云计算技术初步

前言

云计算说白了就是将硬件资源整合再在软件层面重新进行分配，一般是三大资源—计算资源、网络资源、存储资源。

三种角色

• 资源整合运营者
• 资源使用者
• 终端客户

  特点

• 资源池弹性可扩张
• 按需提供资源服务
• 虚拟化
• 网络化资源接入
• 高可靠和安全性

  分类

  按资源封装层次分

• 基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）
  如：Amazon EC2、IBM Blue Cloud、Sun Grid
  主要是虚拟化技术
• 平台即服务（Platform as a Service，PaaS）
  如：IBM IT Factory、Google APPEngine、Force.com
• 软件即服务（Software as a Service，SaaS）
  如：Google APPS、SoftWare+Services

四层模型：

应 用 层 — SaaS
平 台 层 — PaaS
基础设施层 — IaaS
虚拟化层 — 硬件即服务

按技术路线分：

• 资源整合技术
  大都集群架构，将分散的计算和存储资源整合输出
  核心：分布式计算、存储
  应用：MPI(并行计算技术)、Hadoop(Apache的分布式计算系统)、HPCC(高性能计算集群)、Storm(基于拓扑的的流数据实时计算平台)
• 资源切分技术
  虚拟化系统，对单个服务器资源的弹性切分，从而有效利用服务器资源
  主要：桌面云
  应用：KVM、VMware

  云计算技术主要内容

• 分布式计算技术
• 虚拟化技术
• 网络技术
• 服务器技术
• 数据中心技术
• 云计算平台技术

• 存储技术

  虚拟化技术

  现代计算机系统分为几个层次（自下而上）：

  裸机（底层硬件）– 操作系统 — 操作系统提供应用程序编程接口 — 运行在操作系统上各种应用程序

  虚拟化就是要在不同层次间建立虚拟化层，向上提供与真实层次相同或相近功能
  要明确 对象、过程、结果

分类

• 指令集架构级虚拟化
  Bochs、VLIW
• 硬件抽象层虚拟化
  VMWare、Virtual PC、Xen、KVM
• 操作系统层虚拟化
  Virtual Sever、Zone、Virtuozzo
• 编程语言层虚拟化
  JVM、CLR
• 库函数虚拟化
  Wine

  系统虚拟化

  就是在一台计算机系统上虚拟多台计算机系统

  服务器虚拟化

  将系统虚拟化应用到服务器上
  所需技术：CPU、内存、IO虚拟化

  桌面虚拟化

  使桌面与其使用的终端设备相分离
  主要技术：VDI、SBC

  网络虚拟化

  虚拟专用网、虚拟局域网

  集群系统

  就是一组独立的计算机（节点）的集合体，除了作为单一计算资源供用户使用外还可以协同工作，供并行任务使用
• 并行计算集群Beowulf
• 集群文件系统HDFS、GFS、Lustre

  数据中心能耗

  数据中心是管理和维护的中心，能耗是衡量一个数据中心管理维护是否合理的重要的标准。常用的有PUE、DCIE、能耗比等。

  PUE

  Power Usage Effectiveness
  PUE = 数据中心整体能耗/IT设备能耗
  最理想的值是1，Google全年平均1.12，百度M1云计算中心1.35
  例如：
  数据中心A有100个机柜，每个机柜5台2U/18刀的刀片服务器，运行总功率500kW，IT设备功率250kW，则该数据中心PUE=500/250=2；
  数据中心B有200个机柜，每个机柜有6台机架式2U/4刀的机架式服务器，运行功率700kW，IT设备功率300kW，该数据中心PUE=700/300=2.33；
  总结：A好。

  DCIE

  Data Center Infrastructure Effectiveness
  DCIE = IT设备能耗/数据中心整体能耗/IT设备能耗
  其实就是PUE倒数

  能耗比

  IT设备能耗比 = IT设备每秒数据处理流量/IT设备能耗