云计算基础技术与应用全套教学课件.pptx

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云计算的简介第一章目录01云计算的概念02云计算的内涵03云计算的发展历史04其他计算05实战项目-多人共同使用云Office1.云计算的概念云计算的概念云计算（CloudComputing）是一个新概念，产生的历史并不长，但对云计算的定义有多种说法。

云计算的概念

（1）厂商角度：

云计算的“云”是存在于互联网服务器集群上的资源，它包括硬件资源（如CPU处理器、内存储器、外存储器、显卡、网络设备、输入输出设备等）和软件资源（如操作系统、数据库、集成开发环境等），所有的计算都在云计算服务提供商所提供的计算机集群上完成。

（2）用户角度：

云计算是指技术开发者或者企业用户以免费或按需租用方式，利用云计算服务提供商基于分布式计算和虚拟化技术搭建的计算中心或超级计算机，使用数据存储、分析以及科学计算等服务。

云计算的概念（3）抽象角度：

云计算是指一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。

（4）正式的定义：

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

这是美国国家标准与技术研究院（CommerceDepartmentsNationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）对云计算的定义，是被大众广泛接受的定义。

2.云计算的内涵云计算的内涵对云计算概念的定义虽然很多，但脱离不开一个名词，即互联网。

可以说，“云”是互联网的一种比喻说法。

而云计算可以被认为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的资源。

云计算的兴起代表着计算和数据资源正在逐渐迁移至互联网，所以有的人认为云计算就是“互联网+计算”。

云计算和互联网应用正在日益结合，不断推动互联网应用和云计算的发展。

云计算的内涵一方面，大规模互联网的应用（如搜索引擎、网络媒体、社交网络、网上购物等网络应用）使得服务提供商拥有了大型数据中心来支撑自身业务的发展。

这些服务商如美国网络电子商务公司亚马逊（Amazon）、美国搜索引擎公司谷歌（Google）、美国系统软件公司微软（Microsoft）等大型公司都计划或已经在自己庞大的基础设施上面提供更多的服务。

这一趋势使用户可以采取租用基础设施的服务方式完成自身业务，避免了自建机房和维护系统，使云计算服务成为可能，从而推动互联网应用的进一步发展。

云计算的内涵另一方面，不同类型的互联网应用，使用户越来越多地将数据（如文字、图片、音频、视频等个人数据）存储到互联网上。

与此同时，智能手机和平板计算机等移动终端在近年来快速发展，不仅提供了随时随地接入互联网的能力，还可以运行各种互联网应用，使用户可以方便地通过这些轻量级的设备访问存储在互联网上的数据。

这样，大量的数据存储和计算功能都需要通过网络来实现，进一步推动了云计算的发展。

云计算的内涵除了“互联网”，云计算与另一个名字紧密相关，即“虚拟化”。

虚拟化是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。

云计算通过虚拟化实现了有弹性可扩展的资源和服务，虚拟化技术是云计算的一个重要基础。

云计算服务商通过对软硬件资源的虚拟化，将基础资源变成了可以自由调度的资源池，从而实现资源的按需配给，向用户提供按使用付费的服务。

用户可以根据业务的需要动态调整所需的资源，而云计算服务提供商也可以提高自己的资源使用效率，降低服务成本，通过多种不同类型的服务方式为用户提供计算、存储和数据业务的支持。

3.云计算的发展历史云计算的发展历史云计算的概念产生的历史并不长，但云计算技术在近年来得到了飞速的发展。

云计算的发展历史真正意义上的云计算服务是在2000年以后出现的，即Amazon公司于2006年3月推出弹性计算云（ElasticComputeCloud）服务。

同年8月，Google公司的首席执行官埃里克施密特（EricSchmidt）在美国加利福尼亚州圣何塞（SanJose）举行的搜索引擎大会（SES2006）介绍的“Google101”项目中使用了“云计算”的名词，云计算概念第一次出现在公众视野中。

2007年10月，Google公司与美国国际商业机器公司（IBM）开始在美国的大学中推广“云计算”计划，为这些大学提供相关的云计算软硬件设备及技术支持，旨在降低云计算技术在学术研究方面的成本。

2008年2月，IBM公司在中国无锡太湖新城科教产业园启动“IBM-中国云计算中心”的建设，这被认为是全球第一个云计算中心（CloudComputingCenter）。

云计算的发展历史2010年7月，美国国家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA）和美国云计算公司Rackspace、美国超威半导体公司（AMD）、美国英特尔公司（Intel）、美国戴尔公司（Dell）等计算机硬件设备公司共同宣布“OpenStack”开放源代码计划，持续推动开源的云计算管理平台项目的发展。

2013年12月，IBM公司首次宣布将IBM的顶级计算基础结构服务引入中国大陆，随后Amazon公司也将Amazon的公有云计算服务引入中国。

云计算的发展历史云计算的兴起和发展顺应了当前全球范围内整合计算资源和服务能力的需求，满足了高速处理海量数据的需求，为高效、可扩展和易用的软件开发和使用提供了支持和保障。

4.其他计算其他计算01并行计算02分布式计算03集群计算04网格计算05效用计算并行计算并行计算（ParallelComputing）或称平行计算，是相对串行计算提出的概念，是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，其主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题。

并行计算的特点是将任务分解成离散的多个部分，通过执行多个程序指令来完成计算。

在多计算资源下解决问题的耗时要明显少于单个计算资源下的耗时。

并行计算云计算与并行计算的区别1.云计算源于并行计算并行计算的出现是人们不满足于Intel公司创始人戈登摩尔（GordonMoore）提出来“摩尔定律”（当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍）的增长速度，希望将任务分解成离散的多个部分，随时并及时地执行多个离散部分，从而获得更快的计算速度。

这种很简单的实现高速计算的方法被证明相当成功，但由于并行计算可以达到的并行度有限，人们开始把提高计算速度的思想从一台计算机的并行转移到多台计算机协同并行上来，逐渐产生了云计算的概念。

云计算与并行计算的区别2.用户群体不同并行计算的提出最初主要是为了满足科学和技术领域的专业需要，利用并行计算的领域也基本局限于科学领域。

传统并行计算机的使用是一个相当专业的工作，需要使用者有较高的专业素质，而且并行计算绝大部分采用命令行的操作，这对普通用户要求非常高。

云计算面向的不仅仅是科学领域和专业用户，它将计算资源包装成易使用的服务，无须专业的操作知识，几乎所有的行业和用户都也可以很容易使用云计算。

云计算与并行计算的区别3.高性能与低要求为了提高并行计算的能力，人们采用昂贵的服务器，不惜代价地提高计算速度。

为提高并行计算能力而设计和开发的高性能计算机在不断推陈出新，一台大型高性能计算机如果在3年内不能得到有效的利用就会逐渐被淘汰，巨额的投资将无法收回。

而云计算的最重要目的并不是追求高性能，而是将计算资源以服务的形式提供给更多的人使用。

云计算并不一定要求使用昂贵的服务器，云计算中心的计算力和存储力可随着需要逐步增加，云计算的基础架构支持这一动态增加的方式，每个节点可以是非常廉价的计算机。

分布式计算分布式计算（DistributedComputing）是把需要进行大量计算的工程数据分区成小块，由多台计算机分别计算，在上传运算结果后，将结果统一合并得出数据结论的计算方法。

分布式计算分布式计算并行计算与分布式计算都是运用并行来获得更高性能，化大任务为小任务。

简单说来，如果处理单元共享内存，就称为并行计算，反之就是分布式计算。

但是，分布式的任务包互相之间有独立性，上一个任务包的结果未返回或者是结果处理错误，对下一个任务包的处理几乎没有什么影响。

因此，分布式的实时性要求不高，而且允许存在计算错误。

相比并行计算，分布式计算的资源利用率更高，计算效率也更高。

相比并行计算，分布式计算与云计算的理念更加接近。

可以说，云计算是在分布式计算的基础上扩充和发展起来的。

分布式计算分布式计算具有以下几个优点：

（1）稀有的资源可以共享；

（2）通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载；（3）可以把程序放在最适合运行的计算机上。

分布式计算目前常见的分布式计算项目通常使用世界各地上千万志愿者计算机的闲置计算能力，通过互联网进行数据传输。

例如，分析计算蛋白质的内部结构和相关药物的项目，该项目结构庞大，需要惊人的计算量，由一台计算机计算是不可能完成的。

集群计算集群计算（ClusterComputing）是指同时使用多台计算机（例如个人计算机、服务器、工作站等计算机）、多个存储设备和记忆冗余的互连线路来组成一个对用户来说单一的、高可用的系统，通过这个系统来实现计算的负载均衡。

集群系统中的单个计算机通常称为节点，通常通过局域网连接，但也有其他的可能连接方式。

集群计算机通常用来改进单个计算机的计算速度和可靠性。

一般情况下集群计算机比单个计算机，如工作站或超级计算机性价比要高得多。

集群计算云计算与集群计算的异同1连接方式相同集群计算将多台计算机、多个存储设备和记忆冗余的互连线路来组成一个对用户来说单一的、高可用的系统，而云计算也是将多个计算设备连接起来组成一个云计算平台，为用户提供服务。

2组织方式不同集群计算连接的多台计算机一般是同构的，通常通过局域网连接，而云计算组成的计算设备不要求同构，甚至可以是不同配置、不同种类的设备。

3主要用途不同集群计算的一个常用用途是在一个高流量的网站中实现负载均衡。

而云计算的用途不仅限于负载均衡，它面向的用户更加广泛，可以为广大用户提供廉价、高性价比的计算服务。

网格计算网格计算（GridComputing）是指利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（例如，计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等），连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（如计算、存储、访问等）。

网格计算网格计算网格计算和集群计算是相对提出的，集群计算连接的是同构的计算机，网格计算是异构的，连接的是一组相关并不信任的计算机，它的运作更像一个计算公共设施而不是一个独立的计算机。

网格计算扩展包括用户桌面机，而集群计算一般局限于数据中心。

云计算与网格计算的异同1可以提高网络资源的利用率网格计算和云计算都可以提高网络资源的利用率，特别是将闲置的计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等连入互联网，连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务。

2主要用途不同网格计算和集群计算的主要用途一致，十把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。

而云计算的主要用途不是为科研人员解决复杂运算，而是面向广大用户提供廉价、高性价比的计算服务。

3侧重点不同云计算侧重于互联网资源的整合；网格计算侧重于不同组织间计算能力的连接。

云计算依靠互联网资源供给的灵活性，革新了互联网产业的商业模式，是基础互联网资源外包商业模式的典型运用。

网格计算是拥有计算能力的节点自发形成联盟，共同解决涉及大规模计算的问题，是基础互联网资源联合共享模式的运用。

效用计算效用计算（UtilityComputing）用于为用户提供个性化的计算服务，以满足不断变化的用户需求，并且基于实际占用的资源进行收费，而不是仅仅按照时长或速率进行收费。

所以，效用计算也叫作使用收费或者配量服务。

效用计算利用互联网来实现企业用户的数据处理、存储和利用，企业不必再组建自己的数据中心。

效用计算把计算包装成一种服务，形成效用计算服务模型，它发展的进一步延伸就是云计算。

效用计算和云计算在很多方面有着共性。

效用计算效用计算效用计算是一种提供服务的模型，在这个模型里，服务提供商提供用户需要的计算资源和基础设施管理，并根据应用所占用的资源情况进行计费，而不是仅仅按照速率进行收费。

云计算也是一种服务模型，它使用互联网上大量的分布式计算机来代替本地计算机或远程服务器，帮助企业完成大量计算任务，为企业节省了大量时间和设备成本，从而能够将更多的资源放在自身业务的发展上，将数据业务外包给公用计算供应商来处理。

效用计算云计算需要效用计算，需要对用户进行计费。

可以说，云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算科学概念的商业实现，并采用效用计算的商业模式，为广大用户提供服务。

5.实战项目实战项目能够在线使用云端的Office，并邀请其他人共同使用Office。

项目目标实战项目注册新建文档编辑文档体验功能THANKYOU回顾01云计算的概念02云计算的内涵03其他计算云计算的服务第二章目录01云计算的服务02三种服务模式03云计算服务模式例04实战项目github云端代码仓库1.云计算的服务云计算的服务云计算是一种服务，它将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。

用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源和服务。

云计算的服务云计算服务提供商是云计算服务的提供者，它以软件即服务、平台即服务、基础设施即服务的模式将云计算资源组织起来，提供给用户。

云计算服务的用户可以是大型企业、政府、事业单位、科研单位，也可以是中小型企业，甚至是个人。

云计算服务提供商把云计算以多种模式进行组织，以服务的形式像水和电一样提供给用户使用。

云计算的服务云计算的服务以中小型企业为例，云计算服务提供商可以为它们搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运作平台，并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务。

云计算的服务

（1）从技术方面来看：

企业采用云计算服务模式在效果上与企业自建信息系统基本没有区别，企业无须再配备互联网方面的专业技术人员，同时又能得到最新的技术实现，满足企业对信息管理的需求。

云计算服务提供商通过有效的技术措施，可以保证每家企业数据的安全性和保密性。

云计算的服务

（2）从投资方面来看：

企业不用一次性投资到位，不占用过多的营运资金，只以相对低廉的租金进行投资，即可通过互联网享用信息系统。

企业无须购买软硬件、建设机房、招聘互联网技术人员，只需前期支付一次性的项目实施费和定期的软件租赁服务费，节省了大量用于购买互联网产品、技术和维护运行的资金。

企业从而缓解了资金不足的压力，不用考虑成本折旧问题，并能及时获得最新硬件平台及最佳解决方案。

云计算的服务（3）从维护和管理方面来看：

由于企业采取租用服务的方式来进行物流业务管理，不需要专门的维护和管理人员，也不需要为维护和管理人员支付额外费用。

很大程度上缓解企业在人力、财力上的压力，使其能够集中资金对核心业务进行有效的运营。

并且，企业可以像使用水电一样，方便地利用信息化系统，从而大幅度降低了中小企业信息化的门槛与风险。

云计算的服务从以上的例子可以看出，云计算服务提供商可以为用户提供网络软件、开发平台、甚至基础设施的服务。

根据现在最常用，也是较权威的标准，美国国家标准技术研究院（NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）的定义，从用户体验的角度，云计算主要分为三种服务模式。

云计算的服务

（1）SoftwareasaService，软件即服务，简称SaaS，这层的作用是将应用作为服务提供给用户。

（2）PlatformasaService，平台即服务，简称PaaS，这层的作用是将一个开发平台作为服务提供给用户。

（3）InfrastructureasaService，基础设施即服务，简称IaaS，这层的作用是提供虚拟机或者其他资源作为服务提供给用户。

2.三种服务模式软件即服务SaaS软件即服务（SoftwareasaService，SaaS）是云计算的一种服务模式，即把软件作为一种服务提供的商业模式，SaaS诞生于互联网，随着云计算的发展而快速发展。

软件即服务SaaS云计算服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上，用户可以根据自己实际需求，通过互联网向服务提供商定购所需的应用软件服务，按定购的服务多少和时间长短向服务提供商支付费用，并通过互联网获得厂商提供的服务，用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限的应用程序设置。

用户不用再购买软件，而改用向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动，且无须对软件进行维护，服务提供商会全权管理和维护软件，服务提供商在向用户提供互联网应用的同时，也提供软件的离线操作和本地数据存储，让用户随时随地都可以使用其定购的软件和服务。

软件即服务SaaSSaaS产品主要有以下几个功能：

软件即服务SaaS

（1）随时随地访问：

在任何时候或者任何地点，只要接上网络，用户就能访问SaaS产品。

（2）支持公开协议：

SaaS产品通过支持公开协议（如HTML4/5等协议），能够方便用户使用。

（3）安全保障：

SaaS产品需要提供一定的安全机制，不仅要使存储在云端的用户数据处于绝对安全的境地，而且也要在用户端实施一定的安全机制（例如HTTPS协议）来保护用户。

（4）多住户机制：

SaaS产品通过多住户机制，不仅能更经济地支撑庞大的用户规模，而且能提供一定的可定制性以满足用户的特殊需求。

软件即服务SaaS（5）优化服务的收费方式：

用户可以按需要选择不同种类的收费方式，从而有效降低用户的运营成本。

（6）灵活选择：

用户可以灵活选择SaaS产品的模块、备份、维护、安全、升级等功能，按需定购，选择更加自由。

（7）面向用户：

SaaS产品为用户提供面对面使用指导，用户不需要额外增加专业的互联网技术人员，让用户可以更专注核心业务。

（8）产品优化：

SaaS产品可以灵活启用和暂停，产品更新速度加快。

平台即服务PaaS平台即服务（PlatformasaService，PaaS）是云计算的一种服务模式，即把平台作为一种服务提供的商业模式。

平台即服务PaaS云计算服务提供商提供的PaaS服务模式是将开发环境、服务器平台、硬件资源等服务提供给用户，用户在平台的基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他用户。

PaaS和SaaS服务模式的区别在于SaaS的用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限的应用程序设置。

PaaS服务模式将软件研发的平台作为一种服务放在网上，加快了SaaS产品的开发。

PaaS服务模式可以提供的平台包括操作系统、编程语言环境、数据库和Web服务器等，用户可以在平台上部署和运行自己的应用。

同时，用户不能管理和控制底层的基础设施，只能控制自己部署的应用。

平台即服务PaaSPaaS服务模式面向的主要用户是开发人员。

通过使用PaaS模式的产品，用户可以在一个包含软件开发工具包（SoftwareDevelopmentKit，SDK）、文档和测试环境等在内的开发平台上非常方便地编写应用。

而且不论是在部署，或者在运行的时候，用户都无须为服务器、操作系统、网络和存储等资源的管理操心，这些烦琐的工作都由PaaS服务提供商负责处理。

而且PaaS的整合率非常惊人，一台运行GoogleAppEngine的服务器能够支撑成千上万的GoogleAndroid应用，也就是说，开发人员通过利用PaaS服务模式极大地降低了开发成本。

平台即服务PaaSPaaS产品主要有以下几个功能：

平台即服务PaaS

（1）友好的开发环境：

PaaS产品通过提供SDK和集成开发环境（IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE）等工具来让用户能在本地方便地进行应用的开发和测试。

（2）丰富的服务：

PaaS产品会以应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface，API）的形式将各种各样的服务提供给上层的应用。

（3）自动的资源调度：

PaaS产品具有即可伸缩性，不仅能优化系统资源，而且能自动调整资源来帮助运行于其上的应用，以便更好地应对突发流量。

平台即服务PaaS（4）精细的管理和监控：

PaaS产品可以提供应用层的管理和监控，能够观察应用运行的情况和具体数值，例如，吞吐量和反映时间，以便更好地衡量应用的运行状态，PaaS产品还可以通过精确计量应用使用所消耗的资源来更好地计费。

（5）易学习：

PaaS产品包括不同类型的平台，用户在PaaS上面开发，则有可能不需要学习新的语言或者新的框架。

（6）使用高安全的安全协议：

PaaS产品需要使用高安全的安全协议，并不断更新安全协议和措施，数据泄露以及个人身份数据的丢失都将招致严厉的处罚，并有可能导致非常重大的业务损失或失败。

平台即服务PaaS制约PaaS产品发展的最大的问题是安全问题，即数据加密需求对应用程序性能的影响以及灾难恢复。

数据加密是在把数据发送给PaaS服务之前PaaS产品必须执行的一个操作步骤，而这一步骤需要花费大量的时间，从而对应用程序的性能造成了不利影响。

第二个问题是灾难恢复。

如果一家PaaS服务提供商发生了长时间的故障，那么PaaS服务的所有用户是否能够继续开展正常的业务，处于队列中或处理过程中的消息会被如何处理，数据是否会被恢复，这都是PaaS产品需要解决的问题。

基础设施即服务IaaS基础设施即服务（InfrastructureasaService，IaaS）是云计算的一种服务模式，即把基础设施作为一种服务提供的商业模式。

基础设施即服务IaaSIaaS服务模式可以理解为云计算服务提供商将多台服务器的内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池，为用户提供存储资源和虚拟化资源等服务。

IaaS服务模式的主要用户是系统管理员。

用户可以通过IaaS获取计算机、存储空间、网络连接、负载均衡和防火墙等基本资源，可以在此基础上部署和运行各种软件，包括操作系统和应用程序。

但是，用户不能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，也有可能获得有限制的网络组件（例如路由器、防火墙、负载均衡器等）的控制。

这些基础设施的烦琐的管理工作将由IaaS服务提供商来处理。

基础设施即服务IaaSIaaS产品主要有以下几个功能：

基础设施即服务IaaS

（1）资源抽象：

IaaS使用资源抽象的方法，例如资源池，可以更好地调度和管理物理资源。

（2）资源监控：

IaaS通过对资源的监控，能够保证基础设施高效率的运行。

（3）负载管理：

通过负载管理，IaaS不仅使部署在基础设施上的应用更好地应对突发情况，还可以更好地利用系统资源。

基础设施即服务IaaS（4）数据管理：

IaaS产品需要保证数据的完整性、可靠性以及可管理性。

（5）资源部署：

IaaS资源的部署将整个资源从创建到使用的流程自动化。

（6）安全管理：

IaaS的安全管理的主要目标是保证基础设施和其提供的资源能被合法地访问和使用。

（7）计费管理：

通过细致的计费管理，IaaS能使用户更灵活地使用资源。

基础设施即服务IaaS但是，IaaS也可能存在安全漏洞，例如，服务商提供一个共享的基础设施，包括CPU缓存、GPU等，对于该系统的使用者而言，基础设施并不是完全隔离的，这样就会产生一个后果，当一个攻击者得逞时，全部服务器都向攻击者敞开了大门。

目前，IaaS一般从分区和防御策略的角度来解决这个问题，监控环境是否有未经授权的修改和活动。

三种服务模式的关系云计算的三种主要的服务模式SaaS、PaaS和IaaS之间既有联系也有区别。

三种服务模式的关系可以从两个角度进行分析：

（1）用户体验角度：

SaaS、PaaS和Ia