云计算课程第7讲

上海交通大学计算机科学与工程系2016年秋授课人:李超特别副研究员云计算概论IntroductiontoCloudComputing七、分布式部署2摘要•内部分布式部署•分布式云数据中心•服务边缘化与雾计算3软件部署软件部署:一种涵盖了功能模块组织和调度等一系列行为的过程，用于实现软件的可用性，功能性，以及实时更新云计算业务运营的一个核心需求是云软件的部署。从实际运营角度来看，这一过程涵盖了软件生命周期中的一系列关键问题单一庞大的架构模块作为包装、传递、部署的基本单元4软件部署软件发行（Release）软件安装（Installation）软件激活(Activation)软件升级（Update）软件重组(Reorganization)软件重布(Redistribution)软件冻结(Deactivation)软件卸载(De-installation)软件退休(Retire)5分布式部署•“人工”式部署–跟不上软件系统复杂度的增加–效率和可靠性都存在较大不确定性•分布式部署–一项复杂的后期工程–负责在硬件集群上实现软件系统的功能性–允许部署规模从一个节点自由扩展到许多节点6分布式部署形式•增量式部署(IncrementalDeployment)–关乎在已有的软件系统中部署一个新的软件功能模块•持续式部署(ContinuousDeployment)–关乎管理一个新加入或离开的设备上的软件功能模块7中间件的概念•中间件（middleware）是一种独立的系统软件或服务程序–一般是连接两个独立应用程序或独立系统的软件–相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。–分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源8中间件的结构示意图应用程序硬件设备操作系统应用程序硬件设备操作系统应用程序硬件设备操作系统中间件系统......•执行中间件的关键途径是信息传递o中间件能够联系不同的分布式应用、数据库、或者设备，其主要功能是用来协调并使能不同部件和计算层的通信。9常见的中间件通讯平台•包括远程过程调用RPC，对象请求代理，事务处理监控等•消息服务是流行的分布式应用中间件–增加应用的水平扩展能力–缓冲突发流量避免崩溃–实现日志监控、消息推送，等10阿里云消息队列•消息队列（MessageQueue，简称MQ）是阿里云商用的专业消息中间件，是企业级互联网架构的核心产品，基于高可用分布式集群技术，搭建了包括发布订阅、消息轨迹、资源统计、定时（延时）、监控报警等一套完整的消息云服务。–实现分布式计算场景中所有异步解耦功能，是阿里双11使用的核心产品11阿里云消息队列12摘要•内部分布式部署•分布式云数据中心•服务边缘化与雾计算13数据中心部署模式•Shouldwebuildafewmegadatacentersunderthemegamodel,orlotsofsmallerdatacentersunderthemicromodel?14Megavs.Micro建议阅读：《OnDeliveringEmbarrassinglyDistributedCloudServices》，K.Churchetal.,MicrosoftResearch15MicroModel•Costsescalateformega-datacenters•Whenapplicable,themicromodelissimplerandlessexpensive,–Power，Networking•Eliminatecomplicatedandexpensiveprotectionmechanisms:–batteries,generators,andredundantaccessandtransitnetworks.16数据中心的分布式部署•一般指的是地理分布的数据中心–Geographicallydistributeddatacenter•主要动机–Latency（提供接近本地的低延时服务）–Availability（容灾备份需要）–Efficiency（比如电力供应有限）17多活数据中心•多中心之间地位均等，正常模式下协同工作，提供倍增的服务能力•发生故障或灾害情况下，可以实现关键或全局任务备份，实现用户的故障无感知•常见的是双活数据中心18多活数据中心•多个DC在建设上可以循序渐进的展开•资源调度可跨越多个数据中心•逻辑上可视为一个大数据中心，运维管理可以基于全局19摘要•内部分布式部署•分布式云数据中心•服务边缘化与雾计算20雾计算和边缘计算的概念•边缘计算，的“边缘”指代网络空间边缘–网络的核心在数据中心的骨干节点–网络的边缘在用户端，在终端设备如手机•在各种智能设备的发展基础上演变出来–无处不在的智能设备形成泛在化物联网–云数据中心和物联网设备之间需要纽带？21分布式云计算和边缘设备22雾计算概念的提出•2012年思科公司提出•在靠近网络边缘实施计算•当时计算依托于路由设备23雾计算和边缘计算的主要原因•加快边缘用户的数据传递服务–Contentdeliveryservice•缓解数据中心扩展性压力–Datacenterscalabilityoptimization•降低网络带宽资源竞争–Networkingbandwidthoptimization•提高边缘设备控制速度–Real-timecontrol•增加对周边环境的感知度–Context-awareness24应用场合举例•智能汽车、智能电网、机器人–提供实时控制和协调•移动设备、智能手表、智能手机–提供计算资源的外部辅助–提供流行数据的缓存•监控摄像、传感器网络–提供额外的本地存储空间25云延伸的枝叶：Cloudlet•部署在网络边缘，靠近移动用户•一般是小规模的计算机集群/机架•采用虚拟化的计算环境•和云端相连但可独立于云端运行•2009年CUM团队率先提出，是雾计算的早期实施26Cloudlet使用场景27雾计算和边缘计算的区别•边缘计算主要在网络边缘设备上，比如：–手机–传感器网–摄像头–无线路由–机顶盒•雾计算主要在靠近网络边缘增加雾计算节点–如cloudlet28不同计算模型的比较29思科公司的雾计算框架图30雾计算分层架构•采用分层架构描述•三层是经典分层–云节点–雾节点–边缘节点•四层是优化后的架构，提供更好响应速度–云节点–高层雾节点、底层雾节点–边缘节点31雾计算的主要挑战•安全和隐私–存在各种IoT设备被攻击的风险•可靠性和可用性–一些雾设备可能不是高可靠的•可管理性和可优化性–如何优化？–如何访问？–如何编程？32总结•云系统软件的分布式部署•中间件是什么？消息中间件•地理分布的云数据中心•异地双活技术？•边缘服务因何而起？•什么是雾计算，分层架构是怎样的？33学期总结•云计算绪论–概念和历史、模式和架构，数据中心基础设施•云系统技术–虚拟化原理、软件定义的系统、Google云计算技术•云系统优化–资源问题、功耗问题问题•分布式部署–分布式部署、雾计算前沿解决方案34谢谢，祝各位新年快乐！