《云计算基础概念》课件

云计算基础概念云计算作为21世纪最重要的信息技术革命之一，正在深刻改变着我们的工作和生活方式本课程将带您全面了解云计算的基础概念、核心技术和实际应用引言数字化浪潮与云计算数字经济驱动力基础设施革命IT云计算已成为数字经济发展的传统IT架构正在向云原生模式核心基础设施，为全球企业提转变，实现了资源的动态分配供了强大的计算能力和创新平和按需使用台产业升级催化剂何为云计算？核心理念服务特点像用水电一样用计算资源是云计算的基本理念用户无需关心云计算提供按需自助服务，用户可以随时根据业务需要申请和释底层基础设施的复杂性，只需要根据实际需求获取相应的计算、放资源系统具备弹性伸缩能力，能够自动适应负载变化存储和网络资源这种灵活性大大降低了企业的IT成本，提高了资源利用效率，同这种模式实现了IT资源的标准化、规模化和服务化，让企业能够时减少了技术风险专注于核心业务而不是技术维护云计算的典型特征广泛网络接入按需自助通过网络访问，支持多种客户端设备用户可以自动获取计算资源，无需人工干预资源池化计算资源被池化以服务多个用户可计量服务快速弹性资源使用可以被监控、控制和报告资源可以快速扩展和释放云计算与传统模式对比IT对比维度传统IT模式云计算模式部署方式本地硬件设备云端虚拟资源初始投资高额资本支出低门槛运营支出扩展性硬件限制，扩展困难弹性伸缩，按需扩展维护成本需要专业运维团队云服务商负责维护更新速度硬件更新周期长软件快速迭代更新云计算的重要性30%+效率提升IT根据IDC2024年报告，企业IT效率平均提升超过30%40%成本降低企业IT运维成本平均降低40%左右50%创新加速新产品上市时间缩短50%以上90%可用性提升系统可用性达到

99.9%以上云计算的发展起源1年月20063亚马逊发布EC2服务，标志着现代云计算的正式诞生2年月20068Google首席执行官Eric Schmidt在搜索引擎战略大会上首次提出云计算概念3年月200710Google与IBM启动校园云计算计划，推动云计算技术在学术界的发展云计算发展历史节点年产业联盟2008雅虎、惠普、英特尔联合成立云计算研究计划，推动标准制定商标保护戴尔公司申请云计算商标，引发业界对云计算知识产权的关注快速发展期各大科技公司相继推出云服务产品，云计算进入快速发展阶段云计算的演进阶段网络计算时代20世纪90年代，计算机通过网络连接实现资源共享，为云计算奠定了基础这一阶段主要解决了计算机之间的通信问题分布式计算发展2000年前后，分布式计算技术成熟，多台计算机协同工作成为可能这为大规模计算资源的整合提供了技术支撑网格计算兴起2005年左右，网格计算将地理位置分散的计算资源连接起来，形成虚拟的超级计算机，为云计算模式提供了直接启发云计算成熟2006年至今，云计算整合了前期技术成果，形成了完整的服务体系，成为当前主流的计算模式云计算的基本服务模式SaaS软件即服务PaaS平台即服务IaaS基础设施即服务云计算的三层服务模式构成了完整的云服务体系IaaS提供基础的计算、存储和网络资源；PaaS在此基础上提供开发和运行环境；SaaS则直接提供可用的软件应用这种分层架构使得不同需求的用户都能找到合适的云服务基础设施即服务IaaS核心功能典型代表提供虚拟化的计算资源，包括虚Amazon EC

2、阿里云ECS、华拟机、存储空间、网络连接等基为云ECS、Microsoft Azure础设施组件Virtual Machines应用场景企业数据中心迁移、开发测试环境、灾备系统、高性能计算等平台即服务PaaS开发环境中间件服务运行时环境提供完整的应用开发、包括数据库管理、消息为应用程序提供运行时测试和部署平台，支持队列、缓存服务等中间支持，自动处理资源调多种编程语言和框架件组件度和扩展安全管理内置安全控制和监控功能，确保应用和数据安全软件即服务SaaS服务特点典型应用用户通过互联网浏览器直接访问和使用软件应用，无需本地安Microsoft365提供办公软件套件，钉钉提供企业协作平台，装软件的维护、更新和数据备份都由服务提供商负责Salesforce提供客户关系管理系统这种模式极大降低了软件使用的技术门槛，让用户能够随时随地这些应用覆盖了办公、协作、管理等各个领域，满足了不同规模访问所需的应用程序企业的需求与无服务器架构FaaS事件触发函数执行函数由特定事件自动触发执行，如代码在无服务器环境中运行，自动分配HTTP请求、文件上传、定时任务等计算资源按用量计费自动扩缩仅为实际执行时间和资源消耗付费，成根据请求量自动扩展或缩减函数实例数本更加精确量云计算的五大核心技术虚拟化技术2分布式存储自动化调度将物理资源抽象为虚拟资源，实现将数据分散存储在多个节点上，提智能化的资源调度和管理，实现弹资源的灵活分配和管理供高可用性和可扩展性性伸缩和负载均衡大数据处理安全与隐私支持海量数据的存储、处理和分析能力多层次的安全防护体系，保障数据和应用安全虚拟化技术详解虚拟机技术容器化技术通过Hypervisor将一台物理服务器分割成多个独立的虚拟机，每Docker和Kubernetes代表的容器技术实现了应用级的虚拟化个虚拟机都有完整的操作系统这种技术提供了强隔离性和兼容容器共享主机操作系统内核，启动速度更快，资源利用率更高性主流的虚拟化平台包括VMware vSphere、Microsoft Hyper-V和容器技术特别适合微服务架构和DevOps实践，已成为云原生应开源的KVM等用的标准部署方式分布式存储技术HDFSHadoop分布式文件系统，适合大文件存储Ceph统一存储系统，支持对象、块和文件存储对象存储如Amazon S3，适合非结构化数据存储数据副本多副本机制确保数据可靠性和可用性弹性与自动化调度技术监控与感知实时监控系统负载和资源使用情况智能决策基于预设规则和机器学习算法做出调度决策自动执行自动执行扩缩容操作，无需人工干预Kubernetes作为容器编排的事实标准，提供了强大的自动化调度能力它能够根据资源使用情况、业务负载变化和预设策略，自动调整应用实例数量，确保系统既能满足性能要求，又能保持成本效益大数据与云计算生实时处理Apache Hadoop态Spark支持流式数据内存计算引分布式计算框处理，实现毫擎，提供快速架，包括HDFS秒级的数据分的大数据处理存储、析和响应能力，支持批MapReduce计处理、流处理算和YARN资源和机器学习管理机器学习集成机器学习算法库，支持大规模的模型训练和预测云计算安全与隐私保护访问控制数据加密基于角色的权限管理和多因素认证传输和存储过程中的端到端加密保护合规认证ISO

27001、SOC

2、GDPR等国际标准认证灾备恢复安全监控多地域数据备份和快速恢复机制7×24小时安全态势感知和威胁检测云计算架构模型公有云由第三方云服务提供商拥有和运营，资源通过互联网向公众提供服务，成本低廉但安全性相对较低私有云专为单一组织构建，提供最高级别的安全性和控制权，但成本较高，需要专业运维团队混合云结合公有云和私有云的优势，敏感数据放在私有云，非敏感业务使用公有云多云环境同时使用多个云服务提供商的服务，避免厂商锁定，提高系统可靠性和灵活性公有云阿里云华为云Amazon WebServices全球最大的公有云服务提供商，提供超过亚太地区领先的云计算服务提供商，在中基于华为30多年在ICT领域的技术积累，提200项云服务，覆盖计算、存储、数据库、国市场占有率第一，提供弹性计算、数据供稳定可靠、安全可信的云服务，特别在分析、机器学习等各个领域库、安全等全栈云服务AI和5G领域具有优势私有云自建数据中心企业投资建设专用的数据中心设施，拥有完全的控制权高度安全控制敏感数据和关键业务系统部署在专用环境中，符合严格的合规要求定制化服务根据企业特定需求定制硬件配置和软件环境专业运维需要专门的IT团队负责系统维护和管理混合云架构优势应用场景混合云架构允许企业根据数据敏感性和业务重要性进行分级部金融机构将交易系统部署在私有云，将客户服务系统部署在公有署核心业务系统和敏感数据保留在私有云中，确保安全性和合云制造企业将ERP系统放在私有云，将供应链协作平台部署在规性公有云而开发测试、数据分析等对安全要求相对较低的业务则可以利用这种模式既保证了核心数据的安全，又享受了云计算的便利性和公有云的成本优势和弹性能力经济性多云策略风险分散避免对单一云服务商的过度依赖，降低服务中断风险成本优化根据不同云服务商的价格优势选择最适合的服务性能提升利用不同地域的云服务提供商优化全球用户访问体验技术创新充分利用各云服务商的特色技术和专业服务云计算的优势弹性扩展能力根据业务需求快速调整计算资源，应对流量峰值和业务增长，避免资源浪费和性能瓶颈显著降低成本从资本支出转向运营支出，减少硬件投资和维护成本，按使用量付费模式更加经济高可靠性保障多地域部署和自动故障转移机制，确保业务连续性，容错能力远超传统IT架构创新能力提升快速获取最新技术和服务，缩短产品开发周期，让企业专注核心业务创新云计算面临的挑战安全隐私风险数据存储在第三方平台增加了泄露风险，需要强化加密和访问控制架构复杂性多云环境的管理复杂度增加，需要专业的云架构师和运维团队可靠性平衡在成本控制和高可用性之间寻找最佳平衡点是持续的挑战合规法律风险不同国家和地区的数据保护法规要求，增加了合规管理的复杂性云计算的主要应用领域互联网服务金融服务支撑高并发网站和移动应用风控分析和交易处理系统政务服务智能制造数字政府和公共服务平台工业物联网和生产优化教育培训医疗健康在线教育和知识管理平台远程诊疗和医疗数据分析云计算在互联网行业应用高访问量支撑典型应用案例互联网企业利用云计算的弹性扩展能力，轻松应对用户访问高腾讯云支撑微信、QQ等亿级用户应用，提供稳定可靠的后台服峰在双

11、春节等特殊时期，系统可以自动扩容数倍资源务字节跳动利用云计算技术支撑抖音的海量视频处理和推荐算法云CDN服务将内容分发到全球各地，大幅提升用户访问速度和体验质量游戏云服务让玩家无需下载即可体验3A大作，云游戏正在改变整个游戏产业的商业模式金融行业的云计算革新40%成本降低中国光大银行上云后IT运营成本降低约40%

99.9%系统可用性金融云平台系统可用性达到

99.9%以上50ms交易响应时间高频交易系统响应时间优化至50毫秒以内85%风控效率提升智能风控系统效率提升85%，欺诈检测准确率显著提高云计算助力智能制造数据采集IoT工业传感器实时采集生产数据上传云端大数据分析云平台分析生产效率和设备健康状态智能优化AI算法优化生产流程和资源配置反馈控制优化建议实时反馈到生产线执行海尔COSMOPlat工业互联网平台连接了全球数万家企业，通过云计算技术实现了大规模个性化定制生产，生产效率提升30%以上，库存周转率提升2倍医疗健康行业云应用远程会诊数据互通医疗AI专家通过云平台电子病历和医疗基于云计算的医为偏远地区患者影像在云端统一疗AI辅助医生进提供诊疗服务，存储管理，实现行疾病诊断，提打破地理限制，跨医院、跨地区高诊断准确率和提高医疗资源利的医疗数据共享效率用效率移动医疗患者通过手机APP随时查看检查结果，在线问诊，享受便捷的医疗服务教育行业云平台慕课平台建设中国大学MOOC、学堂在线等平台基于云计算技术，为数千万学习者提供优质教育资源支持大规模并发访问，确保学习体验流畅在线互动课堂雨课堂、腾讯课堂等平台实现师生实时互动，支持直播授课、在线答题、实时讨论等功能疫情期间保障了教育教学的连续性教育资源共享云平台打破了地域限制，让优质教育资源得以在全国范围内共享，促进教育公平，缩小城乡教育差距政府与政务云公共服务数字化数据共享与开放全国一体化政务服务平台通过云政务云平台打通各部门数据壁计算技术，实现一网通办，让垒，实现信息资源共享，提高政民众办事更便民高效府决策科学性和服务效率安全合规保障采用国产化云计算技术，满足等保要求，确保政务数据安全和信息系统稳定运行个人云计算应用云存储服务智能手机云服务百度网盘、腾讯微云等个人云存储服务让用户可以随时随地访问iCloud、华为云空间等服务实现了联系人、短信、照片的云端备自己的文件自动同步功能确保多设备间数据一致性份和同步用户更换设备时可以快速恢复所有数据照片、文档、视频等个人数据得到安全备份，再也不用担心设备基于云计算的智能相册功能可以自动分类整理照片，智能识别人损坏导致的数据丢失问题脸和场景，让回忆管理更加便捷国内外主流云服务商云服务商2024年营收主要优势市场地位Amazon AWS超900亿美元服务种类最全，生态最完善全球市场份额第一阿里云约120亿美元中国市场领先，亚太布局完善亚太市场份额第一华为云约30亿美元5G、AI技术优势明显中国市场增长最快腾讯云约25亿美元社交、游戏、视频领域优势中国市场前三云计算市场规模分析云计算助力企业数字化转型现状评估战略规划分析企业现有IT架构和业务流程，识别制定云迁移策略和数字化转型路线图，数字化转型需求和痛点确定优先级和时间表持续优化实施部署基于云平台数据分析优化业务流程，提逐步将业务系统迁移到云端，实现敏捷升运营效率和客户体验开发和快速部署据统计，目前中国企业上云比例已超过65%，其中大型企业上云率达到85%以上通过云计算技术，企业平均缩短产品上市时间40%，运营成本降低25%，客户满意度提升30%多云与混合云实际案例中国银行多云架构联想集团混合云中国银行采用多云策略，核心银行系统部署在私有云，客户服务联想集团构建混合云架构，研发数据保留在私有云，供应链管理系统使用阿里云，大数据分析平台部署在华为云，实现了风险分系统部署在公有云，全球协作平台采用多云部署，支撑其全球业散和成本优化务运营云原生与容器技术容器化改造将传统单体应用拆分为微服务，使用Docker容器打包部署，提高资源利用率和部署灵活性编排Kubernetes使用K8s平台进行容器编排管理，实现自动化部署、扩缩容和故障恢复流水线DevOps建立CI/CD流水线，实现代码提交到生产部署的全自动化，大幅提升开发效率可观测性集成监控、日志和链路追踪系统，实现应用全生命周期的可视化管理边缘计算与云计算结合边云协同架构典型应用场景边缘计算节点部署在靠近数据源的位置，负责实时数据处理和响智能制造中，边缘节点实时监控设备状态，云端分析历史数据优应云端数据中心负责大数据分析、模型训练和策略下发化生产计划智慧城市中，边缘设备处理交通信号，云端分析整体交通流量这种架构特别适合5G、IoT和自动驾驶等对时延敏感的场景，既保证了实时性又发挥了云计算的强大分析能力CDN边缘节点缓存热点内容，云端存储全量数据，大幅提升用户访问体验这种边云融合模式正在成为云计算发展的重要趋势数据中心与绿色计算绿色能源应用大型云数据中心积极采用风能、太阳能等可再生能源，阿里云承诺2030年实现碳中和目标创新散热技术液冷技术、余热回收利用等新型散热方案，PUE值降低至

1.2以下，大幅提升能效比资源循环利用服务器硬件回收再利用，减少电子废物产生，构建可持续发展的绿色云计算生态智能节能管理AI算法优化数据中心运营，根据负载情况动态调整功耗，实现精准节能控制云安全的新趋势零信任架构永不信任，始终验证的安全理念，对每次访问都进行身份验证和权限校验威胁检测AI机器学习算法实时分析网络流量和用户行为，快速识别和响应安全威胁安全运营中心CSOC集中管理云安全态势，提供7×24小时威胁监控和应急响应服务随着云计算应用的深入，安全威胁也在不断演进新一代云安全解决方案采用主动防御策略，通过AI技术实现智能化威胁检测，平均响应时间从小时级缩短到分钟级，安全防护能力显著提升云计算标准与认证体系云计算行业建立了完善的标准和认证体系国际标准包括ISO/IEC27001信息安全管理、SOC2安全控制审计、GDPR数据保护合规等国内标准有可信云认证、等保

2.

0、数据安全管理认证等这些标准为云服务质量和安全性提供了权威保障云计算人才需求与职业发展万150人才缺口中国云计算人才缺口预计达到150万人35%薪酬增长云计算相关岗位平均薪酬同比增长35%万80平均年薪高级云架构师平均年薪达到80万元年5经验要求资深云工程师一般需要5年以上相关经验云计算生态与开源社区社区基生态OpenStack CloudFoundry Kubernetes金会全球最大的开源云计算平容器编排领域的事实标准，台，拥有超过10万名开发开源PaaS平台的领导者，拥有活跃的全球开发者社者贡献代码，为私有云建支持多种编程语言和框架，区和丰富的第三方工具生设提供完整解决方案简化应用部署和管理流程态国内开源项目华为openEuler、阿里Dragonfly、腾讯TKEStack等项目在国际开源社区获得广泛认可云计算的未来趋势云深度融合AI人工智能与云计算深度结合，提供智能化的自动运维、资源调度和安全防护能力万物互联时代5G、IoT与云计算融合，构建万物互联的智能世界，边缘计算成为重要补充绿色低碳发展可持续发展理念驱动云计算向绿色低碳方向发展，实现经济效益与环境保护双赢量子云计算量子计算与云计算结合，为复杂计算问题提供突破性解决方案。