HC1109110 云计算基础

目标 学完本课程后，您将能够: 了解云计算的概念与背景 掌握云计算的部署与商业模式 了解云计算的核心技术与价值 掌握华为云计算解决方案

目录 云计算的概念与产生背景 云计算架构与分类 云计算关键技术与价值 华为云计算解决方案

云计算的概念 云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化资源的计算模式。(Cloud computing is a style of computing in which dynamically scalable and often virtualized resources are provided as a service over the Internet. ) —— Wiki定义 云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉 及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说 法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭 义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资 源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服 务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为 一种商品通过互联网进行流通。 云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的，通过互联网提供。终端用户不需要了解 “云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制，只关注自己真 正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。

商业视角 : 云计算 = 信息电厂 用户消费模式变化 商业模式发生变化 Internet 时代 PC 时代 LAN 商业视角 : 云计算 = 信息电厂 PC 时代 Internet 时代 互联网数据中心 企业数据中心 计算和存储: 从局域网向互联网迁移 1 App1 App2 App3 App2 App1 Appn 软件: 从终端向云端迁移 Internet 软件和硬件解耦， 实现硬件共享 3 LAN 2 App1 App2 Appn App1 App2 Appn App1 App2 Appn 用户消费模式变化 通过互联网提供软硬件与服务；用户由浏览器或轻量级终端获取、使用服务 商业模式发生变化 从“购买软硬件产品”向“购买信息服务”转变；如同100年前用电的转变 IT即服务，云计算就是建设信息电厂提供IT服务。 云计算是通过互联网提供软件、硬件与服务，并由网络浏览器或轻量级终端软件来获取 和使用服务；即服务从局域网向Internet迁移，终端计算和存储向云端迁移； 从商业的视角看，云计算是以Google为代表的“Internet时代”和以微软/Intel为代表 的“PC时代”之间两个时代的竞争；这个过程将是逐步的、长期的但呈加快的趋势； 云计算好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力 也可以作为一种商品进行流通，就像电一样，取用方便，费用低廉。

技术视角 : 云计算 = 计算/存储的网络 操作系统+虚拟机 计算 文件 存储 社区 搜索 商务 集群管理 并行处理 自动管控 分布式存储 技术视角 : 云计算 = 计算/存储的网络 操作系统+虚拟机 … 计算 文件 存储 社区 搜索 商务 集群管理 并行处理 自动管控 分布式存储 应用服务API 云能力服务API 各种应用软件和服务 — 业务与应用软件 “云计算”的灵魂— 云平台软件 支撑海量信息 处理的服务器和存储 连接数以万计 服务器的以太交换机 云计算与传统的单机和网络应用模式相比，具有如下特点： 虚拟化：这是云计算最核心的特点，包括资源虚拟化和应用虚拟化。每一个应用部署的 环境和物理平台是没有关系的。通过虚拟平台进行管理达到对应用进行扩展、迁移、备份。 动态可扩展：通过动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。可以实时将服务 器加入到现有的服务器集群中，增加计算能力。 按需部署：用户运行不同的应用需要不同的资源和计算能力。云计算平台可以按照用户 的需求部署资源和计算能力。 高灵活性：现在大部分的软件和硬件都对虚拟化有一定支持，各种IT资源（例如软件、 硬件、操作系统、存储网络等）通过虚拟化，放在云计算虚拟资源池中进行统一管理。同 时，能够兼容不同硬件厂 商的产品，兼容低配置机器和外设而获得高性能计算。 高可靠性：虚拟化技术使得用户的应用和计算分布在不同的物理服务器上面，即使单点 服务器崩溃，仍然可以通过动态扩展功能部署新的服务器，保证应用和计算的正常运转。 高性价比：云计算采用虚拟资源池的方法管理所有资源，对物理资源的要求较低。可以 使用廉价的PC组成云，而计算性能却可超过大型主机。

+ 云计算是商业模式和技术理念的统一 Huge Capability 云服务 云平台 “On-Demand” 的商业模式 Internet 云平台 Servers & Storage Distributed & Parallel Software 云服务 IAAS SaaS PaaS 云服务 “On-Demand” 的商业模式 Huge Capability 云平台 分布式和并行软件系统 + “On-Demand”商业模式，即按需服务模式。用户所需要的应用软件和数据都位于云中， 用户使用客户端按照自己的需求访问所要的应用。云服务提供商同样按照客户的需求提供相 应的服务，和收到相应费用。

云计算产生的技术背景 交互方式 计算设施 软件工程 从人围绕计算机转变到计算机围绕人转。 软件工程一改长期以来面向机器、语言的主机的形态，转而面向需求、网络和服务。 语音 触摸 鼠标 1970S 键盘 面向过程 计算设施 1980S 面向对象 1990S 面向构件 大型机 小型机 PC机 桌面互联网 移动互联网 2000S 2010S 面向领域 软件工程 云计算的产生，首先源于信息革命50多年来计算设施的变迁：从60年代的大型机，到70 年代的小型机，到80年代的个人电脑和局域网，再到90年代对人类生产和生活产生了深刻影 响的桌面互联网，以及目前大家所高度关注的移动互联网、无处不在的网络，计算设施不断 地由单机向网络变迁。通信和网络的发展速度比以摩尔速度为代表的计算速度发展更快，这 种变化是云计算能够生根发芽的土壤。 其次，软件工程40年来也发生了很大变化：70年代，人们把程序设计中的流程图看得很 重要，80年代开始面向对象，90年代面向构件，现在我们面向领域、面向服务。软件工程一 改长期以来面向机器、面向语言和面向中间件等面向主机的形态，转为面向需求和服务等面 向网络的形态，真正实现了软件即服务，这是软件工程的大转身，服务将会成为云计算下软 件开发的基本样式。 第三，半个世纪以来，人机交互方式也在逐渐发生改变，从主要以键盘的字符界面交互 为主，发展到后来鼠标的图形界面，再到后来触摸、语音、手势等，各种各样便捷的交互方 式使人围绕计算机转的时代已经过去，现在，计算机需要围着用户转，用户越来越只需要关 注于核心业务，并不需要成为计算机或IT的“业余工程师”，这也正是云计算给用户在利用 IT设施的方式上所带来的重要改变。 面向服务 1970S 1980S 1990S 2000S 2010S

云计算产生的推动因素 需求推动 技术进步 商业模式转变 Diagram 2 Diagram 3 Diagram 2 Diagram 3 低成本投入、高性能获得、更好用户体验 需求推动 技术进步 商业模式转变 Diagram 2 Diagram 3 Diagram 2 Diagram 3 虚拟化技术、分布与并行计算、互联网及WEB技术 运营云计算服务 需求推动 政企客户的信息化需求强烈，但同时要求低成本投入、高性能获得； 个人用户的互联网、移动互联网应用需求强烈，追求更好用户体验。 技术进步 虚拟化技术、分布与并行计算、互联网及WEB技术的发展与成熟，使得基于互联网提 供包括IT基础设施、开发平台、软件应用成为可能； 宽带技术及用户发展，使得基于互联网的服务使用模式逐渐成为主流。 商业模式转变 少数云计算的先行者（例如Amazon的IaaS)的云计算服务已开始运营 市场对云计算商业模式已有一定认可，越来越多的用户接受并使用云计算服务 几年之内,云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。从Google公开发布的核心 文件到Amazon EC2（亚马逊弹性计算云）的商业化应用，再到美国电信巨头AT&T （美国电话电报公司）推出的Synaptic Hosting（动态托管）服务，云计算从节约 成本的工具到盈利的推动器，从ISP（网络服务提供商）到电信企业，已然成功地从 内置的IT系统演变成公共的服务。

目录 云计算的概念与产生背景 云计算的模式 云计算关键技术与价值 云计算发展现状与应用

云计算部署模式 私 有 云 公 有 云 混合云 云计算有三种部署模式：私有云计算、公有云计算、混合云计算。 私有云计算：一般由一个组织来使用，同时由这个组织来运营。华为数据中心属于这种模 式，华为自己是运营者，也是它的使用者，也就是说使用者和运营者是一体，这就是私有 云。 公有云计算：就如共用的交换机一样，电信运营商去运营这个交换机，但是它的用户可能 是普通的大众，这就是公共云。 混合云计算：它强调基础设施是由二种或更多的云来组成的，但对外呈现的是一个完整的 实体。企业正常运营时，把重要数据保存在自己的私有云里（比如：财务数据），把不重 要的信息放到公有云里，两种云组合形成一个整体，就是混合云。比如说电子商务网站， 平时业务量比较稳定，自己购买服务器搭建私有云运营，但到了圣诞节促销的时候，业务 量非常大，就从运营商的公有云租用服务器，来分担节日的高负荷；但是可以统一的调度 这些资源，这样就构成了一个混合云。

云计算商业模式 SaaS 用户 PaaS 开发者 云服务 IaaS 用户 虚拟化 服务器 存储 网络 CRM, Email, Games, Instant Msg… 用户 PaaS Data base, Web Server, IDE… 开发者 云服务 IaaS Storage, Network, Server… 用户 虚拟化 IaaS（Infrastructure as a service） 基础设施即服务，提供给消费者的服务是对所有基础设施的使用，包括计算、存储、网 络和其它的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不 需要管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、存储空间、部署的应用， 也有可能获得网络组件（例如，防火墙，负载均衡器等）的控制。Amazon EC2是IaaS的典 型代表。 PaaS（Platform as a service） 平台即服务，提供给消费者的服务是部署在云计算基础设施上的应用程序开发平台（例 如Java，.Net等）。客户不需要管理或控制底层的云计算基础设施，但能控制部署的应用程 序开发平台。Microsoft Azure是PaaS的典型代表。 SaaS（Software as a service） 软件即服务，提供给消费者的服务是运行在云计算基础设施上的应用程序，如CRM、 ERP、OA等。Salesforce online CRM就属于SaaS。 除此之外，还有另外一种模式：DaaS，即Data as a service，是一种以数据存储为服务 内容的服务模式。 服务器 存储 网络

云计算的流派 小聚大 大分小 VMM VMM 物理机 APP1 物理机 物理机 APP APP APP APP APP APP 物理机 MapReduce 物理机 APP1 MapReduce 物理机 APP1 MapReduce VM1 VM2 VMn VM1 VM2 VMn VMM VMM 物理机 APP1 物理机 物理机 大分小 小聚大 在业界，云计算的部署形态主要有两种，一种是大分小，另一种是小聚大。 大分小是指通过虚拟化技术，对性能强大的物理机资源进行虚拟化，形成可动态调整分 配的计算、存储、网络资源池。这种方式的关键技术主要包括虚拟化、虚拟机监控、虚拟机 调度与迁移，主要适用于资源可时分复用的场景。Amazon EC2业务是大分小形式的典型代 表。 小聚大指的是，把多个性能较低的物理资源，通过一定的软硬件方式，形成逻辑上性能 强大的物理资源。一个对资源需要较大的任务，可以分配到各个小的物理机进行处理。这种 方式主要涉及任务分解与调度、分布式通信总线、全局一致性等技术。Google是小聚大的典 型厂家。

目录 云计算的概念与产生背景 云计算的模式 云计算关键技术与价值 华为云计算解决方案

云计算关键技术——虚拟化技术 应用 操作系统 虚拟化层 虚拟化实现了IT资源的逻辑抽象和统一表示，在大规模数据中心管理和解决方案交付方 面发挥着巨大的作用，是支撑云计算伟大构想的最重要的技术基石。采用虚拟化技术对计算 、存储、网络等物理资源进行虚拟化，形成资源池对用户提供按需服务。

云计算关键技术——存储自动精简配置 计算和存储 机房空间 FusionCompute 普通型 精简型 40GB 客户机 80GB 虚拟存储精简置备是一种通过以灵活的按需方式分配存储空间来优化存储利用率的方 法。精简置备与传统模式（称为厚置备）截然不同：厚置备预先提供大量存储空间以满足未 来的存储需要，但是空间可能一直未被使用，这样会导致无法充分利用存储容量；精简置备 可以为客户虚拟出比实际物理存储更大的存储空间，只有写入数据的存储空间才会为之真正 分配物理存储，未写入的虚拟存储空间不占用物理存储资源，从而提高存储利用率。虚拟存 储精简配置基于虚拟磁盘级别提供，管理员可以按“普通”格式或“精简”格式分配虚拟磁 盘文件。通过将虚拟磁盘设为“精简”配置，虚拟存储管理为虚拟磁盘在数据存储上分配存 储空间，在开始时仅交付存储数据所需的存储空间，并不交付已经分配但并未使用的存储空 间，并且随着虚拟磁盘上数据量的增加而增加空间供应量。当所有分配空间都已经交付时， “精简”磁盘与“普通”磁盘没有差异。 存储无关:虚拟存储精简配置与操作系统和硬件完全无关，因此只要使用虚拟镜像管理系 统，就能提供虚拟存储精简配置功能。 容量监控:提供数据存储容量预警，可以设置阈值，当存储容量超过阈值时发出告警。 空间回收：提供虚拟磁盘空间监控和回收功能，当虚拟磁盘使用了一段时间，分配空间 较大而实际使用空间较小时，可以通过磁盘空间回收功能回收已经分配交付但不在使用的空 间。当前支持NTFS格式的虚拟机磁盘回收。

云计算关键技术——QoS精细化管控 Web Oracle BT下载 FusionCompute CPU QoS 支持设置预留百分比：控制虚拟机最低可获取的物理内存，其值为虚拟机内存配置值与 预留量的乘积。 网络QoS 采用虚拟交换机支持网络QoS（带宽限速及优先级），采用智能网卡实现虚拟接口最大带 宽的速率限制。

云计算关键技术——自动负载均衡 FusionCompute FusionCompute App App App 动态资源调度(DRS)：动态分配和平衡资源，采用智能调度算法，根据系统的负载情况， 对资源进行智能调度，达到系统的负载均衡，保证系统良好的用户体验。 功能描述 动态资源调度策略针对集群 (Cluster) 设置，支持负载均衡策略。 负载均衡调度策略中，可以设置调度阈值、定义策略生效的时间段。在策略生效的时间 段内，如果某主机的CPU、内存负载阈值超过调度阈值，系统就会自动迁移一部分虚拟机到其 它CPU、内存负载低的主机中，保证主机的CPU、内存负载处于均衡状态。 应用场景 本特性应用于计算资源的负载均衡和节能减排场景。

云计算价值 + 资源整合，提高利用率 自动调度，节能减排 数据集中，信息安全 高效维护，降低成本 服务器整合 APP1 APP2 APP3 数据集中管控 + 数据可被用户自由存取 资源整合提高利用率 利用虚拟化技术，实现资源的弹性伸缩。每台服务器虚拟出多台虚拟机，避免原来的服 务器只能给某个业务独占的问题；可通过灵活调整虚拟机的规格（CPU、内存等），增加虚拟 机/减少虚拟机，快速满足业务对计算资源需求量的变化；利用虚拟化计算，将一定量的物理 内存资源虚拟出更多的虚拟内存资源，可以创建更多的虚拟机。 自动调度，节能减排 基于策略的智能化、自动化资源调度，实现资源的按需取用和负载均衡，消峰填谷，达 到节能减排的效果，白天基于负载策略进行资源监控，自动负载均衡，实现高效热管理；夜 晚基于时间策略进行负载整合，将不需要的服务器关机，最大限度降低耗电量。 节能减排即动态电源管理(DPM)可以优化数据中心的能耗。开启DPM后，当集群中虚拟机 使用资源比较低时，可以聚合虚拟机到少量主机，并关闭其它无虚拟机运行的主机，实现节 能减排。当虚拟机所需资源增加时，DPM动态上电主机，确保提供足够资源。 数据集中，信息安全 传统IT平台，数据分散在各个业务服务器上，可能存在某单点有安全漏洞的情况。部署 云系统后，所有数据集中在系统内存放和维护，并提供以下网络传输、系统接入、数据安 全、趋势防病毒软件等安全保障。 高效维护，降低成本 对于一个大型企业，传统办公设备是人手一台PC机，如果PC发生故障，需要IT人员对发 生故障的PC逐一进行维护。从故障报修，到IT故障排除将耗费大量人力和时间。而应用云 传统IT平台 云平台 数据集中，信息安全 高效维护，降低成本

云计算价值 + 资源整合，提高利用率 自动高度，节能减排 数据集中，信息安全 高效维护，降低成本 服务器整合 APP1 APP2 APP3 数据集中管控 + 数据可被用户自由存取 桌面办公方式，员工的办公系统和数据都在云端，前端免维护，相比传统维护方式将节省大 量人力和时间。 传统IT平台 云平台 数据集中，信息安全 高效维护，降低成本

目录 云计算的概念与产生背景 云计算的模式 云计算关键技术 华为云计算解决方案

华为FusionCloud云解决方案 FusionCloud FusionAccess FusionCube FusionSphere 在虚拟化平台上直接部署VDI，形成标准桌面云解决方案 一体机上部署VDI应用形成VDI一体机 在特定的硬件形态上预安装FusionSphere软件，形成一体机解决方案 FusionCube 华为目前可提供FusionSphere(基础设施虚拟化)、FusionCube(一体机)、 FussionAccess(桌面云)三种云计算解决方案。FusionSphere基础设施虚拟解决方案是 其它解决方案的基础，实现对物理基础设施的虚拟化。在特定硬件形态上预装FusionSphere 软件可形成FusionCube一体机解决方案，实现业务快速部署。在FusionCube或 FusionSphere的基础上部署VDI(Virtual Desktop Infrastructure)，可形成FusionAccess桌面云 解决方案。 提供华为的虚拟化能能力。不与任何硬件邦定。是各解决方案虚拟化能力的基础。 FusionSphere Page 22

基础设施虚拟化——FusionSphere 企业IT人员 运维人员 FusionAccess SQL Server 第三方应用 企业IT系统 FusionManager FusionCompute FusionSphere FusionSphere解决方案通过在服务器上部署虚拟化软件，将硬件资源虚拟化，从而使一 台物理服务器可以承担多台服务器的工作。通过整合现有的工作负载并利用剩余的服务器以 部署新的应用程序和解决方案，可以实现较高的整合率。 解决方案包括FusionCompute和FusionManager两软件组件。 FusionCompute软件组件主要包括VRM、主机组件，实现虚拟化物理资源，向数据中心 虚拟化提供虚拟机服务。 FusionManager软件组件，主要包括IRM（Integrated Resource Management 集成资源 管理）、SSP(Self-service Provisioning 自动发放)、AME(Automatic Management Engine 自 动运维)、IAM(Identity and Access Management 身份和访问管理)、Uportal( Unified Portal 统一Portal)、IDB（intelligent data base）、CSB(Common Service and Bus 公共服务与总 线)、UHM((unified hardware management统一硬件管理)等组件。作为数据中心虚拟化的管 理软件，管理虚拟化资源、硬件资源，并提供服务管理等功能。 FusionManager通过SNMP接口向上级网管上报告警，计算、存储和网络设备可以通过 SNMP、IPMI或SSH接入FusionManager。 同时 ，FusionManager从虚拟化软件FusionCompute获取虚拟化资源配置、告警等信 息；虚拟化软件根据FusionManager的指令，对虚拟机进行管理。 服务器 存储

一体机— FusionCube FusionCube 云基础服务 云管理 服务管理 弹性计算 容灾备份 计算 SSD卡 业务保障 虚拟私有云 弹性负载 均衡 + 安全管理 iNIC卡 网络 虚拟化基础设施 自动化 压缩卡 虚拟化资源调度 统一硬件管理 FusionCube 计算虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 存储 GPU&SNP FusionCube一体机解决方案，硬件上集计算、存储、交换于一体，通过预装 FusionCompute、FusionManage、FusionStorage软件，实现硬件资源的虚拟化和统 一管理。 FusionCube作为虚拟化一体机，是一个开放的、可扩展的系统。通过FusionCube的统 一资源管理、应用自动部署等特性，帮助用户简单、快速实现不同云应用的部署和维护管 理。 用户可根据其业务需求，在FusionCube上定制开发、部署、更新或管理业务应用。这些 应用包括简单的单机应用、复杂的集群应用等，如Exchange、SharePoint、ERP （Enterprise Resource Planning）/CRM（Customer Relationship Management）、VDI （Virtual Desktop Infrastructure）、SQL Server等。

桌面云解决方案 - FusionAccess 虚拟桌面管理层 接入和访问控制层 运营维护管理系统 云计算基础平台 现有IT系统 云终端 虚拟化基础平台 服务器虚拟化/存储虚拟化/网络虚拟化 硬件资源 服务器/存储/网络 华为桌面云解决方案是基于华为FusionCube或FusionSphere的一种虚拟桌面应用，通过 在云平台上部署软、硬件，使终端用户通过瘦客户端（TC）或者其他任何与网络相连的设备 来访问跨平台的应用程序，以及整个客户桌面。 华为桌面云解决方案重点解决传统PC办公模式给客户带来的如：安全、投资、办公效率 等方面的诸多挑战，适合金融、大中型企事业单位、政府、呼叫中心、营业厅、医疗机构、 军队或其他分散/户外/移动型办公单位。 华为桌面桌面云解决方案逻辑架构包括： 硬件资源 提供部署桌面云系统相关的硬件基础设施，包括服务器、存储设备、交换设备、机架、 安全设备、防火墙、配电设备等。 虚拟化基础平台 根据虚拟桌面对资源的需求，把桌面云中各种物理资源虚拟化成多种虚拟资源的过程。 云计算基础平台 云计算基础平台包含资源管理和资源调度两部分： 云资源管理指桌面云系统对用户虚拟桌面资源的管理。可管理的资源包括计算、存 储和网络资源等。 云资源调度指桌面云系统根据运行情况，将虚拟桌面从高负载物理资源迁移到低负 载物理资源的过程。

桌面云解决方案 - FusionAccess 虚拟桌面管理层 接入和访问控制层 运营维护管理系统 云计算基础平台 现有IT系统 云终端 虚拟化基础平台 服务器虚拟化/存储虚拟化/网络虚拟化 硬件资源 服务器/存储/网络 虚拟桌面管理层 负责对虚拟桌面使用者的权限进行认证，保证虚拟桌面的使用安全，并对系统中所有虚 拟桌面的会话进行管理。 接入和访问控制层 用于对终端的接入访问进行有效控制，包括接入网关、防火墙、负载均衡器等设备。 运营维管系统 运营维管系统包含业务运营管理和OM管理两部分： 业务运营管理完成桌面云的开户、销户等业务发放过程。 OM管理完成对桌面云系统各种资源的操作维护功能。 云终端 用于访问虚拟桌面的特定的终端设备，包括瘦客户端、软终端、移动终端等。

总结 云计算的概念 云计算的部署模式与商业模式 云计算的关键技术 华为云计算解决方案

思考题 网盘属于云计算商业模式中的哪一种？ 结合华为FusionSphere解决方案，谈谈云计算的价值有哪些？

练习题 多选题 1、云计算的部署模式有哪几种？（ ） 2、云计算的商业模式有哪几种？（ ） A、私有云 B、公有云 C、混合云 D、桌面云 1、云计算的部署模式有哪几种？（ ） A、私有云 B、公有云 C、混合云 D、桌面云 2、云计算的商业模式有哪几种？（ ） A、IaaS B、PaaS C、SaaS D、DaaS 答案： １、ABC ２、ABCD

练习题 判断题 1、 华为数据中心属于公有云（ ） 2、华为FusionCube解决方案集计算、存储、网络于一体。（ ） 答案： １、F ２、T