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王伟 / 人民邮电出版社 / 2018-08 / 其他
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云计算原理与实践
本书系统地讲解了云计算的知识框架,包括云计算的三大认识角度(商业模式、计算范式、实现方式)、四个关键技术(计算、存储、网络、安全)、四种开发运维维度(云原生应用、云操作系统、云端软件、云运维),以及三大应用场景(云桌面、开发云、大数据与人工智能)。 本书在大部分的章中安排了一个或多个基于开源软件的实训内容,以帮助读者更有效地动手实践,包括GitHub、Hadoop、OpenStack、KVM、Docker、Ceph、Mininet、Mesos、Kubernetes等。
同济大学计算机科学与技术系副教授,博士生导师,中国计算机学会会员,中国计算机学会教育工作委员会委员、中国计算机学会大数据专委会通讯委员、中国计算机学会体系结构专委会委员、上海计算机学会体系结构专委会委员、开源社理事会成员。荣获“第 二届中国大数据创新百人”称号。 美国Wisconsin大学Madison分校作访问学者,美国Florida大学作CSC访问学者,曾挂职于上海徐汇区行政服务中心(副主任)。入选《同济大学青年人才培养行动计划》、《同济大学青年英才计划(青年教师计划)》及《同济大学青年英才计划(青年教学科研骨干计划)》。研究方向包括:云计算、大数据、时序数据分析、大规模在线学习系统
第 1章 云计算概述1 1.1初识云计算1 1.1.1云计算的定义1 1.1.2计算模式的演进过程4 1.1.3云计算简史10 1.1.4云计算的推动力11 1.2云计算的公共特征与分类13 1.2.1云计算的公共特征13 1.2.2云计算的分类13 1.2.3与云计算有关的技术17 1.3云计算的三元认识论20 1.3.1 云计算作为一种商业模式20 1.3.2 云计算作为一种计算范式21 1.3.3 云计算作为一种实现方式22 1.4云计算的开源方法论23 1.4.1开源定义和相关概念23 1.4.2开源的价值和意义25 1.4.3开源发展历程26 1.4.4开源是种方法论27 1.4.5开源对云计算人才培养带来的挑战28 1.5实践:GitHub30 1.5.1 GitHub简介30 1.5.2使用GitHub31 1.5.3 Github界面总览37 1.6本章小结38 第 2章 分布式计算39 2.1分布式计算概述39 2.1.1基本概念39 2.1.2分布式计算的原理40 2.2分布式计算的理论基础41 2.2.1 ACID原则41 2.2.2 CAP理论41 2.2.3 BASE理论44 2.2.4最终一致性45 2.2.5一致性散列46 2.3分布式系统概述49 2.3.1分布式系统的基础知识49 2.3.2分布式系统的特性50 2.3.3分布式存储系统实例:Apache Hadoop51 2.4分布式系统的进阶53 2.4.1分布式存储系统54 2.4.2分布式计算系统55 2.4.3分布式资源管理系统57 2.5典型的分布式系统60 2.5.1网格系统60 2.5.2 P2P系统63 2.5.3透明计算65 2.5.4区块链系统68 2.6本章小结74 第3章 云计算架构75 3.1云计算的本质75 3.1.1革命性概念:IT作为服务75 3.1.2 云之道75 3.1.3云计算系统工程76 3.1.4云数据中心77 3.1.5云的工作负载模式77 3.1.6云计算的规模效应79 3.2云计算的架构81 3.2.1计算架构的进化81 3.2.2一般云计算架构的二维视角84 3.3云栈和云体87 3.3.1云栈87 3.3.2云体93 3.3.3 IT作为服务94 3.4软件定义的数据中心95 3.4.1数据中心的历史96 3.4.2继续发展的推动力98 3.4.3软件定义的必要性99 3.4.4软件定义数据中心的架构分析100 3.4.5软件定义数据中心的发展102 3.5实践:OpenStack104 3.5.1 OpenStack是什么?104 3.5.2 OpenStack组件介绍107 3.5.3体验使用OpenStack108 3.6本章小结109 第4章 虚拟化技术110 4.1虚拟化的定义110 4.2服务器虚拟化111 4.2.1 x86架构对虚拟化的限制112 4.2.2全虚拟化113 4.2.3半虚拟化114 4.2.4硬件辅助虚拟化114 4.3商用虚拟机技术115 4.4新型硬件虚拟化117 4.4.1硬件虚拟化背景117 4.4.2硬件虚拟化的代表118 4.4.3硬件虚拟化的未来119 4.5实践:Xen虚拟化技术120 4.5.1 Xen的历史120 4.5.2 Xen功能概览120 4.5.3 Xen实际操作121 4.6实践:KVM虚拟化技术125 4.6.1 KVM简介125 4.6.2 KVM的基本安装操作125 4.7轻量级虚拟化130 4.7.1容器技术简介130 4.7.2容器与虚拟机的对比131 4.7.3 容器背后的内核知识132 4.8实践:Docker容器134 4.8.1安装Docker134 4.8.2运行第 一个Docker容器136 4.9本章小结137 第5章 分布式存储138 5.1分布式存储的基础138 5.1.1基本概念138 5.1.2分布式存储分类139 5.1.3分布式存储的发展历史141 5.2文件存储144 5.2.1单机文件系统144 5.2.2网络文件系统144 5.2.3并行文件系统145 5.2.4分布式文件系统146 5.2.5高通量文件系统146 5.3从单机存储系统到分布式存储系统147 5.3.1单机存储系统147 5.3.2分布式存储系统148 5.4实践:分布式存储系统Ceph152 5.4.1概述152 5.4.2设计思想153 5.4.3整体架构154 5.4.4集群部署156 5.5本章小结160 第6章 云计算网络161 6.1基本概念161 6.1.1计算机网络161 6.1.2覆盖网络162 6.1.3大二层网络164 6.1.4租户网络164 6.2数据中心网络:云计算的骨架165 6.2.1数据中心网络拓扑165 6.2.2用 Mininet 搭建数据中心仿真环境167 6.3网络虚拟化169 6.3.1灵活控制:软件定义网络(SDN)170 6.3.2快速部署:网络功能虚拟化(NFV)176 6.4租户网络管理179 6.4.1网络功能即服务(Network Function as a Service)180 6.4.2 OpenStack Neutron180 6.4.3 Group-Based Policy183 6.5实践:用Mininet搭建OpenFlow实验环境185 6.5.1 Mininet入门186 6.5.2 Mininet实验187 6.6本章小结189 第7章 云计算安全190 7.1云安全概述190 7.1.1云计算安全挑战190 7.1.2云计算安全现状193 7.1.3云计算安全技术框架193 7.1.4云计算安全关键技术195 7.2虚拟机安全196 7.2.1虚拟化软件栈安全威胁197 7.2.2虚拟化软件栈安全防御201 7.2.3虚拟化安全总结202 7.3云存储安全203 7.3.1云存储的安全需求203 7.3.2安全云存储系统概述204 7.3.3安全云存储系统的一般架构204 7.3.4安全云存储系统的关键技术205 7.4云数据安全207 7.4.1云数据面临的安全威胁208 7.4.2云数据安全研究内容209 7.4.3云数据安全研究进展209 7.5实践:全同态加密算法210 7.5.1 HElib库的调试与分析210 7.5.2 FHE-CODE的调试与分析212 7.5.3全同态加密方案对比与分析213 7.6本章小结216 第8章 云原生应用的开发217 8.1云原生的相关概念217 8.1.1云原生简介217 8.1.2云原生的内容218 8.1.3云原生应用的技术手段222 8.2云原生应用开发实践的12要素225 8.3云原生应用开发234 8.3.1云原生应用开发的原则234 8.3.2云原生的落地:Kubernetes236 8.4实践:基于Node.js的云原生应用开发238 8.5本章小结245 第9章 云计算操作系统246 9.1计算机软件与操作系统246 9.1.1计算机软件的发展246 9.1.2操作系统的发展简史247 9.1.3操作系统的软件定义本质249 9.2 UNIX类操作系统的发展250 9.2.1 UNIX系统简介250 9.2.2 UNIX家族的演化251 9.2.3类UNIX系统的发展253 9.2.4 UNIX系统的展望254 9.3云操作系统概述255 9.3.1基本概念255 9.3.2云操作系统实例256 9.3.3云操作系统的挑战257 9.3.4新一代云操作系统的职责与功能258 9.4云计算编程模型与环境259 9.4.1云计算环境下的编程困惑259 9.4.2云计算编程模型260 9.5云操作系统的资源调度262 9.5.1资源调度简介263 9.5.2云操作系统下资源调度的挑战263 9.5.3云计算资源调度的策略和算法264 9.6实践:Mesos266 9.6.1 Mesos架构267 9.6.2 Mesos设计解读269 9.6.3 在Mesos上运行Spark270 9.6.4 Mesos实现容器编排272 9.7本章小结273 第 10章 云端软件274 10.1从软件到云件274 10.1.1云件的基本概念274 10.1.2从软件到云件的变迁275 10.1.3云件的关键技术279 10.1.4云件的开发、部署和运行模式280 10.2云件系统的架构设计与运行原理281 10.2.1计算与存储的分离的设计理念281 10.2.2基于微服务架构的云件模型282 10.2.3云件的系统级架构设计286 10.3云件的开发模式与效果289 10.3.1云件的开发模式289 10.3.2云件的效果展示292 10.4云件在大规模在线实训平台中的应用293 10.4.1实训平台提出的背景293 10.4.2构建基于云件系统的大数据工程实训平台294 10.5实践:云件应用开发实例298 10.6本章小结300 第 11章 云计算运维301 11.1云服务环境的监控301 11.1.1云监控概述301 11.1.2云监控特性302 11.1.3云监控需求302 11.1.4云监控结构304 11.1.5关键技术306 11.2云监控解决方案308 11.2.1云监控的通用技术308 11.2.2容器的监控310 11.3智能运维314 11.3.1智能运维的历史315 11.3.2智能运维的内容316 11.3.3 AIOps的关键场景与技术319 11.3.4智能运维的展望326 11.4实例:智能运维在大视频运维中的应用327 11.4.1背景介绍327 11.4.2人工智能技术在大视频运维系统中的应用328 11.5本章小结333 第 12章 桌面云334 12.1桌面云概述334 12.1.1桌面云的发展历史334 12.1.2什么是桌面云?335 12.2桌面云架构与关键技术337 12.2.1传输协议337 12.2.2服务层340 12.2.3资源层341 12.2.4安全342 12.2.5桌面云面临的挑战344 12.3桌面云典型应用案例344 12.3.1桌面云在政府中的应用345 12.3.2桌面云在运营商中的应用346 12.3.3桌面云在教育中的应用348 12.3.4桌面云在电力中的应用349 12.3.5桌面云在医疗中的应用352 12.3.6桌面云在工业中的应用354 12.4实践:基于OpenStack的桌面云355 12.4.1Windows镜像的制作355 12.4.2配置SPICE实现远程访问359 12.5本章小结360 第 13章 软件开发云361 13.1软件开发云的概念361 13.1.1传统软件开发中的挑战361 13.1.2云计算给软件开发带来的新可能362 13.1.3云时代的软件开发363 13.2华为软件开发云服务364 13.2.1软件交付的趋势和挑战364 13.2.2 DevCloud是什么 365 13.2.3 DevCloud核心理念366 13.3DevCloud技术方案366 13.3.1 DevCloud总体架构366 13.3.2 DevCloud主要服务367 13.4实践:DevCloud实战368 13.4.1 DevCloud登录368 13.4.2项目管理369 13.4.3代码托管370 13.4.4构建373 13.4.5测试374 13.4.6发布375 13.4.7部署376 13.4.8流水线377 13.5本章小结378 第 14章 大数据与人工智能379 14.1什么是大数据?379 14.1.1大数据的发展背景379 14.1.2大数据的定义381 14.1.3大数据的技术383 14.2什么是人工智能?385 14.2.1人工智能的历史及概念385 14.2.2 人工智能的特征与参考框架388 14.2.3 人工智能的发展趋势390 14.3云计算、大数据与人工智能的关系392 14.3.1云计算与大数据的融合393 14.3.2云计算与人工智能的融合394 14.4本章小结395 参考文献396 论文阅读399
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开播时间:09月02日 10:30