2023年7月 云计算白皮书 (2023 年) 版权声明 本白皮书版权属于中国信息通信研究院，并受法律保 护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观 点的，应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声 明者，本院将追究其相关法律责任。 前 言 党的二十大报告提出，要构建新一代信息技术等一批新的增长 引擎，打造具有国际竞争力的数字产业集群。云计算是信息技术发 展和服 势，是信息时代国际竞争的制高点和经济发展新动能的助燃剂。云 计算引发了软件开发部署模式的创新，成为承载各类应用的关键基 础设施，并为大数据、物联网、人工智能等新兴领域的发展提供基 础支撑。加快推动云计算创新发展，顺应新一轮科技革命和产业变 革趋势，是推进中国式现代化进程的关键。 过去一年，全球和我国云计算产业保持快速发展，并呈现出以 下特点： 一是云计算战略价值在全球范围内持续提升。美国继“云优先” Smart)之后，又出台多个战略文件， 将云计算应用至相关领域，并明确提出通过云战略获取全球优势， 以确保其在经济、军事、科技等领域的领先地位。欧洲、亚洲等主 要国家纷纷发布国家战略或计划，推动云计算在各行业的应用布局， 深度挖掘云计算产业价值。我国政策指引云计算应用创新，持续推 动云计算与实体经济融合走深。 二是全球云计算市场稳定增长，我国保持快速发展。2022 年， 全球云计算市场规模为 4,910 亿美元，增速

深度解析CNCF社区⾸首个基于Kubernetes的边缘计算平台KubeEdge� 向新勇� https://github.com/edisonxiang� Introduce� ➔ 华为开源社区⼯工程师� ➔ KubeEdge社区Member� ➔ Kubernetes社区Member� ➔ OpenSDS社区Memeber� ➔ OpenStack社区数据保护项⽬目联合发起⼈人� ➔ 边缘计算 & 应⽤用场景 & ⾯面临的挑战� ➔ Why KubeEdge & 基础架构 & 设备管理理 & 实战� ➔ 后续规划 & 社区贡献 & 技术交流� 边缘计算� 云计算是集中化的，离终端设备（如摄像头、传感器器等）和⽤用户较远，对于实时性要求⾼高的计算需求，把计算放在云上会引起较⻓长的⽹网络延 时、⽹网络拥塞、服务质量量下降等问题。⽽而终端设备通常计算能⼒力力不不 ⾜足，⽆无法与云端相⽐比。在此情况下，边缘计算应运⽽而⽣生，将云端计算能⼒力力 延伸到靠近终端设备的边缘节点，就近提供服务。边缘计算不不是云计算的替代品，边缘计算减轻了了云计算架构的计算负担，是其补充和延伸。 云边协同才能够最⼤大程度的发挥作⽤用。连上云的边才有强⼤大的能⼒力力和灵活性。连上边的云才有数据引流上云和应⽤用服务落地点。� 边缘计算——快速发展的四⼤大因素� Gartner公布

Kubernetes全栈容器技术剖析 陈弘 华为云PaaS解决方案架构师 3 华为云应用服务：让企业应用上云更简单，运行更高效 计算（ECS/BMS/ARM） 存储（EVS/OBS/SFS） 网络（VPC/EIP） 开源原生 商业增强：控制面HA、跨AZ高可用、滚动升级、裸金属容器 云容器引擎 CCE 微服务引擎 CSE 开源原生 企业级 中间件 分布式 缓存 DCS 软件开发服 务 DevCloud 云性能测试 CPTS PaaS IaaS 开发测试 统一编排 自动化部署、微服务注册发现与治理、中间件运行环境 智能运维 开放网关APIG 应用 函数计算 FunctionStage FunctionGraph 4 什么是容器技术？ • 对比虚机的优势： • 通过共享操作系统内核，细粒度资源隔离。（降低资源成本） • 定义了环境无关的标准的交付、部署规范（提高交付效率） 容器技术是一种轻量级的操作系统虚拟化方案， 可以基于操作系统虚拟出更加细粒度的资源单位。 5 什么是容器编排调度引擎？ • 容器编排引擎提供资源的管理和容器的调度技术，提供容器应用生命周期管理、弹性伸缩、监控运维的基本机制，决定容器 之间如何进行交互。 • Kubernetes（简称K8S）是主流的容器编排部署管理平台。它基于Google Borg商用系统开发，具有轻量级，可移植性，高 灵活性等特点。

Serverless：关注应用而非基础设施 敏捷开发 极致弹性 成本优化 • 无需购买和安装机器 • 无需管理服务器 • 无需升级和更新OS • 快速部署和更新应用 • 快速发布 • “无限”容量 • 秒级弹性 • 更好的扩展性 • 更好的灵活性 • 按需创建 • 无资源闲置 Serverless容器 敏捷开发 极致弹性 成本优化 容器 Build once, Run anywhere Serverless容器典型场景和客户价值 在线业务 弹性扩容 Serverless AI Serverless 大数据计算 CI/CD • 30s 500pod • 非预期突发流量 • 适用电商、在线教育等行业 • Spark／Presto • 高弹性低成本 • 免容量规划 • Jenkins/Gitlab-Runner • 低成本 • 强隔离 • 免运维 • 高弹性 • 低成本 Serverless • 安全隔离的容器运行环境 • 支持CPU 0.25c – 64c，GPU，按需创建按秒收费 • Spot Instance：极大降低计算成本 • Startup time: ~10s • 镜像缓存：无需从远端拉取镜像 • 与ECS并池：大规模资源池，弹性能力保障 • 在Kubernetes中使用ECI: ACK/ASK on ECI ECI ECI Agent Container

⽹络管理 �.简介 �.操作说明 监控管理 �.简介 �.操作说明 （�）开启监控 （�）概览⻚监控查看以及资源介绍 （�）查看详细监控 命名空间管理 2 �.简介 �.操作说明 弹性伸缩 �. ⼯作原理 �.创建⾃动伸缩 案例--如何创建⼀个Nginx �. 创建⽆状态应⽤nginx �. 配置容器 �. ⾼级配置 �. 创建成功 案例--如何创建⼀个WordPress 选择增加节点类型为master -> 选择计算类型与规格 -> 添加云盘（可不选）-> 设 置添加数量 -> 输⼊登录⽤户密码 -> 核对⽆误后，点击确定进⾏添加 进⼊节点查看⻚⾯ -> 选择对应集群，新添加节点状态由创建中 -> 正常代表添加成功 8 添加worker节点 进⼊集群⻚⾯ -> 选择需要操作的集群 -> 点击集群扩容 核对集群ID -> 选择增加节点类型为worker -> 选择计算类型与规格 -> 在挂载窗⼝中，请选择需要挂载的集群，此处的集群仅显示和该NAS所在区域相同的容 器集群 挂载成功后，会显示私⽹IP 挂载过程可能⽤时较⻓，3-5分钟 14 挂载NAS盘到本地机器 对于已经挂载好的NAS盘，该集群内的任何⼀台计算资源（master和worker）均可访 问 ssh登录任意⼀台集群 创建⼀个新的⽬录： mkdir ~/nas 挂载NAS盘到本地： sudo mount -v -t nfs -o "vers=4

Kubernetes 部署与企业对接 AI 技术介绍 AI 云平台介绍及构成 AI 与 Kubernetes 融合与架构解析 • 是一套集自动部署，弹性扩容，并且基于容器的集群管理工 具。 • 快速部署应用程序 • 弹性负载均衡 • 无缝升级应用 • 硬件隔离 Kubernetes 介绍 LXC (Linux Container) 介绍 在单一系统的内核层通过一套 在非结构化数据方面有很大的优势。 卷积神经网络 - CNN 通过卷基层和池化层的网络结构进行不断的对图像的特征提取 数组运算并行化 – CUDA by Example 将数组 a 和数组 b 相加并将计算结果放入数组 c 中。 数组运算并行化 – CUDA by Example 当我们有多个 core 的时候 深度学习对于并行化硬件的依赖 - GPU • Core 的多少往往决定真正并行化运算的数量 技术介绍 AI 云平台介绍及构成 AI 与 Kubernetes 融合与架构解析 AI 云平台的价值 • 为 AI 工程师提供一体化的研发工作环境 • 为 AI 对于硬件资源需求提供弹性伸缩 • 为 AI 模型在生产环境中部署及运行提供保障 AI 模型实现工具及其框架举例 • 不同的框架和工具都有其优点长处。 AI 工程师工作流程 存储对接 • 存储通常都由云平台

减少关注基础设施 Why Serverless + Container？ Container Serverless • 执行部署一致性 • 快速交付 • 敏捷化 • 免运维 • 高弹性 • 按需付费 A short history of Serverless Container 产品名称 厂商 发布日期 Kubernetes API支持 Hyper.sh 2016 Instance (ECI) Pod Pod Node-2 Pod Pod Node-1 Pod Pod Node-N ECI Provider 虚拟节点 • 无限弹性，敏捷扩容 • 支持pod之间互联互通 无需管理服务器 Without managing servers 用户只需关注容器应用 • Zero server ops • Focus 配置复杂的管理工具 • 配置网络 • 操作系统选择 • 系统软件升级、安全补丁更新 • 系统监控和长期维护 极致弹性 Scale your pods elastically • 直接基于pod扩容，而不是node，不再受限于node数量 • 无需预留计算容量 Pod Pod Pod Pod Pod Pod Pod Pod Pod Pod kubectl

搭建的新一代容器化平台能够满足企业上云的各类场景需求。 多云编排 支持多云和混合云的统一集中管理，提供跨云资源检索及跨云的应用部署、发布和运 维能力，实现多云应用高效管控，提供基于集群资源的应用弹性扩缩，实现全局负载 均衡，具备故障恢复能力，有效解决多云应用灾备问题，助力企业构建多云、混合云 的数字基础设施。 涉及的模块：全局管理、容器管理、云原生网络、云原生存储、信创异构 中间件服务 足中间件高 I/O 的存储需求，提升运 维管理效率。精选各类数据库、分布式消息和日志检索等中间件，提供多租户、部 署、观测、备份、运维操作等全生命周期的中 间件管理能力，实现数据服务的自助化 申请、弹性扩展、高并发处理和稳定高可用。 涉及的模块：全局管理、容器管理、云原生网络、云原生存储、精选中间件 版权 © 2023 DaoCloud 第 5 页 微服务治理 提供 数据中心算力下移，端 设备算力上移，统一管控和调度离散、异构的计算资源，解决在海量边、端设备上统 一完成大规模应用交付、运维、管控的诉求，实现云边的真正一体化。 涉及的模块：全局管理、容器管理、云原生网络、云原生存储、云边协同 版权 © 2023 DaoCloud 第 8 页 云原生底座 提供云原生计算、网络、存储等能力，兼容各种集群接入，支持集群从部署、版本升 级

腾讯基于kubernetes的企业级容器 云实践 罗韩梅 腾讯 专家工程师 自我介绍 罗韩梅，腾讯 T4 专家工程师，2009 年加入腾讯，现任数据平台部容器云开发组组长。 拥有多年分布式系统研发经验，对大数据、云计算、容器等有深刻理解。从事过自研容 器云平台，大数据云平台，以及面向公司内外的通用容器云平台，从无到有，从自研到 开源生态，从公司内部平台到同时面向To B市场。目前专注于容器云平台领域，负责腾 提供可视化、自动化的运维能力，降低使用者的人力成本和学习成本 可靠 • 所有组件无单点； • 平台本身支持热升级； • 组件自身HA机制，如docker； • 多地域多可用区的容灾设计 • 管理机挂掉：对应用无影响 • 计算节点挂掉：跨机迁移 • 健康探针 ① 存活探针 ② 就绪探针 • 负载均衡 • 重启机制 ① 区分异常原因 ② 本地重启/跨机重启 • 黑名单机制 • 集群核心数据的备份和恢复 ① Etcd ② 2017 IEEE 2nd International Workshops on FASW 安全 能力扩展：弹性伸缩 Pod Pod Pod 微服务/通用服 务 Autoscaler controller prometheus Metrics-server APP弹性伸缩： • 主动扩缩容 • 扩容可以指定新版本 • 缩容可以定点裁撤 自动扩缩容 • 资源阈值 • 自定义指标阈值

面的系统集成和数据融合，打破数据孤岛 Mindsphere平台 德国联邦政府支持相关行业协会建设工业4.0平台，负 责工业4.0国家战略的宣传推广，标准制定，人才培养 和技术研发。 以工业大数据为驱动，以云计算，大数据， 物联网技术为核心的工业互联网开放平台， 实现产品，机器，数据，人的全面互联互 通和综合集成 INDICS平台 根云平台 COSMOPlat平台 … 2017年11月，国务院印发了《关于深化“互联网+先进 CI/CD 微服务 应用商店 面向业务管理 弹性伸缩 API Gateway 负载均衡 应用编排 日志监控 告警 服务发现 API 业务中台 多租户管理 运维中台 云端操作系统 数据中台 面向数据与智能 数据管理 大数据 机器学习 资源管理 深度学习 AI工具 API IOT中台 面向行业解 决方案 边缘计算 数据通道 数据分析 API 海尔工业互联网 具；管理数据预处理批作业。 模型开发 海尔工业互联网 – 才云数据解决方案 海尔工业互联网 – 才云数据解决方案 海尔工业互联网 – 才云数据解决方案 海尔工业互联网 – 才云数据解决方案 边缘计算场景 1. 海尔在全球有许多工厂 2. 工厂里的机器不多 3. 这些机器上跑了一些容器服务 4. 因为机器数量不多，不希望每个工厂组成一个 k8s 集群 5. 也不可能将这些工厂的机器作为node