云计算及其在电网中的应用

云计算及其在电网中的应用纲要云计算概述虚拟化技术云计算平台电力智能云云计算未来2云计算概述云计算概念（Wiki）一种计算能力，提供了计算资源与底层结构之间的抽象，使用户可以通过网络方便的，按需使用的来对一个共享的资源池进行迅速的配置，部署与使用，并且只需要很少的管理以及与服务商的交互。（IBM）云计算可以用来描述平台与应用。一个云计算平台可以动态按需来供应和配置服务器，云中的服务器可以使用物理机或者虚拟机，云中也可以包括其他的计算资源如存储域网络（SANs）、网络设施、防火墙，以及其他的安全设备。4网格计算利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、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，为用户提供一体化信息和应用服务（计算、存储、访问等）。网格计算是分布式计算的一种，是分布式计算封装。云计算可以认为是网格计算的商业演化模式和进一步的发展。5云计算理念一种基于网络的计算，共享的服务器群就像电力网格一样，为计算机或者其他设备按需提供资源、软件和数据。云计算是虚拟化、面向服务架构和效用计算的自然演进。云计算是一种计算模式，而不是一种新的技术。◦虚拟化(Virtualization)、效用计算(UtilityComputing)、服务计算（ServiceComputing）6云计算远景目标终端用户按需使用，租用计算、存储和服务资源企业用户创业前期成本大大降低——按需租用按使用量付费的模式获得计算资源，无需为配置过大的资源容量而过度投资云服务提供商在有限资源的情况下，通过有效管理内在资源，提高利用率，并满足更多用户需求7云计算概念模型8云计算模式公有云◦资源以“按需服务”的方式提供给公用服务◦服务以一种效用计算的方式被出租使用◦AmazonEC2，GoogleAppEngine等私有云◦为一个客户（群）单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制混合云◦安全等因素，并非所有信息都能置于公有云上9云计算特点高可靠性冗余副本、负载均衡通用性支撑千变万化的实际应用按需服务按需购买廉价不再需要一次性购置大量硬件安全摆脱数据丢失、病毒入侵方便支持多终端、数据共享超大规模服务器群虚拟化可以看作是一片用于计算的云高可扩展灵活、动态伸缩10云计算服务类型11软件即服务SaaS（SoftwareasaService）SalesfoceonlineCRM服务平台即服务PaaS（PlatformasaService）GoogleAppEngine基础设施即服务IaaS（InfrastructureasaService）AmazonEC2,S3基础设施即服务（IaaS）IaaS——InfrastructureasaService：为IT行业创造虚拟的计算和数据中心，使得其能够把计算单元、存储器、I/O设备、带宽等计算机基础设施，集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。按使用量付费AmazonWebServices，简作AWS◦弹性计算云EC2（ElasticComputeCloud）—计算◦简单存储服务S3（SimpleStorageService）—存储12平台即服务（PaaS）PaaS——PlatformasaService：把服务器平台或开发环境作为一种服务提供的商业模式。从系统定制到PaaSGoogleAppEnginesalesforce.com的force.com800app◦不再需要任何编程即可开发包括CRM、OA、HR、SCM、进销存管理等任何企业管理软件13软件即服务（SaaS）SaaS——SoftwareasaService：一种基于互联网提供软件服务的应用模式。软件租赁：用户按使用时间和使用规模付费绿色部署：用户不需安装，打开浏览器即可运行不需要额外的服务器硬件软件（应用服务）按需定制14云计算优势对云服务提供商◦通过有效管理内在资源，提高利用率，节省电能对终端用户◦按需使用，租用计算、存储和服务资源对企业用户◦创业前期成本大大降低IT硬件投入低按需租用◦采取自助服务和按使用量付费的使用模式，迅速获得计算资源，无需为配置过大的资源容量而过度投资15虚拟化技术虚拟化简述虚拟化是由位于下层的软件模块，将其封装或抽象，提供一个物理或软件的接口，使上层软件可以直接运行在这个虚拟的环境，和运行在原来的环境一样。17优势细粒度资源分配动态迁移增加资源利用率系统虚拟化虚拟机相当于一个物理机的一种高效隔离的复制。18虚拟化与云计算19虚拟化特点为云计算带来的好处封装与隔离保证每个用户有安全可信的工作环境多实例保证较高的资源利用率为服务器合并提供基础硬件无关性整合异构硬件资源可实现虚拟机迁移，使资源调度、负载平衡容易实现特权功能入侵检测和病毒检测动态调整资源细粒度的可扩展性虚拟机监视器（VMM）VMM建立于虚拟机和硬件中间的一层监控软件。VMM负责对硬件资源以及各个虚拟机之间进行协调、分配和管理。20VMware较早的商业化公司之一，2003年被EMC公司收购，产品目前有3个系列：WorkStation、GSX和ESX。优点易用性好完全模拟一台服务器，客户操作系统不作修改就能使用服务器运行在Windows、Linux和mac上客户机支持Windows/Linux/FreeBSD/Solaris等ESX不需要任何操作系统，性能相当高缺点运行效率较低，使用GSX版本服务器性能衰减20%左右收费21Xen◦基于Linux的开源项目，现支持类虚拟化和硬件虚拟化技术，2005年初成了xensource公司，专注于Xen产品的开发和推广，目前有Intel、AMD、HP、IBM、Redhat和SuSE等厂商支持。优点◦性能损失很小◦支持原生操作系统和打过内核补丁的操作系统缺点◦服务器只能运行于Linux◦若使用类虚拟化技术，运行于其上的虚拟机需打内核补丁，且不支持未开源的操作系统（如Windows）22Xen体系结构23数据中心与虚拟化数据中心为云计算的实现提供了基本的计算和存储资源，是支持云计算的重要基础。24数据中心与虚拟化数据中心为云计算的实现提供了基本的计算和存储资源，是支持云计算的重要基础。企业级数据中心的发展趋势是具备高度的灵活性和适应性。◦能根据外部需求做出快速变化◦虚拟化技术是比较好的解决方法企业关注投入产出率（ReturnofInvestment），严格的控制预算和成本。◦“绿色”◦“低碳”25云计算平台云平台用户：提供使用云计算服务的入口◦按需使用各种类型的服务服务商：以最小代价满足用户请求◦提供各种层次和类型的服务，并提供可信性保证◦通过资源的合理配置和整合最小化代价27GoogleAppEngineAppEngine让用户在Google的基础架构上运行自定义网络应用程序AppEngine可免费使用◦500MB持久存储空间◦支持每月500万页面浏览量的CPU和带宽AppEngine提供使用Python和Java语言的运行环境，可用其建立Web站点等网络应用。28GoogleChromeOSGoogleChromeOS是一个为上网本设计的轻量级开源操作系统。快速开/关机浏览器紧密结合网络紧密相连29亚马逊（Amazon）AmazonS3AmazonEC230•Object-BasedStorage•1B–5GB/object•Fast,Reliable,Scalable•Redundant,Dispersed•99.99%AvailabilityGoal•PrivateorPublic•Per-objectURLs&ACLs•BitTorrentSupport•VirtualComputeCloud•ElasticCapacity•1.7GHzx86•1.7GBRAM•160GBDisk•250MB/SecondNetwork•NetworkSecurityModelTimeorTraffic-basedScaling,Loadtesting,SimulationandAnalysis,Rendering,SoftwareasaServicePlatform,Hosting$.15perGBpermonthstorage$.10-$.18perGBdatatransfer$.01for1000to10000requests$.10perserverhour$.10-$.18perGBdatatransfer其他云平台微软WindowsAzure系统◦SaaS产品：DynamicsCRMOnline、ExchangeOnline、OfficeCommunicationsOnline及SharePointOnline。IBM“蓝云”◦对企业现有的基础架构进行整合，通过虚拟化技术和自动化技术，构建企业自己拥有的云计算中心。AdobeAIR平台◦构建丰富的Internet应用并部署为桌面应用Force.com平台◦PaaS产品：Salesforce31桉树（Eucalyptus）Eucalyptus项目全称是ElasticUtilityComputingArchitectureforLinkingYourProgramsToUsefulSystems，是与一个在加利福尼亚大学的研究性项目◦使企业能够使用它们内部IT资源（包括服务器、存储系统、网络设备）◦与亚马逊EC2兼容。Eucalyptus是主要实现云计算环境的弹性需求的软件，通过其在集群或者服务器组上的部署，并且使用常见的Linux工具和基本的基于web的服务。32桉树体系结构——CC、CLC、NCCloudController(CC)向用户提供访问接口和管理CLC。ClusterController(CLC)负责管理该集群下的节点，并在需要时向CC返回所需要的资源。NodeController(NC)负责管理节点上hypervisor(VMM)。33桉树管理界面34电力智能云云计算在智能电网中的应用35电网智能化全面、及时地掌握电网运行的信息，综合各自动化功能系统对信息分析的结果作出最优的反应。◦精确◦快速◦开放◦共享信息平台是支撑统一坚强智能电网建设的公共平台和重要手段。36电力物联网电力系统各种电气设备之间以及人员之间通过各种信息传感设备或分布式识读器形成的智能网络。◦节能、安全、可靠、高效云计算模式支持电力物联网◦感知设备（包括RFID、传感器等）获得海量数据。◦云端提供存储和处理感知数据，并实现“按需获取”信息。37未来云计算模式的物联网应用38RFID读写器移动式RFID读写器传感器网络私有云私有云私有云电力系统云平台电力系统是具有分布参数的超级系统电力生产控制要求实时性强、可靠性高，具有自然分布的特性电力的生产管理“分级管理、分层控制、分布处理”的体系39电力智能云“私有云”基础设施(IaaS)◦提供计算或存储资源服务平台(PaaS)◦提供二次开发的构件库应用服务(SaaS)◦提供直接使用的软件库40云计算未来机遇与挑战服务稳定性（Availability）数据的不通用性（DataLock-in）数据保密与可信（DataConfidentialityandAuditability）数据传输瓶颈（DataTransferBottlenecks）性能不可预测（PerformanceUnpredictability）可扩展的存储（ScalableStorage）大规模分布式系统的Bug（BugsinLarge-ScaleDistributedSystems）可扩展性（ScalingQuickly）42谢谢！