算中新的挑战
首先，消息通信服务必须足够稳定，以保证在应用程序需要使用消息服务的肘候该服务一定是可用 的，并且保证消息在互联网传输过程中不会丢失； 其次，消息通信服务必须能够伸缩，从而支持大规模节点同时执行高性能的消息读写操作； 再次，消息通信服务还要保证消息的传递是安全的，从而保证业务是安全的； 最后，紧凑、高效的消息内容模型对提高消息处理效率非常重要，云中的消息通信还要能够支持各 种各样的消息格式，兼容多样的消息长度，因为使用云的用户并不局限于其一领域或者某一平台。
云计算的关键技术 大规模分布式存储
大规模分布式存储技术
分布式文件系统
• Google File System
云存储服务
• Amazon Simple Storage Service • Google BigTable
云计算的关键技术 许可证管理与计费
IT基础设施的许可证管理与计费模式
按需付费 按使用计费
云计算的关键技术 快速部署
并行部署技术
将传统的顺序部署方式改为并行执行，同时执行多个 部署任务，将虚拟机同时部署到多个物理机上 制约部署速度因素
• 部署服务器的读写能力或部署系统的有限网络带宽
云计算的关键技术 快速部署
协同部署技术
将虚拟机镜像在多个目标物理机之间的网络中传输， 提高部署速度 制约部署速度因素
大量提供商还未制定产品在云计算环境下的计费模式 较成熟的是Amazon提供的EC2和S3的按量计费模式，用户按占用的 虚拟机单元(固定频率和数量的 CPU、固定数量的内存、特定操作系 统)、IP地址、带宽初存储空间付费。
云计算的技术挑战
安全性 可用性 可伸缩性
信息保密
高性能 标准化
云计算的技术挑战 安全性
云计算的关键技术
快速部署 资源调度 多租户
海量数据处理
大规模消息通信 大规模分布式存储 许可证管理和计费
云计算的关键技术 快速部署
云计算环境对快速部署的要求将会更高：
首先，在云环境中资源和应用不但规模变化范围大而且动态性高； 其次，不同层次云计算环境中服务的部署模式是不一样的；
另外，部署过程所支持的软件系统形式多样，系统结构各不相同，部署 工具应能适应被部署对象的变化。
1.说说云计算中的虚拟化技术与多租户技术的区别。
2.云计算存在哪些安全风险？
Baidu Nhomakorabea
云计算的技术挑战 可伸缩性
通过资源的增加或减少来应对负载的变化，并保持一致的性能 垂直伸缩
在现有的服务节点上增加或减少资源
水平伸缩
在现有的服务节点上增加或减少服务节点
云计算的技术挑战 信息保密
信息的内容不应该被未授权的人得到 非法用户访问难度较大
数据在云的大规模分布式存储机制中，完整的数据实体被打散存储在不同的服务器上， 而每个数据块可包含不同的数据实体