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1、电子工业出版社云计算(第二版)配套课件解放军理工大学 教授主编华东交通大学 制作第第3章章 Amazon云计算云计算AWS 云计算（第二版）购买网址：当当网 京东商城姊妹力作实战Hadoop购买网址：当当网 京东商城提提 纲纲 Amazon平台基础存储架构：Dynamo 弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单队列服务SQS 简单数据库服务Simple DB 关系数据库服务RDS 内容推送服务CloudFront 其他Amazon云计算服务 AWS应用实例 小结 Amazon提供的云计算服务弹性计算云EC2简单存储服务S3简单数据库服务Simple DB简单队列服务SQS弹性MapReduce
2、服务内容推送服务CloudFront电子商务服务DevPay灵活支付服务FPSDynamo在Amazon服务平台的地位 面向服务的面向服务的AmazonAmazon平台架构平台架构 Amazon平台的架构是完全的分布式、去中心化 需求需求Amazon平台中有很多服务对存储的需求只是读取、写入，（满足简单的键/值式存储）AmazonAmazon怎么处理这个需求？怎么处理这个需求？DynamoDynamo 简单的键/值方式存储数据，不支持复杂的查询 存储的是数据值的原始形式（bit），不解析数据的具体内容、不识别任何数据结构，这使得它几乎可以处理所有的数据类型 Amazon平台基础存储架构：Dyn
3、amo Dynamo架构的主要技术 问题问题采取的相关技术采取的相关技术数据均衡分布改进的一致性哈希算法，数据备份数据冲突处理向量时钟（vector clock）临时故障处理Hinted handoff（数据回传机制），参数（W,R,N）可调的弱quorum机制永久故障后的恢复Merkle哈希树成员资格以及错误检测基于gossip的成员资格协议和错误检测数据均衡分布的问题 一致性哈希算法平衡性 单调性分散性负载 两步进行：求出设备节点的哈希值，并配置到环上的一个点；接着计算数据的哈希值，按顺时针方向将其映射到环上距其最近的节点；添加新节点时，按照上述规则，调整相关数据到新的节点上。删除节点和添
4、加节点过程相反 Dynamo采用的改进算法虚拟节点数据分区和等份存储数据备份当数据被均匀存储到环上各节点后，Dynamo将冗余存储数据（备份数据）思考思考：Amazon可以保证相邻的节点分别位于不同地区区域，即使某个数据中心由于自然灾害或断电的原因整体瘫痪，仍可以保证在世界上其他数据中心中保存有数据的备份。这里就有一个非常重要的问题如何进行节点分布，保证相邻节点位于不同的数据中心？数据冲突问题 Dynamo系统选择牺牲一致性来换取系统的可靠性和可用性 解决数据冲突：最终一致性模型（Eventual Consistency）向量时钟 向量时钟原理图向量时钟原理图 容错机制 DynamoDynam
5、o临时故障处理机制临时故障处理机制 1）临时故障处理机制 在数据读写中采用了一种称为弱quorum（Sloppy quorum）的机制，涉及三个参数W、R、NW代表一次成功的写操作至少需要写入的副本数R代表一次成功读操作需由服务器返回给用户的最小副本数N每个数据存储的副本数 满足R+WN，用户即可自行配置R和W优势：实现可用性与容错性之间的平衡容错机制 2）永久性故障处理机制 Merkle哈希树技术每个虚拟节点保存三颗Merkle树，即每个键值区间建立一个Merkle树哈希树的叶子节点是存储每个数据分区内所有数据对应的哈希值，父节点是其所有子节点的哈希值 成员资格及错误检测 基于Gossip协
6、议的成员资格检测机制 Gossip（闲聊）协议错误检测机制 基于基于GossipGossip协议的成员资格检测机制协议的成员资格检测机制 基于基于GossipGossip协议的最优传遍路径协议的最优传遍路径 提提 纲纲 Amazon平台基础存储架构：Dynamo 弹性计算云EC2 简单存储服务S3 简单队列服务SQS 简单数据库服务Simple DB 关系数据库服务RDS 内容推送服务CloudFront 其他Amazon云计算服务 AWS应用实例 小结 主要特性主要特性 灵活性灵活性：EC2允许用户对运行实例类型、数量自行配置，还可以选择实例运行的地理位置，根据用户的需求随时改变实例的使用数
7、量 低成本低成本：EC2使得企业不必为暂时的业务增长而购买额外的服务器等设备。EC2的服务都是按小时来收费，而且价格非常合理 安全性安全性：EC2向用户提供了一整套安全措施，包括基于密钥对机制的SSH方式访问、可配置的防火墙机制等，同时允许用户对它的应用程序进行监控 易用性易用性：用户可以根据Amazon提供的模块自由构建自己的应用程序，同时EC2还会对用户服务请求自动进行负载平衡 容错性容错性：利用系统提供的诸如弹性IP地址之类的机制，在故障发生时EC2能最大程度地保证用户服务仍能维持在稳定的水平 弹性计算云EC2 EC2基本架构及主要概念 EC2EC2的基本架构的基本架构 Amazon机器
8、映像（AMI）AMI（Amazon Machine Image）是一个可以将用户的应用程序、配置等一起打包的加密机器映像AMI是用户云计算平台运行的基础，用户使用EC2服务的第一步就是要创建一个自己的AMI Amazon提供的AMI有四种类型（1）公共AMI（2）私有AMI（3）付费AMI（4）共享AMI EC2基本架构及主要概念 实例类型和其相关配置 实例（Instance）用户创建好AMI后，实际运行的系统称为一个实例 资 源SmallLargeExtra LargeHigh-CPU MediumHigh-CPUExtra Large平台32位64位64位32位64位CPU1ECU4ECU
9、8ECU5ECU20ECU内存1.7GB7.5GB15GB1.7GB7GB存储容量160GB850GB1690GB350GB1690GB实例类型名m1.smallm1.largem1.xlargec1.mediumc1.xlargeEC2的关键技术 1弹性块存储（EBS）长期保存或比较重要的数据，需要用弹性块存储（Elastic Block Store，EBS），Amazon限制每个EBS最多创建20个卷 快照（Snapshot）2.区域地理区域（Region Zone）可用区域（Availability Zone）EC2的关键技术 3EC2的通信机制EC2服务中，系统各模块之间及系统和外界之
10、间的信息交互是通过IP地址进行公共IP地址（Public IP Address）私有IP地址（Private IP Address）弹性IP地址（Elastic IP Address）4弹性负载平衡（Elastic Load Balancing）允许EC2实例自动分发应用流量，从而保证工作负载不会超过现有能力，并且在一定程度上支持容错 5监控服务（CloudWatch）Amazon CloudWatch是一个Web服务，提供了AWS资源的可视化检测功能包括EC2实例状态、资源利用率、需求状况、CPU利用率、磁盘读取、写入和网络流量等指标 EC2的关键技术 6自动缩放（AutoScaling）自
11、动缩放可以按照用户自定义的条件，自动调整EC2的计算能力 7服务管理控制台（AWS Management Console）服务管理控制台是一种基于Web的控制环境，可用于启动、管理EC2实例和提供各种管理工具和API接口 关键技术配合工作图关键技术配合工作图EC2安全及容错机制EC2特点之一：允许用户随时更新实例状态，用户可以随时加入或删除实例，实例状态的动态变化方便了用户，但是却给防火墙的配置带来了麻烦 EC2引入了安全组安全组（Security Group）概念安全组其实就是一组规则，用户利用这些规则来决定哪些网络流量会被实例接受，其他则全部拒绝一个用户目前最多可以创建100个安全组。当用
12、户的实例被创建时，如果没有指定安全组，则系统自动将该实例分配给一个默认组（Default Group）EC2安全及容错机制用户访问EC2时需要使用SSH（Secure Shell）密钥对（Key Pair）来登录服务密钥对的名称（Key Pair Name）和公钥（Public Key）储存在EC2中用户创建新实例时，EC2会将它保存的信息复制一份放在实例的元数据（Metadata）中，然后用户使用自己保存的私钥（Private Key）就可以安全地登录EC2并使用相关服务用户使用密钥对登录服务 EC2安全及容错机制弹性IP地址弹性IP地址和用户账号绑定而不是和某个特定的实例绑定，这给系统的容错带来极大的方便，每个账号默认绑定5个弹性IP地址。当系统正在使用的实例出现故障时，用户只需要将弹性IP地址通过网络地址转换技术转换为新实例所对应的私有IP地址，这样就将弹性IP地址与新的实例关联起来，访问服务时不会感觉到任何差异
《云计算(第二版)》教材配套课件6—第三章_Amazon云计算AWS1
