PS 从xmind导出格式有点乱
概述
三大认识角度
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商业模式
- SaaS（软件即服务）
PaaS（平台即服务）
IaaS（基础设施即服务
- SaaS（软件即服务）
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计算范式
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横向云体逻辑结构
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纵向云栈逻辑结构
- 业务过程
- 应用软件
- 中间件
- 操作系统
- 虚拟硬件
- 物理硬件
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实现方式
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需要新一代的软硬件技术推动，即目前流行的数据中心，并且朝着软件定义的数据中心所演进
- 传统：建机房、布线、放置机器，然后连接起来
- 基于集装箱的数据中心：使用集装箱作为机房，每个集装箱里安置有上千台服务器
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分布式原理
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其他计算模式
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主机系统&集中计算
- 资源集中，计算、存储集中
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效用计算
- 把服务器及存储系统打包给用户使用
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客户机/服务器模式
- 服务器是有限的
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集群计算
- 用紧密耦合的一组计算机来达到单个目的
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面向服务的计算
- 将所有的应用程序都作为服务来予以提供
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桌面计算
- 个人计算机可以完成绝大部分的个人计算需求
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网格计算
- 利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一台“虚拟的超级计算机”
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SaaS
- 向提供商租用基于Web的软件
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分布式计算
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概念
- 组成=计算机1+2+3……（由网络连接）
- 计算结果=节点1完成+节点2+……
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步骤
- 设计模型
- 任务分配
- 编写、执行
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理论基础CAP
- 一致性
- 可用性
- 分区容错性
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实例
- hadoop
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方向
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结构化存储
- 事务处理、关系型数据库 mysql
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非结构化存储
- 分布式文件系统，扩展性
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半结构化存储
- 性能
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In-memory 存储
- 性能
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NewSQL
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典型系统
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网格
- 开源工具Globus
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P2P
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透明计算
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区块链系统
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云计算架构
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本质
- IT作为服务、系统工程、工作负载模式、规模效应
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架构发展
- 中央集权架构
- 客户机/服务器（C/S）架构
- 中间层架构
- 浏览器/服务器（B/S）架构
- C/S与B/S混合架构
- 面向服务的架构
四个关键技术
虚拟化技术
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定义
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虚拟化代表着对计算资源的抽象
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1．服务器虚拟化
- 多个操作系统可以作为虚拟机在单台物理服务器上运行，并且每个操作系统都可以访问底层服务器的计算资源
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2．网络虚拟化
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以软件的形式完整再现了物理网络，应用在虚拟网络上的运行与在物理网络上的运行完全相同
- 辑网络连接设备和服务（逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载均衡器、VPN等）
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3．桌面虚拟化
- 代管服务的形式部署桌面
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4．软件定义的存储
- 对服务器内部的磁盘和闪存进行抽象，将它们组合到高性能存储池，并以软件形式交付。
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服务器虚拟化
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x86架构对虚拟化的限制
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通过虚拟机监控器（VMM）可实现客户操作系统对硬件的访问
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全虚拟化
- 接翻译可执行二进制程序的技术，能够把一种处理器上的二进制程序翻译到另一种处理器上执行
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半虚拟化
- 虚拟机系统和虚拟化软件层通过交互来改善性能和效率
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硬件辅助虚拟化
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商用虚拟化
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新型硬件虚拟化
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代表
- GPU虚拟化
- FPGA虚拟化
- RDMA虚拟化
- NVM虚拟化
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未来
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极端虚拟化
- 新型硬件设备的加入=>单机的处理能力不断增强=>在单机上构建巨规模/巨型虚拟机
- 智能移动端
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异构硬件的融合和归一化
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多硬件和特性的聚合和抽象
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分布式存储
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基础
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基本概念
- 将为数众多的普通计算机或服务器通过网络进行连接，同时对外提供一个整体的存储服务。
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分类
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分布式文件系统
- Blob对象、定长块以及大文件
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分布式键值（Key-Value）系统
- 基于主键的CRUD（Create/Read/ Update/Delete）功能
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分布式表系统
- 用于存储半结构化数据
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分布式数据库
- 规模的结构化数据，二维表格
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发展历史
- 直接相连磁盘，光纤通道交换机和光纤通道网络协议
- 基于TCP/IP，直接在工作站客户端和NAS文件共享设备之间建立连接
- 虚拟共享磁盘技术
- Google File System
- Hadoop Distributed File System
- Cassandra、HBase、MongoDB、DynamoDB
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文件存储
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单机文件系统
- 树型结构；引导块、超级块、索引节点和数据块
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网络文件系统
- 服务器
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并行文件系统
- 超级计算机
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分布式文件系统
- 搜索引擎
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高通量文件系统
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从单机存储系统到分布式存储系统
网络
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基本概念
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数据中心网络：云计算的骨架
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数据中心网络拓扑
- 建设成本、设备规模及资源利用率之间的矛盾
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用Mininet搭建数据中心仿真环境
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网络虚拟化
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灵活控制：软件定义网络（SDN）
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让网 络的控制逻辑更好地控制网络中交换机和路由器的行为
- 软件定义网络基础架构
- 基于OpenFlow的SDN系统架构
- 使用OpenDaylight管理云网络
- 使用ONOS管理云网络
- 未来：可编程数据平面
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快速部署：网络功能虚拟化（NFV）
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使其性能 足够适用于大规模的企业网络或软件/内容服务提供商的网络
- ETSI NFV框架
- 服务功能链（SFC）
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租户网络管理
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网络功能即服务
- 云服务 提供商可以将自身的网络资源虚拟化，并允许租户对它们按需进行租用
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OpenStack Neutron
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Group-Based Policy
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安全
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概述
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问题
- 可信访问控制
- 密文检索与处理
- 数据存在与可使用性证明
- 数据隐私保护
- 虚拟安全技术
- 云资源访问控制
- 可信云计算
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技术框架
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关键技术
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虚拟机安全
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安全威胁
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攻击来源
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安全威胁
- 威胁1：数据泄露和丢失
- 威胁2：控制流截获及后门、rootkits
- 威胁3：拒绝服务（Denial of Service，DoS）
- 威胁4：虚拟机镜像威胁
- 威胁5：运行时代码、数据篡改
- 威胁6：权限提升
- 威胁7：不可信的云内部人员
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攻击方式
- DMA攻击
- 多重映射和虚拟机跨域访问
- 跨虚拟机的Cache攻击
- 快照、内存转存威胁
- 物理攻击和线路窃听
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安全防御
- 虚拟机自身的（GOS、Apps）
- Hypervisor（虚拟化层）
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云存储安全
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安全需求
- 1．数据的安全性
- 2．密钥管理分发机制
- 3．其他功能需求
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概述
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一般架构
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关键技术
- 1．安全、高效的密钥生成管理分发机制
- 2．基于属性的加密方式
- 3．基于密文的搜索方式
- 4．基于密文的重复数据删除技术
- 5．基于密文的数据持有性证明
- 6．数据的可信删除
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云数据安全
- 安全威胁
- 研究内容
- 研究进展
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