李振华 lizhenhua1983@gmail

1. 云计算、数据中心与虚拟化 李振华 lizhenhua1983@gmail.com

2. 提纲

3. 忽如一夜春风来，全球遍地云计算 • EC2, S3, SQS, RDS • Azure, • Office365 • CloudServers, • OpenStack • GFS, BigTable, MapReduce 蓝云, 智慧地球 • iCloud, • iTunes 第一个商业系统：2006年3月，Amazon EC2 （Elastic Compute Cloud） 第一次正式命名：2006年8月，Google 101教学项目

4. 云计算渗透到各行各业、各种应用 云计算 云存储 云数据库 (大数据)

5. 续上 云视频 云游戏 云安全 云商务 云物联

6. 云计算的三个不同层面 • IaaS 偏重硬件 • PaaS 偏重平台 • SaaS 偏重服务

7. 云计算其实老早就有了…… 1946年，世界第一台计算机ENIAC 计算机老贵了，只能大家合着用一台 1961年，MIT开发出CTSS (Compatible Time-Sharing System)，可谓最早的“云计算”系统 1973年，Ken Thompson和Dennis Ritchie开发出UNIX，也是为分时计算系统服务的

8. 那么为什么没有流行、后来成了个人电脑（PC）的时代？那么为什么没有流行、后来成了个人电脑（PC）的时代？ 因为多媒体应用成为主流， 但是网速不给力啊！ 个人电脑上场：

9. Internet骨干网带宽以及用户接入带宽不断提升 • 15年前，Modem，56 Kbps • 10年前，ADSL，200 Kbps • 5年前，ADSL+，1-4 Mbps • 现在，十二五规划，中国电信“光纤入户”计划投资6000亿人民币，实现10-100 Mbps

10. 带宽足够了，还差一个契机！ 2004年，Amazon网站估计其业务量会面临一个“暴增”，于是IT部门买进大量服务器 然而，这个“暴增”出现之后又很快回潮，于是多出了很多很多的空闲服务器 用不掉就租！

11. 租有租的问题 ：你们家服务器很好、但太贵！我只需要一台普通配置的就行了。 ：你们家服务器太烂！我需要一台超强配置的。 ：我时而需要一台普通配置的，时而需要一台超强配置的…… 我们都不是网络专家，不会自己组网、调度。

12. 面对高度复杂的用户需求，怎么办？ 构建虚拟化的数据中心！  资源池 1、一台物理机变多台虚拟机 2、多台物理机变一台虚拟机 3、虚拟机配置可动态调整 数据中心

13. 于是，Amazon EC2横空出世！ EC2 云计算从EC2开始！

14. 数据中心 用一组路由器/交换机把一堆服务器连接起来构成一个联通的网络、提供/对外出租一套统一的服务。 数据中心老早就有了，但 “云”是虚拟化的数据中心！

15. 虚拟化：一个简单的比喻 一个公司有很多资产（土地、厂房、设备、桌椅、等等），也有很多人，如何把资产合理分配给每个人（衡量其贡献）？ 当然不行！ 咱们把资产虚拟化成股票！想怎么分就怎么分 拆厂房、 卸桌椅分？

16. 虚拟化：资源的统一调度 把所有的硬件设备抽象成“虚拟机”： * 对于提供方来说——便于即时配置、统一调度； * 对于用户来说——便于自适应扩展、按需付费。 服务器虚拟化 桌面虚拟化

17. 虚拟化：两个身边的实例 建设银行采用Citrix桌面虚拟化产品XenDesktop替换所有员工电脑 “爱奇艺”视频网采用Vmware+ vSphere进行服务器虚拟化

18. Dropbox：一个综合实例 • 近年来云存储服务快速流行 • Google、微软、苹果、百度、…… • 真正胜出的是一个小公司——Dropbox • Dropbox拥有超过1亿用户、日均存储/更新10亿个文件 • 创始人Drew Houston • 1983年生于美国 • 14岁开始编程 • 在MIT读大学时由于经常忘带U盘、跑回实验室拷文件 • 觉得太麻烦！ • 于是休学创办Dropbox • 多地点、多系统、多平台同步存储文件

19. Dropbox：如何脱颖而出？ 在强手如云的云存储领域，小小的Dropbox何以如此流行、稳居第一？ 策略上：租用Amazon S3存放文件内容，便于廉价、简单、快速地扩展 商业上：不花钱市场推广、不做广告，利用95%的免费用户进行“病毒式营销”、赚剩下5%的付费用户钱 技术上：文件差分同步 + 同步前数据压缩  非常节流！

20. Dropbox系统架构 自建“Dropbox云”：存放核心用户信息和文件索引信息，仅使用数百台商品化服务器

21. QQ旋风：一个本土实例 流行的视频下载速度很高，但问题是那些不流行视频，特别是P2P方式的（BT、电驴、磁链） QQ旋风的功能和迅雷类似，主要用来下载视频 不仅下载巨慢、很不稳定，就连能不能下完都成问题…… 云下载，又称离线下载 普通下载 云下载

22. 云下载的解决方案 • 构造一个集中的云为用户所复用 • 用户提交完下载请求即可离线 • 云下载完成即告知用户 • 云保证用户高速下载且一定成功 Cloud High data rate !

23. 云下载的广告视频

24. 云下载的系统实现 • 663台服务器、73 Gbps带宽 （2011年）

25. QQ旋风：云转码 • 移动设备数量庞大、远超PC • 互联网视频多为面向PC - 格式单一、解析度高、尺寸大 • 给移动设备带来的问题 - 无法支付视频流量（GPRS/3G/4G） - 视频太大没空间保存 - 强迫本地转码以适应屏幕 - CPU和电池都不够解码大视频

26. 云转码的基本原理 • 移动用户仅提交视频链接和转码需求 • 云代替用户去互联网下载并按需转码 • 云保证高速传送给移动用户 • 只有一个原则：最小化移动用户的资源消耗！

27. 云转码的广告视频

28. 云计算四大优势 易扩展、自适应！ 按需付费，用多少资源花多少钱！ 让创业者把心思放在内容和商业模式上，无需担心技术架构！ 成为它们坚实可靠的后台！

29. 结束语 云计算还处在起步阶段， 核心技术都在美国企业， 国内技术前景大大地有！

30. 附1：课件相关论文 • Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing - Berkeley TechReport’09 • MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters - OSDI’04 • A Scalable, Commodity Data Center Network Architecture - SIGCOMM’08

31. 附2：课后阅读论文 • Xenand the Art of Virtualization - SOSP’03 • Dynamo: Amazon’s Highly Available Key-value Store - SOSP’07 • Cloud Computing and Emerging IT Platforms: Vision, Hype, and Reality for Delivering Computing as the 5th Utility -《Computer Communications》’09