《雲計算原理與實踐》是人民郵電出版社2022年出版的書籍。
基本介紹
- 中文名：雲計算原理與實踐
- 作者：王偉
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2022年12月
- 定價：65
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787115483034
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書系統地講解了雲計算的知識框架，包括雲計算的三大認識角度（商業模式、計算範式、實現方式）、四個關鍵技術（計算、存儲、網路、安全）、四種開發運維維度（雲原生套用、雲作業系統、雲端軟體、雲運維），以及三大套用場景（雲桌面、開發雲、大數據與人工智慧）。
本書在大部分的章中安排了一個或多個基於開源軟體的實訓內容，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。
作者簡介
王偉，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，曾掛職於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畫》、《同濟大學青年英才計畫（青年教師計畫）》及《同濟大學青年英才計畫（青年教學科研骨幹計畫）》。研究方向包括：雲計算、大數據、時序數據分析、大規模線上學習系統。
圖書目錄
第1章 雲計算概述 1
1.1初識雲計算 1
1.1.1雲計算的定義 1
1.1.2計算模式的演進過程 4
1.1.3雲計算簡史 10
1.1.4雲計算的推動力 11
1.2雲計算的公共特徵與分類 13
1.2.1雲計算的公共特徵 13
1.2.2雲計算的分類 13
1.2.3與雲計算有關的技術 17
1.3雲計算的三元認識論 20
1.3.1 雲計算作為一種商業模式 20
1.3.2 雲計算作為一種計算範式 21
1.3.3 雲計算作為一種實現方式 22
1.4雲計算的開源方法論 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開源對雲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 分散式計算 39
2.1分散式計算概述 39
2.1.1基本概念 39
2.1.2分散式計算的原理 40
2.2分散式計算的理論基礎 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最終一致性 45
2.2.5一致性散列 46
2.3分散式系統概述 49
2.3.1分散式系統的基礎知識 49
2.3.2分散式系統的特性 50
2.3.3分散式存儲系統實例：Apache Hadoop 51
2.4分散式系統的進階 53
2.4.1分散式存儲系統 54
2.4.2分散式計算系統 55
2.4.3分散式資源管理系統 57
2.5典型的分散式系統 60
2.5.1格線系統 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 雲計算架構 75
3.1雲計算的本質 75
3.1.1革命性概念：IT作為服務 75
3.1.2 雲之道 75
3.1.3雲計算系統工程 76
3.1.4雲數據中心 77
3.1.5雲的工作負載模式 77
3.1.6雲計算的規模效應 79
3.2雲計算的架構 81
3.2.1計算架構的進化 81
3.2.2一般雲計算架構的二維視角 84
3.3雲棧和雲體 87
3.3.1雲棧 87
3.3.2雲體 93
3.3.3 IT作為服務 94
3.4軟體定義的數據中心 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軟體定義的必要性 99
3.4.4軟體定義數據中心的架構分析 100
3.4.5軟體定義數據中心的發展 102
3.5實踐：OpenStack 104
3.5.1 OpenStack是什麼？ 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伺服器虛擬化 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硬體輔助虛擬化 114
4.3商用虛擬機技術 115
4.4新型硬體虛擬化 117
4.4.1硬體虛擬化背景 117
4.4.2硬體虛擬化的代表 118
4.4.3硬體虛擬化的未來 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 容器背後的核心知識 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 分散式存儲 138
5.1分散式存儲的基礎 138
5.1.1基本概念 138
5.1.2分散式存儲分類 139
5.1.3分散式存儲的發展歷史 141
5.2檔案存儲 144
5.2.1單機檔案系統 144
5.2.2網路檔案系統 144
5.2.3並行檔案系統 145
5.2.4分散式檔案系統 146
5.2.5高通量檔案系統 146
5.3從單機存儲系統到分散式存儲系統 147
5.3.1單機存儲系統 147
5.3.2分散式存儲系統 148
5.4實踐：分散式存儲系統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 雲計算網路 161
6.1基本概念 161
6.1.1計算機網路 161
6.1.2覆蓋網路 162
6.1.3大二層網路 164
6.1.4租戶網路 164
6.2數據中心網路：雲計算的骨架 165
6.2.1數據中心網路拓撲 165
6.2.2用 Mininet 搭建數據中心仿真環境 167
6.3網路虛擬化 169
6.3.1靈活控制：軟體定義網路（SDN） 170
6.3.2快速部署：網路功能虛擬化（NFV） 176
6.4租戶網路管理 179
6.4.1網路功能即服務（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 雲計算安全 190
7.1雲安全概述 190
7.1.1雲計算安全挑戰 190
7.1.2雲計算安全現狀 193
7.1.3雲計算安全技術框架 193
7.1.4雲計算安全關鍵技術 195
7.2虛擬機安全 196
7.2.1虛擬化軟體棧安全威脅 197
7.2.2虛擬化軟體棧安全防禦 201
7.2.3虛擬化安全總結 202
7.3雲存儲安全 203
7.3.1雲存儲的安全需求 203
7.3.2安全雲存儲系統概述 204
7.3.3安全雲存儲系統的一般架構 204
7.3.4安全雲存儲系統的關鍵技術 205
7.4雲數據安全 207
7.4.1雲數據面臨的安全威脅 208
7.4.2雲數據安全研究內容 209
7.4.3雲數據安全研究進展 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 雲原生套用的開發 217
8.1雲原生的相關概念 217
8.1.1雲原生簡介 217
8.1.2雲原生的內容 218
8.1.3雲原生套用的技術手段 222
8.2雲原生套用開發實踐的12要素 225
8.3雲原生套用開發 234
8.3.1雲原生套用開發的原則 234
8.3.2雲原生的落地：Kubernetes 236
8.4實踐：基於Node.js的雲原生套用開發 238
8.5本章小結 245
第9章 雲計算作業系統 246
9.1計算機軟體與作業系統 246
9.1.1計算機軟體的發展 246
9.1.2作業系統的發展簡史 247
9.1.3作業系統的軟體定義本質 249
9.2 UNIX類作業系統的發展 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雲作業系統概述 255
9.3.1基本概念 255
9.3.2雲作業系統實例 256
9.3.3雲作業系統的挑戰 257
9.3.4新一代雲作業系統的職責與功能 258
9.4雲計算編程模型與環境 259
9.4.1雲計算環境下的編程困惑 259
9.4.2雲計算編程模型 260
9.5雲作業系統的資源調度 262
9.5.1資源調度簡介 263
9.5.2雲作業系統下資源調度的挑戰 263
9.5.3雲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 雲端軟體 274
10.1從軟體到雲件 274
10.1.1雲件的基本概念 274
10.1.2從軟體到雲件的變遷 275
10.1.3雲件的關鍵技術 279
10.1.4雲件的開發、部署和運行模式 280
10.2雲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基於微服務架構的雲件模型 282
10.2.3雲件的系統級架構設計 286
10.3雲件的開發模式與效果 289
10.3.1雲件的開發模式 289
10.3.2雲件的效果展示 292
10.4雲件在大規模線上實訓平台中的套用 293
10.4.1實訓平台提出的背景 293
10.4.2構建基於雲件系統的大數據工程實訓平台 294
10.5實踐：雲件套用開發實例 298
10.6本章小結 300
第11章 雲計算運維 301
11.1雲服務環境的監控 301
11.1.1雲監控概述 301
11.1.2雲監控特性 302
11.1.3雲監控需求 302
11.1.4雲監控結構 304
11.1.5關鍵技術 306
11.2雲監控解決方案 308
11.2.1雲監控的通用技術 308
11.2.2容器的監控 310
11.3智慧型運維 314
11.3.1智慧型運維的歷史 315
11.3.2智慧型運維的內容 316
11.3.3 AIOps的關鍵場景與技術 319
11.3.4智慧型運維的展望 326
11.4實例：智慧型運維在大視頻運維中的套用 327
11.4.1背景介紹 327
11.4.2人工智慧技術在大視頻運維系統中的套用 328
11.5本章小結 333
第12章 桌面雲 334
12.1桌面雲概述 334
12.1.1桌面雲的發展歷史 334
12.1.2什麼是桌面雲？ 335
12.2桌面雲架構與關鍵技術 337
12.2.1傳輸協定 337
12.2.2服務層 340
12.2.3資源層 341
12.2.4安全 342
12.2.5桌面雲面臨的挑戰 344
12.3桌面雲典型套用案例 344
12.3.1桌面雲在政府中的套用 345
12.3.2桌面雲在運營商中的套用 346
12.3.3桌面雲在教育中的套用 348
12.3.4桌面雲在電力中的套用 349
12.3.5桌面雲在醫療中的套用 352
12.3.6桌面雲在工業中的套用 354
12.4實踐：基於OpenStack的桌面雲 355
12.4.1Windows鏡像的製作 355
12.4.2配置SPICE實現遠程訪問 359
12.5本章小結 360
第13章 軟體開發雲 361
13.1軟體開發雲的概念 361
13.1.1傳統軟體開發中的挑戰 361
13.1.2雲計算給軟體開發帶來的新可能 362
13.1.3雲時代的軟體開發 363
13.2華為軟體開發雲服務 364
13.2.1軟體交付的趨勢和挑戰 364
13.2.2 DevCloud是什麼 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代碼託管 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 大數據與人工智慧 379
14.1什麼是大數據？ 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
14.2什麼是人工智慧？ 385
14.2.1人工智慧的歷史及概念 385
14.2.2 人工智慧的特徵與參考框架 388
14.2.3 人工智慧的發展趨勢 390
14.3雲計算、大數據與人工智慧的關係 392
14.3.1雲計算與大數據的融合 393
14.3.2雲計算與人工智慧的融合 394
14.4本章小結 395
參考文獻 396
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