《云计算基础》课程教案（上）.doc
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《云计算基础》课程
教案
（至学年学期）
授课教师：
授课专业班级：
学分：
学时：
教师所在教研室：
学院
年月
课程名称
云计算基础
教学内容
（项目）
第一章云计算概述
授课时数
6
教学日期
及课节
教学地点
教学目标
掌握云计算的概念
掌握云计算的商业模式
掌握使用华为云、阿里云等公有云完成一些云存储、云资源的使用能力
实训项目
以“腾讯微云”为平台（
教学重点
云计算技术特点
云计算系统构成
云计算商业模式（SaaS、PaaS、IaaS）的特点
教学难点
云计算核心技术、云计算商业与部署模式特点
教学设计
教学环节
时长
（分钟）
教学过程及内容设计
教学方法
导入
15
项目（知识）导入：
云上故事--云中书城
“云中书城”是全球领先的云平台上的数字书城，内容囊括盛大文学旗下起点中文、红袖添香、小说阅读网、榕树下、潇湘书院、言情小说吧、天方听书网、悦读网等内容及众多全国知名出版社、图书公司电子书，为消费者提供包括数字图书、网络文学、数字报刊等数字商品。
用户可以通过云中书城网站（
通过导入日常大家比较熟悉的云计算应用案例，通过通俗语言，简要介绍该案例的特点，并从技术层面提出与所学知识的关系，从而让同学们比较容易地理解云计算的应用领域与自己日常生活的关联，从而为更好地学习本单元的知识打下基础。
教师讲解与引导：
（1）教师通过对导入案例的讲解，期间插入问题互动，调动学生的学习兴趣。
通过对本单元内容的概括讲解，提出学习本单元知识的意义和作用。
（2）提出本单元学习目标和要求
讲解
讨论
互动
教学组织与实施
45*4
本单元内容概括讲解：
云计算（CloudComputing）是一种面向服务的新型商业模式，用户如同超市购物、自助点餐一样，从云计算服务平台上申请使用ICT（InformationCommunicationsTechnology）软硬件资源，诸如CPU、内存、存储、网络、软件等，而无需自己设计、招标采购、机房建设、软件开发或采购等一系列建设过程，也不需要招聘ICT专业人才负责整个系统的运行维护，这一切交给云计算服务提供商专业建设和运维团队即可。
云计算技术的核心是由分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、虚拟化（Virtualization）等技术构成的，通过网络将大量分布式计算资源集中管理起来，实现并行计算，并通过虚拟化技术形成资源池，为用户提供计算资源按需、弹性分配，极大提高了IT资源的效能。
本章将从云计算的起源、云计算的体系架构、云计算的特点及优势以及云计算与物联网、大数据、人工智能融合发展等方面，系统讲解云计算技术发展历程、现状和未来发展趋势。
知识点讲解：
知识点1.云计算概念
云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。
从技术角度来定义：
云计算是分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）、网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）、热备份冗余（HighAvailable）等技术发展融合的产物，通过网络将大量分布式计算资源集中管理起来，实现并行计算，并通过虚拟化技术形成资源池，为用户提供计算资源按需、弹性分配，极大提高了IT资源的效能。
知识点2.云计算关键特征
ü按需自助服务（On-demandSelf-service）
ü无处不在的网络接入（Ubiquitousnetworkaccess）
ü与位置无关的资源池（Locationindependentresourcepooling）
ü快速弹性（RapidElastic）
ü按使用付费（Payperuser
知识点3.云计算商业模式
（1）SaaS模式，即“软件即服务”
通过SaaS这种模式，用户只要接上网络，并通过浏览器，就能直接使用在云端上运行的应用，并由SaaS云供应商负责维护和管理云中的软硬件设施，同时以免费或者按需使用的方式向用户收费，所以用户不需要顾虑类似安装、升级和防病毒等琐事，并且免去初期高昂的硬件投入和软件许可证费用的支出。
（2）PaaS模式，即“平台即服务”
通过PaaS这种模式，用户可以在一个提供SDK（SoftwareDevelopmentKit，即软件开发工具包）、文档、测试环境和部署环境等在内的开发平台上非常方便地编写和部署应用，这些繁琐的工作都由PaaS云供应商负责。
PaaS主要面对的用户是开发人员。
（3）IaaS模式，即“基础设施即服务”
IaaS模式使用户可以从供应商那里获得他所需要的计算或者存储等资源来装载相关的应用，并只需为其所租用的那部分资源进行付费，而同时这些基础设施繁琐的管理工作则交给IaaS供应商来负责。
知识点4.云计算架构
（1）GFS分布式文件系统
（2）锁服务chubby
（3）MapReduce编程模式
（4）分布式数据库BigTable
本章小结：
云计算是一种按使用量付费的新型商业模式，各种ICT软硬件资源，如网络、服务器、存储、应用软件等，以资源池的形式，满足各类不同需求的用户，随时随地、动态可变地申请使用这些资源，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，就能实现信息化管理应用、云计算产品研发、数据处理等方面的应用。
如同用水、用电、煤气一样方便，无需采购产品，将原来的产品模式转化为功用模式，即采购的是服务，这大大节省了项目建设的时间、管理和运维成本。
云计算支撑技术主要包括分布式计算（网格计算）、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等技术，将大量分布式在网络上的计算资源、存储资源和网络资源集中管理起来，形成各种资源池，为用户提供计算资源按需、弹性分配，极大提高了ICT资源的效能。
云计算具有超大规模系统组成、虚拟化资源池管理、高可靠性和高可用性等诸多特点。
从服务用户的角度划分，云计算主要由三层架构组成，即基础设施服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
其中IaaS是为大型用户提供包括服务器、存储、网络及系统软件和支撑软件在内的整体ICT系统，但系统建设、管理和运维仍由云服务提供商负责；PaaS主要是面向云计算软件开发者提供中间件、接口库、开发平台和工具以及数据库平台等，用户可以依托云服务商提供的线上线下开发环境、中间件、接口等产品，开发云服务软件，提供给SaaS层面的用户；SaaS主要面向云终端用户，为用户提供网络信息化管理方面的应用系统，用户无需自己采购、安装和维护这些软件，经过培训即可在网上使用这些挂历系统。
云计算与物联网、大数据、人工智能融合发展是大势所趋，也是未来电子信息技术产业
学教做合一
项目实训
45
项目名称：
以“腾讯微云”为平台（
背景知识：
大量的个人文件需要保存，但个人电脑、U盘或移动硬盘尽管可以存储足够多的文件，但携带不方便，对随时使用这些信息也不方便。
同时，为了防止误删、损坏等造成文件丢失，也需要留有备份，因此，作为公有云的云存储系统给我们提供了非常实用和方便的平台，可以满足我们以上需求。
以学生为主，自主完成项目实训
检查
15
对学生的实训进程进行控制，随时发现问题进行解决和引导，对学生学习情况进行检查点评，并进行重点内容的讲解。
（1）如何让理解从商业应用和技术特点定义云计算概念？
（2）云计算硬件构成与传统IT系统中的硬件有何异同？
（3）云计算的核心技术包括那些？
问题驱动
互动与操作，检查学习目标达成情况
评价与总结
15
（1）对学生的表现进行表扬、指正和评价，给出实训分数
（2）对整个任务的完成质量和存在的普遍问题进行归纳总结
（3）对学生进行表扬和鼓励
（4）对下一个学习任务进行布置，提前预习，布置网上学习和资料准备
总结本单元要点
教学反思：
授课教师签字：
课程名称
云计算基础
教学内容
（项目）
第二章云计算类型与应用
授课时数
5
教学日期
及课节
教学地点
教学目标
理解云计算的类型
理解面向不同业务用户云计算分类的意义
了解国内外云计算服务提供商产品特点和面向的用户类型
通过案例了解不同类型的云计算建设方案的特点
实训项目
如何利用公有云服务平台搭建企业信息化管理系统
教学重点
云计算分类
不同类型的云计算应用领域
教学难点
云计算分类、云计算部署模式
教学设计
教学环节
时长
（分钟）
教学过程及内容设计
教学方法
导入
15
项目（知识）导入：
云上故事--“12306”
很多人使用12306火车票购票系统线上购买火车票，特别是遇到假期、春运等购票高峰，网站的压力非常大，以至于许多人通过各种技术手段抢票，这是一套典型的云计算应用系统。
12306网站于2010年1月30日开通并进行了试运行。
用户在该网站可查询列车时刻、票价、余票、代售点、正晚点等信息。
为解决网站的购票压力，12306火车购票网站与阿里云合作，由阿里云提供计算能力，以满足业务高峰期查票检索服务，而支付等关键业务在12306自己的私有云环境之中运行。
两者组合成一个新的混合云，对外呈现还是一个完整的系统12306火车购票网站。
采用阿里云技术，12306把余票查询系统从自身后台分离出来，在“云上”独立部署了一套余票查询系统，已超过75%的余票查询系统已经迁移至阿里云计算平台上，余票查询环节的访问量近乎占12306网站的九成流量，这也是往年造成网站拥堵的最主要原因之一。
把高频次、高消耗、低转化的余票查询环节放到云端，而将下单、支付这种“小而轻”的核心业务仍留在12306自己的后台系统上，大大提升了票务处理的效率和稳定性。
通过导入大家非常熟悉的车票在线服务系统12306，简要介绍该案例的特点，并从技术层面提出与所学知识的关系，从而让同学们更好地理解云计算各种类型在不同行业中的应用特点，从而为更好地学习本单元的知识打下基础。
教师讲解与引导：
（1）教师通过对导入案例的讲解，期间插入问题互动，调动学生的学习兴趣。
通过对本单元内容的概括讲解，提出学习本单元知识的意义和作用。
（2）提出本单元学习目标和要求
讲解
讨论
互动
教学组织与实施
45*3
本单元内容概括讲解：
随着信息技术的不断发展，不同业务用户需要不同的云计算服务，因此，云计算开发商、运营商开发出了不同类型的云计算服务产品。
从技术架构、商业模式和用户类型三个层面可以划分不同的分类。
目前，云计算市场，国外的产品有亚马逊AWS、微软Azure和Google的云平台等，其中，亚马逊AWS是最大、最成熟的公有云提供商，它是市场的领导者和创新者；微软Azure紧跟其后，借助Azure和Office365提供可信赖的基础云服务。
Google一直致力于互联网的新科技、新技术的创新，尤其在搜索、大数据的处理、互联网的应用等方面处于领导地位。
国内知名的云计算提供商有阿里云、华为云、腾讯云、百度云、网易云、京东云等，引领国内云计算技术与应用的开拓和发展，并通过开源平台，实现与国外产品的兼容和产品技术的同步提升。
以上这些公司，都有各自的优势产品和发展方向，开发了不同类别的云产品和云服务，比如SaaS、PaaS和IaaS以及私有云、社区云、公有云和混合云等，以满足用户对云计算不同的业务需求。
知识点讲解：
知识点1.云计算分类
1.按照部署模式分类
公有云：
通常由第三方运营，用户不需要自己构建硬件、软件等基础设施和后期维护，用户以付费的方式根据业务需要弹性使用IT分配的资源，使用互联网终端或移动互联设备接入使用。
公有云面向众多用户，以低廉的价格，提供相应的服务，如同日常生活中按需购买使用的水、电一样，方便、快捷地享受服务。
私有云：
是一个企业或组织专用的云服务平台。
私有云在物理上位于组织内部云数据中心，也可委托第三方专业机构负责运维，但是，在私有云中，服务和基础结构始终在私有网络上进行维护，硬件和软件专供组织使用。
这样，私有云可使组织更加方便地自定义资源，从而满足特定的内部IT需求。
私有云的使用对象通常为政府机构、金融机构以及其它具备业务关键性运营且希望对环境拥有更大控制权的中型到大型组织。
混合云：
是公有云和私有云两种服务方式的结合。
由于安全和控制原因，并非所有的企业信息都能放置在公有云上。
企业为节省投资、运维成本以及共享资源的利用，将选择同时使用公有云和私有云。
（如12306）
2.按服务模式分类
基础设施即服务（IaaS）
平台即服务（PaaS）
软件即服务（SaaS）
3.云计算产品简介
（1）Google云：
主要由MapReduce、Google文件系统（GFS）和BigTable组成，它们是Google云计算基础平台的3个主要部分。
Google还开发了可应用在SaaS、PaaS和IaaS不同商业模式上的其他云计算组件。
（2）亚马逊云AmazonWebServices（AWS）：
以WebService的形式向企业提供IT基础设施服务，即按需分配资源的弹性计算能力的云服务。
（3）微软云MicrosoftAzure：
是微软提供的全面支持IaaS、PaaS和SaaS完整的云架构平台，提供公有云、私有云及混合云解决方案，为企业快速构建、部署并管理企业的各种应用提供解决方案，提供安全、稳定、便捷的公有云平台，并且能够将本地环境和公有云平台进行集成提供混合部署的功能。
（4）阿里云（
（5）华为云FusionSphere：
是全球领先的信息与通信解决方案供应商，是世界500强，中国民营企业500强之一。
华为云以全球领先的研发创新能力为用户打造专业、安全、可信的云计算产品。
包括以公有云为平台的云服务产品，如计算服务、存储服务,网络服务、云安全、软件开发服务等云服务产品；针对企业IT的不同场景，为企业提供完整高效、易于构建、开放的云计算解决方案，为用户提供了弹性、自动化的基础设施、按需的服务模式和更加敏捷的IT服务，它包含数据中心虚拟化解决方案、桌面云解决方案等产品。
本章小结：
本章主要讲解了云计算分类以及每种类型的特点、典型产品和实用案例。
从云计算商业应用部署模式划分，云计算可以分为：
面向私有客户服务的私有云、面向大众和行业服务的公有云以及面向前两者需求提供服务的混合云。
概括如下：
私有云是一个相对封闭的网络系统，其服务和运维在私有网络上进行，其资源也是面向组织内部使用。
公有云提供一个开放的面向大众用户的云服务平台，通过申请注册，可付费或免费使用云上的资源，还能够整合上游的服务（如增值业务，广告）提供者和下游最终用户，打造新的价值链和生态系统。
混和云是由公有云和私有云构成。
企业在使用私有云的过程中，考虑资源的安全存储、获取公有云共享资源等需求，可以采用私有云和公有云混合服务模式，从而满足企业经营、管理与资源备份等业务的需求。
云计算从服务用户层面来划分，可以分为软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）和基础设施即服务（IaaS）。
概括如下：
软件即服务（SaaS）：
用户从云服务商提供的云平台上，在线或离线付费或免费申请使用应用软件资源。
一般在公有云服务平台上，可以获得企业或个人所需要的应用系统，而无需自己采购和开发有关软件，是目前企业或个人使用云服务资源的普遍选择。
平台即服务（PaaS），是为软件开发商或个人提供软件开发的资源平台，如数据库、中间件软件、开发工具等，将软件研发的平台做为一种服务，用户依托该平台可以开发基于云计算应用的软件，为上层即SaaS客户提供软件服务。
云计算技术种类较多，主要包括资源整合型和资源切分型两类技术方案。
代表企业有Google、亚马逊、VMware、华为、阿里云等。
学教做合一
项目实训
45
项目名称：
如何利用公有云服务平台搭建企业信息化管理系统
背景知识：
假如你要开设一家公司，需要专业办公软件、信息化管理和业务处理方面的系统，你打算自己购买和管理这些系统吗？
建议你就像在淘宝上选择商品一样，到云计算服务商提供的“云市场”上选购自己所要的业务管理系统，比如阿里云（
模拟自己成立一家公司，在阿里云或腾讯云上申请相关云服务产品，比如“云上办公”，了解并熟悉掌握通过云服务平台，快速构建自己的业务系统，为自主创业积累相关知识和技能。
以学生为主，自主完成项目实训
检查
15
对学生的实训进程进行控制，随时发现问题进行解决和引导，对学生学习情况进行检查点评，并进行重点内容的讲解：
（1）如何让理解从商业应用和部署模式上对云计算进行分类？
（2）拓展实训项目完成情况？
问题驱动
互动与操作，检查学习目标达成情况
评价与总结
15
（1）对学生的表现进行表扬、指正和评价，给出实训分数
（2）对整个任务的完成质量和存在的普遍问题进行归纳总结
（3）对学生进行表扬和鼓励
（4）对下一个学习任务进行布置，提前预习，布置网上学习和资料准备
总结本单元要点
教学反思：
授课教师签字：
课程名称
云计算基础
教学内容
（项目）
第三章云计算与虚拟化技术
授课时数
6
教学日期
及课节
教学地点
教学目标
理解什么是虚拟化以及虚拟化技术在云计算中的作用
掌握计算虚拟化的内容（计算资源池）以及实现方式
掌握存储虚拟化的内容（存储资源池）以及实现方式
掌握网络虚拟化的内容（网络资源池）以及实现方式
了解容器虚拟化、微服务、超融合等知识
实训项目
利用VMwareWorkstation虚拟化软件实现在一台电脑上安装多种操作系统
教学重点
什么是虚拟化
计算虚拟化的内容
存储虚拟化的内容
网络虚拟化的内容
容器虚拟化、微服务、超融合
教学难点
虚拟化类型、虚拟化资源池
教学设计
教学环节
时长
（分钟）
教学过程及内容设计
教学方法
导入
15
项目（知识）导入：
云上故事--“分身术”
西游记中的孙悟空有个“分身术”的本领，他从自己身上扯下一把毫毛，轻轻一吹，瞬间变出数百个“孙悟空”，很是神奇吧。
在云计算系统中，也有一种如同孙悟空“分身术”本领的技术，那就是“虚拟化”。
随着计算机硬件技术的发展和配置的提升，大量的计算机资源会出现利用率低的问题。
同时，随着用户业务的扩展，每当增加新的业务就需要采购新的设备，而且业务与硬件紧密耦合，既降低了硬件资源的效能，又增加了建设投资和时间成本。
如何在这些硬件资源上实现业务的动态弹性扩展并提高资源的效益？
那就是虚拟化技术。
该技术可以让一台主机“变出”多台虚拟主机，象物理主机一样，可以在这些虚拟机上运行多种操作系统，实现在一台物理主机上同时运行多台安装相同或不同操作系统的主机。
云计算就是利用虚拟化技术，实现对一台或由多台服务器构成的集群硬件如CPU、内存、硬盘、I/O、网络等资源进行分类集中管理和分配，生成“无数”台虚拟主机（VirtualMachine，VM），每台虚拟机可以分别运行不同的业务，实现用户业务的弹性扩展和业务在虚拟机之间的迁移，实现对用户资源和业务的统一管理。
通过一个通俗的故事，引出本单元的核心概念：
虚拟化，让同学们形象地理解虚拟化概念，帮助同学们学习虚拟化技术。
教师讲解与引导：
（1）教师通过对导入案例的讲解，期间插入问题互动，调动学生的学习兴趣。
通过对本单元内容的概括讲解，提出学习本单元知识的意义和作用。
（2）提出本单元学习目标和要求
讲解
讨论
互动
教学组织与实施
45*4
本单元内容概括讲解：
虚拟化（Virtualization），就是通过虚拟化技术将一台物理计算机或服务器，虚拟为多台逻辑计算机或服务器（即虚拟机）。
于是，在一台物理机上，同时可运行多逻辑主机，每个逻辑主机可运行不同的操作系统，应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响。
而且，如果应用业务需要，还可以将业务分解到这些不同虚拟主机上进行协同工作，实现负载均衡管理，从而大大提高了物理主机资源的利用率，显著提升业务处理的效能。
计算机虚拟化，实质上就是一种计算机资源管理技术。
通过虚拟化技术，将一台或多台计算机的各种物理资源，如CPU、内存、网络、磁盘及存储等进行抽象，统一形成逻辑上的“计算资源池”、“存储资源池”、“网络资源池”。
虚拟机就是从这些资源池中动态申请虚拟CPU（vCPU）、虚拟内存、虚拟I/O、虚拟网卡等虚拟资源而创建的一台逻辑主机。
如果物理机资源允许，在一台物理主机上可以创建多个虚拟主机。
用户如果后期业务需要扩张，则可直接通过创建虚拟机的形式，完成新业务的部署和应用，可大大节省投资并提高业务实施的效率。
虚拟化技术，云计算核心技术之一，把云系统中的各种硬件资源进行虚拟化后，可以
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