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人民郵電出版社云計算原理與實踐

包郵 人民郵電出版社云計算原理與實踐

作者:王偉
出版社:人民郵電出版社出版時間:2017-04-01
開本: 其他 頁數: 392
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人民郵電出版社云計算原理與實踐 版權信息

人民郵電出版社云計算原理與實踐 本書特色

本書系統地講解了云計算的知識框架,包括云計算的三大認識角度(商業模式、計算范式、實現方式)、四個關鍵技術(計算、存儲、網絡、安全)、四種開發運維維度(云原生應用、云操作系統、云端軟件、云運維),以及三大應用場景(云桌面、開發云、大數據與人工智能)。 本書在大部分的章中安排了一個或多個基于開源軟件的實訓內容,以幫助讀者更有效地動手實踐,包括GitHub、Hadoop、OpenStack、KVM、Docker、Ceph、Mininet、Mesos、Kubernetes等。

人民郵電出版社云計算原理與實踐 內容簡介

本書系統地講解了云計算的知識框架,包括云計算的三大認識角度(商業模式、計算范式、實現方式)、四個關鍵技術(計算、存儲、網絡、安全)、四種開發運維維度(云原生應用、云操作系統、云端軟件、云運維),以及三大應用場景(云桌面、開發云、大數據與人工智能)。本書在大部分的章中安排了一個或多個基于開源軟件的實訓內容,以幫助讀者更有效地動手實踐,包括GitHub、Hadoop、OpenStack、KVM、Docker、Ceph、Mininet、Mesos、Kubernetes等。

人民郵電出版社云計算原理與實踐 目錄

第 1章 云計算概述 1

1.1初識云計算 1

1.1.1云計算的定義 1

1.1.2計算模式的演進過程 4

1.1.3云計算簡史 10

1.1.4云計算的推動力 11

1.2云計算的公共特征與分類 13

1.2.1云計算的公共特征 13

1.2.2云計算的分類 13

1.2.3與云計算有關的技術 17

1.3云計算的三元認識論 20

1.3.1 云計算作為一種商業模式 20

1.3.2 云計算作為一種計算范式 21

1.3.3 云計算作為一種實現方式 22

1.4云計算的開源方法論 23

1.4.1開源定義和相關概念 23

1.4.2開源的價值和意義 25

1.4.3開源發展歷程 26

1.4.4開源是種方法論 27

1.4.5開源對云計算人才培養帶來的挑戰 28

1.5實踐:GitHub 30

1.5.1 GitHub簡介 30

1.5.2使用GitHub 31

1.5.3 Github界面總覽 37

1.6本章小結 38

第 2章 分布式計算 39

2.1分布式計算概述 39

2.1.1基本概念 39

2.1.2分布式計算的原理 40

2.2分布式計算的理論基礎 41

2.2.1 ACID原則 41

2.2.2 CAP理論 41

2.2.3 BASE理論 44

2.2.4*終一致性 45

2.2.5一致性散列 46

2.3分布式系統概述 49

2.3.1分布式系統的基礎知識 49

2.3.2分布式系統的特性 50

2.3.3分布式存儲系統實例:Apache Hadoop 51

2.4分布式系統的進階 53

2.4.1分布式存儲系統 54

2.4.2分布式計算系統 55

2.4.3分布式資源管理系統 57

2.5典型的分布式系統 60

2.5.1網格系統 60

2.5.2 P2P系統 63

2.5.3透明計算 65

2.5.4區塊鏈系統 68

2.6本章小結 74

第3章 云計算架構 75

3.1云計算的本質 75

3.1.1革命性概念:IT作為服務 75

3.1.2 云之道 75

3.1.3云計算系統工程 76

3.1.4云數據中心 77

3.1.5云的工作負載模式 77

3.1.6云計算的規模效應 79

3.2云計算的架構 81

3.2.1計算架構的進化 81

3.2.2一般云計算架構的二維視角 84

3.3云棧和云體 87

3.3.1云棧 87

3.3.2云體 93

3.3.3 IT作為服務 94

3.4軟件定義的數據中心 95

3.4.1數據中心的歷史 96

3.4.2繼續發展的推動力 98

3.4.3軟件定義的必要性 99

3.4.4軟件定義數據中心的架構分析 100

3.4.5軟件定義數據中心的發展 102

3.5實踐:OpenStack 104

3.5.1 OpenStack是什么? 104

3.5.2 OpenStack組件介紹 107

3.5.3體驗使用OpenStack 108

3.6本章小結 109

第4章 虛擬化技術 110

4.1虛擬化的定義 110

4.2服務器虛擬化 111

4.2.1 x86架構對虛擬化的限制 112

4.2.2全虛擬化 113

4.2.3半虛擬化 114

4.2.4硬件輔助虛擬化 114

4.3商用虛擬機技術 115

4.4新型硬件虛擬化 117

4.4.1硬件虛擬化背景 117

4.4.2硬件虛擬化的代表 118

4.4.3硬件虛擬化的未來 119

4.5實踐:Xen虛擬化技術 120

4.5.1 Xen的歷史 120

4.5.2 Xen功能概覽 120

4.5.3 Xen實際操作 121

4.6實踐:KVM虛擬化技術 125

4.6.1 KVM簡介 125

4.6.2 KVM的基本安裝操作 125

4.7輕量級虛擬化 130

4.7.1容器技術簡介 130

4.7.2容器與虛擬機的對比 131

4.7.3 容器背后的內核知識 132

4.8實踐:Docker容器 134

4.8.1安裝Docker 134

4.8.2運行第 一個Docker容器 136

4.9本章小結 137

第5章 分布式存儲 138

5.1分布式存儲的基礎 138

5.1.1基本概念 138

5.1.2分布式存儲分類 139

5.1.3分布式存儲的發展歷史 141

5.2文件存儲 144

5.2.1單機文件系統 144

5.2.2網絡文件系統 144

5.2.3并行文件系統 145

5.2.4分布式文件系統 146

5.2.5高通量文件系統 146

5.3從單機存儲系統到分布式存儲系統 147

5.3.1單機存儲系統 147

5.3.2分布式存儲系統 148

5.4實踐:分布式存儲系統Ceph 152

5.4.1概述 152

5.4.2設計思想 153

5.4.3整體架構 154

5.4.4集群部署 156

5.5本章小結 160

第6章 云計算網絡 161

6.1基本概念 161

6.1.1計算機網絡 161

6.1.2覆蓋網絡 162

6.1.3大二層網絡 164

6.1.4租戶網絡 164

6.2數據中心網絡:云計算的骨架 165

6.2.1數據中心網絡拓撲 165

6.2.2用 Mininet 搭建數據中心仿真環境 167

6.3網絡虛擬化 169

6.3.1靈活控制:軟件定義網絡(SDN) 170

6.3.2快速部署:網絡功能虛擬化(NFV) 176

6.4租戶網絡管理 179

6.4.1網絡功能即服務(Network Function as a Service) 180

6.4.2 OpenStack Neutron 180

6.4.3 Group-Based Policy 183

6.5實踐:用Mininet搭建OpenFlow實驗環境 185

6.5.1 Mininet入門 186

6.5.2 Mininet實驗 187

6.6本章小結 189

第7章 云計算安全 190

7.1云安全概述 190

7.1.1云計算安全挑戰 190

7.1.2云計算安全現狀 193

7.1.3云計算安全技術框架 193

7.1.4云計算安全關鍵技術 195

7.2虛擬機安全 196

7.2.1虛擬化軟件棧安全威脅 197

7.2.2虛擬化軟件棧安全防御 201

7.2.3虛擬化安全總結 202

7.3云存儲安全 203

7.3.1云存儲的安全需求 203

7.3.2安全云存儲系統概述 204

7.3.3安全云存儲系統的一般架構 204

7.3.4安全云存儲系統的關鍵技術 205

7.4云數據安全 207

7.4.1云數據面臨的安全威脅 208

7.4.2云數據安全研究內容 209

7.4.3云數據安全研究進展 209

7.5實踐:全同態加密算法 210

7.5.1 HElib庫的調試與分析 210

7.5.2 FHE-CODE的調試與分析 212

7.5.3全同態加密方案對比與分析 213

7.6本章小結 216

第8章 云原生應用的開發 217

8.1云原生的相關概念 217

8.1.1云原生簡介 217

8.1.2云原生的內容 218

8.1.3云原生應用的技術手段 222

8.2云原生應用開發實踐的12要素 225

8.3云原生應用開發 234

8.3.1云原生應用開發的原則 234

8.3.2云原生的落地:Kubernetes 236

8.4實踐:基于Node.js的云原生應用開發 238

8.5本章小結 245

第9章 云計算操作系統 246

9.1計算機軟件與操作系統 246

9.1.1計算機軟件的發展 246

9.1.2操作系統的發展簡史 247

9.1.3操作系統的軟件定義本質 249

9.2 UNIX類操作系統的發展 250

9.2.1 UNIX系統簡介 250

9.2.2 UNIX家族的演化 251

9.2.3類UNIX系統的發展 253

9.2.4 UNIX系統的展望 254

9.3云操作系統概述 255

9.3.1基本概念 255

9.3.2云操作系統實例 256

9.3.3云操作系統的挑戰 257

9.3.4新一代云操作系統的職責與功能 258

9.4云計算編程模型與環境 259

9.4.1云計算環境下的編程困惑 259

9.4.2云計算編程模型 260

9.5云操作系統的資源調度 262

9.5.1資源調度簡介 263

9.5.2云操作系統下資源調度的挑戰 263

9.5.3云計算資源調度的策略和算法 264

9.6實踐:Mesos 266

9.6.1 Mesos架構 267

9.6.2 Mesos設計解讀 269

9.6.3 在Mesos上運行Spark 270

9.6.4 Mesos實現容器編排 272

9.7本章小結 273

第 10章 云端軟件 274

10.1從軟件到云件 274

10.1.1云件的基本概念 274

10.1.2從軟件到云件的變遷 275

10.1.3云件的關鍵技術 279

10.1.4云件的開發、部署和運行模式 280

10.2云件系統的架構設計與運行原理 281

10.2.1計算與存儲的分離的設計理念 281

10.2.2基于微服務架構的云件模型 282

10.2.3云件的系統級架構設計 286

10.3云件的開發模式與效果 289

10.3.1云件的開發模式 289

10.3.2云件的效果展示 292

10.4云件在大規模在線實訓平臺中的應用 293

10.4.1實訓平臺提出的背景 293

10.4.2構建基于云件系統的大數據工程實訓平臺 294

10.5實踐:云件應用開發實例 298

10.6本章小結 300

第 11章 云計算運維 301

11.1云服務環境的監控 301

11.1.1云監控概述 301

11.1.2云監控特性 302

11.1.3云監控需求 302

11.1.4云監控結構 304

11.1.5關鍵技術 306

11.2云監控解決方案 308

11.2.1云監控的通用技術 308

11.2.2容器的監控 310

11.3智能運維 314

11.3.1智能運維的歷史 315

11.3.2智能運維的內容 316

11.3.3 AIOps的關鍵場景與技術 319

11.3.4智能運維的展望 326

11.4實例:智能運維在大視頻運維中的應用 327

11.4.1背景介紹 327

11.4.2人工智能技術在大視頻運維系統中的應用 328

11.5本章小結 333

第 12章 桌面云 334

12.1桌面云概述 334

12.1.1桌面云的發展歷史 334

12.1.2什么是桌面云? 335

12.2桌面云架構與關鍵技術 337

12.2.1傳輸協議 337

12.2.2服務層 340

12.2.3資源層 341

12.2.4安全 342

12.2.5桌面云面臨的挑戰 344

12.3桌面云典型應用案例 344

12.3.1桌面云在政府中的應用 345

12.3.2桌面云在運營商中的應用 346

12.3.3桌面云在教育中的應用 348

12.3.4桌面云在電力中的應用 349

12.3.5桌面云在醫療中的應用 352

12.3.6桌面云在工業中的應用 354

12.4實踐:基于OpenStack的桌面云 355

12.4.1Windows鏡像的制作 355

12.4.2配置SPICE實現遠程訪問 359

12.5本章小結 360

第 13章 軟件開發云 361

13.1軟件開發云的概念 361

13.1.1傳統軟件開發中的挑戰 361

13.1.2云計算給軟件開發帶來的新可能 362

13.1.3云時代的軟件開發 363

13.2華為軟件開發云服務 364

13.2.1軟件交付的趨勢和挑戰 364

13.2.2 DevCloud是什么 365

13.2.3 DevCloud核心理念 366

13.3DevCloud技術方案 366

13.3.1 DevCloud總體架構 366

13.3.2 DevCloud主要服務 367

13.4實踐:DevCloud實戰 368

13.4.1 DevCloud登錄 368

13.4.2項目管理 369

13.4.3代碼托管 370

13.4.4構建 373

13.4.5測試 374

13.4.6發布 375

13.4.7部署 376

13.4.8流水線 377

13.5本章小結 378

第 14章 大數據與人工智能 379

14.1什么是大數據? 379

14.1.1大數據的發展背景 379

14.1.2大數據的定義 381

14.1.3大數據的技術 383

14.2什么是人工智能? 385

14.2.1人工智能的歷史及概念 385

14.2.2 人工智能的特征與參考框架 388

14.2.3 人工智能的發展趨勢 390

14.3云計算、大數據與人工智能的關系 392

14.3.1云計算與大數據的融合 393

14.3.2云計算與人工智能的融合 394

14.4本章小結 395

參考文獻 396

論文閱讀 399

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人民郵電出版社云計算原理與實踐 作者簡介

同濟大學計算機科學與技術系副教授,博士生導師,中國計算機學會會員,中國計算機學會教育工作委員會委員、中國計算機學會大數據專委會通訊委員、中國計算機學會體系結構專委會委員、上海計算機學會體系結構專委會委員、開源社理事會成員。榮獲“第 二屆中國大數據創新百人”稱號。 美國Wisconsin大學Madison分校作訪問學者,美國Florida大學作CSC訪問學者,曾掛職于上海徐匯區行政服務中心(副主任)。入選《同濟大學青年人才培養行動計劃》、《同濟大學青年英才計劃(青年教師計劃)》及《同濟大學青年英才計劃(青年教學科研骨干計劃)》。研究方向包括:云計算、大數據、時序數據分析、大規模在線學習系統

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