透明计算云计算操作系统.ppt

张张 尧尧 学学 zyx@zyx@ 透明计算/云计算操作系统一、什么叫云计算一、什么叫云计算GoogleIBMAmazon微软云以端为主，端云结合前端：Windows操作系统内核桌面 + 移动 + 家电云端：新型网络化应用开发、 部署和管理平台（Windows Azure）MicrosoftGoogle云存储和计算分离超大规模海量存储模型与工程 化 (GFS: + BigTable: (MapReduce: 云计算的特点云计算的特点“单机”  “网络”“桌面”  “桌面”+ “移动” + “家电”以“计算”为中心  以“数据”为中心“软件/资源共享”  “服务共享”为主存储和运算分离存储规模海量/分布化结构化 数据  结构化数据 + 非结构化数据运算分布化、并行化前端小型化、跨平台、可移动面向服务云计算：后端  前端发展二、什么是透明计算二、什么是透明计算清华大学1998年提出：从服务的角度由端向服务器不 断发展和演化的概念存储和运算分离Ø数据存储在服务器或Web上Ø运算在前端或者指定地点软件和硬件分离Ø同一个硬件平台，支持不同软件Ø同一个软件平台，支持不同硬件执行以流的模式进行特点：二、什么是透明计算二、什么是透明计算我们的贡献：1998年 • 提出SOPCA 软件平台 • 3C合一 • 家电轻量化/ 互连服务2009年 • 提出面向服 务的端到端体 系结构 • 向无线和广 域网拓展 • 中间件/应用 层的透明服务 2001年 • 提出存储和 运算分离 • 本地无OS的 计算模式 • 在局域网上 实现 • 终端系统: 索普卡-I电脑 • Win 98和 Linux • 开始应用2004年 • 提出透明计 算概念计算和存储 分离跨终端、跨 操作系统平台按需服务程序流方式 执行 •开始产业化2006年 • 提出实现透 明计算的 Meta OS体系 结构: 4VP+ • 跨平台存储 • BIOS底层扩 展 •Win 98/2K/ XP/Linux • 主动服务/重 组 • Intel 开始研 究透明计算1998年 • 提出SOPCA软件平台 • 3C合一 • 家电轻量化/互连服务2001年 • 提出存储和运算分离 • 提出本地无OS 的计算模式服务器存储,终端计算 • 在局域网上实现 • 终端系统: 索普卡-I电脑 • Win 98和Linux • 开始应用2004年 • 提出透明计算概念计算和存储分离跨终端、跨操作系统平台按需服务程序流方式执行 •开始产业化2006年 • 提出实现透明计算的Meta OS体系结构: 4VP+ • 跨平台存储 • BIOS底层扩展: NEFI (Networked Extensible Firmware Interface) • Win 98/2K/XP/Linux • 主动服务/重组 • Intel开始研究透明计算2009年 • 提出面向服务的端到端 体系结构 • 在无线和广域网上实现 • 中间件/应用层的透明服 务 透明计算在云计算之前提出透明计算与云计算的比较透明计算与云计算的比较2008年Google公司专门组织云计算/透明 计算研讨会相同之处：1、存储和计算分离2、中央管理3、面向服务不同之处：1、云计算: 服务器终端透明计算: 终端(可管理的虚拟客户端)服务器2、云计算: 广域网存储及搜索透明计算:可管理/虚拟/轻载前端透明计算与云计算的比较透明计算与云计算的比较三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.1 OS的基本概念与变迁操作系统：管理和控制计算机系统中硬件 和软件资源的系统软件20世纪40年代20世纪50年代20世纪60年代20世纪70年代20世纪80年代21世纪00年代无操作系统批处理系统多道程序系统分时系统新型操作系统.三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.2 操作系统的两条技术路线传统操作系统 (Windows, Linux, Symbian)ü以单机作为开发和运行平台ü通过通信协议进行网络访问ü功能日趋增多，庞大和复杂新型操作系统 (Chrome/云端操作系统，透明计算操作系 统)ü以网络作为开发和运行平台ü管理自治体中的资源, 离开网络不能工作ü前端功能日趋减少，轻载化三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.3 最新操作系统实例Windows 7桌面操作系统三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.3 最新操作系统实例Android操作系统三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.3 最新操作系统实例Chrome/云端操作系统Chrome/云端操作系统结构图Chrome浏览器终端OS内核服务器内核GFS + BigTable + MapReduce…SOAP HTTP …协议Chrome OS云端操作系统Chrome浏览器终端OS内核SOAP HTTP …协议Chrome OSChrome/云端操作系统管理功能分布式 通过协议进行通信三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.4 透明计算操作系统（Meta OS/TNOS）特点： 管理其他操作系统的OS调度与管理模块UEFI服务模块/协议UEFI服务模块/协议自治网络自治网络管理其他操作系统的OSTNOS客户端TNOS服务器端UEFI服务模块/协议其他操作系统 (虚拟执行)协议 MRBP NSAP UDP …其他操作系统 (虚拟执行)协议 MRBP NSAP UDP …TNOS客户端透明计算操作系统其他操作系统其他操作系统其他操作系统三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.4 透明计算操作系统（Meta OS/TNOS）管理其他操作系统的OS跨硬件和软件平台的OS特点： 跨硬件平台计算平台数字家电 服务PC MIDLID不同硬件平台， 服务同一操作系统， 同一服务 透明 操作 系统 客户 端 透明操作系统 服务端 MRBP NSAP…跨软件平台有线或无线通信网络同一硬件平台，终端系统（MID）计算电视Internet卡拉OKDVDiPodPINM操作系统网络终端不同服务 不同的操作系统，服务透明操作系统服务端透明 操作 系统 客户 端MRBP NSAP…三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.4 透明计算操作系统（Meta OS/TNOS）管理其他操作系统的OS跨硬件和软件平台的OS运行在BIOS之上，IOS之下的OS特点： 运行在BIOS之上, IOS之下的OS标准接口：例如 EFI（新一代BIOS）X86MIPS数字 电视板ARM透明计算操作系统客户端三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.4 透明计算操作系统（Meta OS/TNOS）管理其他操作系统的OS跨硬件和软件平台的OS运行在BIOS之上，IOS之下的OS可管理/虚拟/轻载的端到端管理OS特点： 自治网络自治网络BIOSBIOS透明 操作 系统 客户 端BIOSBIOS透明操作系统服 务器端BIOSBIOS透明 操作 系统 客户 端可管理/虚拟/轻载的端到端管理的OS透明 操作 系统 客户 端透明 操作 系统 客户 端透明操作系统 服务器端MRBP NSAP UDP …MRBP NSAP UDP …三、什么是透明计算三、什么是透明计算/ /云计算操作系统云计算操作系统3.4 透明计算操作系统（Meta OS/TNOS）管理其他操作系统的OS跨硬件和软件平台的OS运行在BIOS之上，IOS之下的OS可管理/虚拟/轻载的端到端管理的OS基于块流调度执行的OS特点： 网络内部总线扩展成外部网络存储设备由本机移到服务器I/OCPU总线I/OCPU外存内存总线Server外存内存Client操作 系统应用 程序中断请求块流基于块流调度执行的OS四、透明计算操作系统应用四、透明计算操作系统应用部队企业农村教育用于教育培训、管理等，取代原有PC， 降低成本1/2以上 提高了可管理性和安全性254.1 桌面应用四、透明计算操作系统应用四、透明计算操作系统应用264.2 移动应用新型网络应用TNOS客户端移动平台TNOS服务器端个人 数据区移动网络公共 数据区操作系统镜像透明计算操作系统四、透明计算操作系统应用四、透明计算操作系统应用274.2 家电应用新型家庭应用TNOS客户端电视机/机顶盒等TNOS服务器端有线网络家电操作系统镜像电视网络移动网络个人 数据区公共 数据区透明计算操作系统五、透明计算五、透明计算/ /云计算云计算OSOS研究课题研究课题新型网络化操作系统的概念跨软/硬件平台的资源管理超大规模非结构化数据的一致性数据的深度快速搜索与浏览面向用户的服务主动重组/重构支持服务重组的相关工具面向用户的新型终端• • •Q & A。