云计算及其实践教程 第2版PDF电子书下载

第1章 云计算概论 1

1.1 云计算的定义和特征 1

1.1.1 云计算的定义 1

1.1.2 云计算的特征 3

1.1.3 云计算系统的组成 3

1.1.4 云计算的部署模式 4

1.2 云计算应用实例 5

1.3 服务理论 9

1.3.1 服务的概念 9

1.3.2 几种常见的服务 10

1.3.3 服务概念的特征 11

1.3.4 面向服务的开发 12

1.4 云计算的SPI服务模型 14

1.4.1 IaaS 14

1.4.2 PaaS 15

1.4.3 SaaS 17

1.4.4 IaaS、PaaS和SaaS的比较 18

1.5 云计算与相关领域的关系 18

1.5.1 云计算与网格计算的关系 18

1.5.2 云计算与P2P计算的关系 20

1.5.3 云计算与集群计算的关系 22

1.5.4 云计算与物联网的关系 23

本章小结 24

习题与思考 24

第2章 主流云平台 26

2.1 云平台综述 26

2.2 Amazon云平台 26

2.2.1 弹性计算云EC2 27

2.2.2 简单存储服务S3 33

2.2.3 简单数据库服务Simple DB 35

2.2.4 简单队列服务SQS 37

2.3 Google云平台 39

2.3.1 Google文件系统GFS 40

2.3.2 分布式计算编程模型MapReduce 42

2.3.3 分布式锁服务Chubby 43

2.3.4 分布式数据存储系统Bigtable 45

2.3.5 Google App Engine 49

2.4 OpenStack云平台 51

2.4.1 计算服务Nova 54

2.4.2 存储服务Swift 58

2.4.3 镜像服务Glance 63

2.4.4 身份服务Keystone 63

2.4.5 用户界面服务Horizon 64

本章小结 65

习题与思考 65

第3章 Windows Azure云平台 67

3.1 微软云计算服务概述 67

3.1.1 面向消费者的云服务 68

3.1.2 面向企业的云服务 69

3.1.3 平台发展目标 70

3.2 Windows Azure平台简介 70

3.3 云操作系统Windows Azure 71

3.3.1 Windows Azure的组成 71

3.3.2 Windows Azure计算服务 72

3.3.3 Windows Azure存储服务 74

3.3.4 Windows Azure Fabric控制器 78

3.3.5 Windows Azure应用场景 80

3.4 SQL Azure 81

3.4.1 SQL Azure概述 81

3.4.2 SQL Azure数据库体系结构 82

3.4.3 SQL Azure数据库和SQL Server数据库的对比 84

3.5 Windows Azure AppFabric 86

3.5.1 Windows Azure AppFabric概述 86

3.5.2 服务总线 87

3.5.3 访问控制服务 90

3.5.4 分布式缓存 90

本章小结 91

习题与思考 92

第4章 虚拟化 93

4.1 虚拟化概述 93

4.2 服务器虚拟化 95

4.2.1 服务器虚拟化概述 95

4.2.2 服务器虚拟化的类型 95

4.2.3 服务器虚拟化的架构 99

4.2.4 服务器虚拟化的核心技术 99

4.3 虚拟化的主要功能 100

4.3.1 虚拟机的基本功能 100

4.3.2 虚拟机的迁移 102

4.3.3 虚拟化应用举例 103

4.4 服务器虚拟化主流厂商及产品 105

4.4.1 VMware ESX 105

4.4.2 Citrix XenServer 106

4.4.3 Microsoft Hyper-V 108

4.4.4 RedHat KVM 109

4.4.5 主流虚拟化产品的比较 110

4.5 服务器虚拟化应用方案设计 112

4.5.1 需求分析 112

4.5.2 方案准备 113

4.5.3 方案设计 114

4.5.4 方案实施 115

4.5.5 方案效益 116

4.6 网络虚拟化 117

4.6.1 传统的网络虚拟化 117

4.6.2 虚拟以太网交换机VEB 118

4.6.3 VEPA和VN-Tag技术 119

4.7 桌面虚拟化 122

4.7.1 桌面虚拟化的概念和技术 122

4.7.2 网络显示协议及其实例 123

4.7.3 桌面虚拟化实例 124

4.8 应用虚拟化 125

4.8.1 应用虚拟化概述 125

4.8.2 应用虚拟化实例 125

本章小结 126

习题与思考 126

第5章 Hadoop云平台 128

5.1 并行计算 128

5.1.1 并行计算概述 128

5.1.2 并行计算的体系结构 128

5.1.3 集群计算 130

5.1.4 并行计算的进程模型 133

5.1.5 并行编程模型 134

5.2 Hadoop概述 136

5.2.1 Hadoop的由来 136

5.2.2 Hadoop的特点 136

5.2.3 Hadoop的基本结构 137

5.2.4 Hadoop的应用 138

5.3 HDFS 138

5.3.1 HDFS的功能 138

5.3.2 HDFS的结构 138

5.3.3 HDFS文件读/写操作流程 139

5.3.4 HDFS如何实现可靠存储、副本管理 141

5.4 MapReduce 142

5.4.1 MapReduce原理 142

5.4.2 MapReduce执行流程 143

5.4.3 MapReduce数据流程 144

5.4.4 MapReduce的容错机制 145

5.5 YARN 146

5.5.1 YARN是一个资源管理平台 146

5.5.2 原MapReduce框架存在的问题 147

5.5.3 YARN架构 148

5.5.4 YARN工作流程 148

5.5.5 YARN框架相对于旧的MapReduce框架的优势 149

5.6 HBase 149

5.6.1 HBase概述 149

5.6.2 HBase与关系型数据库的比较 150

5.6.3 HBase的数据模型 150

5.6.4 HBase Shell命令的应用 150

5.7 Zookeeper 152

5.7.1 Zookeeper的功能 152

5.7.2 Zookeeper的数据模型 152

5.7.3 Zookeeper的典型应用场景 153

5.8 Hadoop的程序实例运行与分析 155

5.8.1 WordCount实例 155

5.8.2 每年最高气温实例 158

5.8.3 基于Hadoop的数据挖掘开源平台——Mahout 160

本章小结 162

习题与思考 162

第6章 Spark平台 164

6.1 三种计算框架 164

6.1.1 批处理（Batch）计算 165

6.1.2 流式（Streaming）计算 165

6.1.3 交互式（Interactive）计算 165

6.2 Spark产生背景 166

6.3 Spark特点 166

6.3.1 高效 167

6.3.2 易用 168

6.3.3 与Hadoop集成 169

6.4 Spark生态系统 170

6.4.1 Spark生态系统概述 170

6.4.2 Alluxio 171

6.4.3 Mesos和YARN 172

6.4.4 Shark和Spark SQL 172

6.4.5 Spark Streaming 172

6.4.6 GraphX 173

6.4.7 MLBase和MLlib 173

6.5 Spark核心概念RDD 174

6.5.1 Spark的核心概念 174

6.5.2 利用本地文件或HDFS文件创建RDD 174

6.5.3 对RDD进行操作 174

6.5.4 RDD Transformation举例 176

6.5.5 RDD Action举例 177

6.5.6 Key/Value类型的RDD 177

6.6 Spark程序设计实例 178

6.6.1 实例1：WordCount 178

6.6.2 Spark程序设计的基本流程 180

6.6.3 Spark程序设计的Scala语言 180

6.6.4 实例2：用蒙特卡洛算法分布式估算Pi 180

6.6.5 程序架构及相关概念 182

6.6.6 体验Spark交互式模式Spark-shell 183

6.6.7 提交Spark程序 183

6.7 进一步理解Spark核心概念RDD 185

6.7.1 RDD与DAG 185

6.7.2 划分Stage 185

6.7.3 划分Stage举例 186

6.8 进一步理解Spark新概念 187

6.8.1 Dataset的概念和使用 188

6.8.2 SparkSession的概念和使用 189

本章小结 191

习题与思考 191

第7章 云存储 193

7.1 云存储概述 193

7.1.1 云存储的概念 193

7.1.2 云存储的结构模型 194

7.1.3 云存储国内外发展现状 195

7.1.4 云存储相比传统存储的优势 197

7.2 存储结构 198

7.2.1 DAS（直接连接存储） 198

7.2.2 NAS（网络附加存储） 198

7.2.3 SAN（存储区域网络） 199

7.2.4 集群存储 200

7.3 存储设备 203

7.3.1 存储设备概述 203

7.3.2 磁盘阵列（RAID） 203

7.4 存储接口 206

7.4.1 SCSI接口 206

7.4.2 FC接口 208

7.4.3 iSCSI接口 211

7.4.4 InfiniBand接口 212

7.4.5 Myrinet接口 213

7.4.6 FCoE接口 214

7.5 NoSQL数据库 216

7.5.1 数据库的分类和NoSQL简介 216

7.5.2 关系数据库的问题和NoSQL的出现 218

7.5.3 NoSQL的特点 219

7.5.4 NoSQL的实例 219

7.5.5 NoSQL的常见数据结构 220

7.6 云存储上传和下载文件的设计 221

7.6.1 概要设计 221

7.6.2 MySQL数据库设计 222

7.6.3 详细设计 223

7.7 存储虚拟化 225

7.7.1 存储虚拟化的概念与分类 225

7.7.2 服务器级别的存储虚拟化 226

7.7.3 存储设备级别的存储虚拟化 226

7.7.4 存储网络级别的存储虚拟化 227

本章小结 228

习题与思考 228

第8章 云安全 230

8.1 云安全概述 230

8.1.1 云安全的定义 230

8.1.2 云安全与传统网络安全的差别 231

8.1.3 云安全发展现状 231

8.2 云安全技术 232

8.2.1 灾难备份和恢复 232

8.2.2 可信计算 235

8.2.3 云支付 237

8.2.4 应用方案和设计实例 240

本章小结 242

习题与思考 242

第9章 云标准 243

9.1 云计算标准化的意义 243

9.2 云计算标准化的现状 244

9.3 云计算标准化组织 244

9.3.1 美国国家标准与技术研究院 244

9.3.2 开放云计算联盟 245

9.3.3 分布式管理任务组 245

9.3.4 企业云买方理事会 246

9.3.5 云安全联盟 246

9.3.6 《云开放宣言》 246

9.3.7 存储网络工业协会 247

9.3.8 欧洲电信标准协会 247

9.3.9 开放网格论坛 247

9.3.10 开放云计算工作组 248

9.3.11 云计算互操作论坛 248

9.3.12 电信管理论坛 248

9.3.13 ISO/IEC 249

9.3.14 IEEE 249

9.3.15 ITU-T 249

本章小结 250

习题与思考 250

第10章 云计算与物联网通信 251

10.1 物联网三层体系结构 251

10.1.1 感知层关键技术 252

10.1.2 网络层关键技术 254

10.1.3 应用层关键技术 254

10.2 物联网通信概述 255

10.3 ZigBee技术 258

10.3.1 ZigBee技术的来源与优势 258

10.3.2 ZigBee技术的协议架构 259

10.3.3 ZigBee技术在物联网中的应用 262

10.4 蓝牙（Bluetooth）技术 265

10.4.1 蓝牙技术的来源与特点 265

10.4.2 蓝牙技术的应用及产品 269

10.5 超宽带（UWB）技术 270

10.5.1 超宽带的定义 270

10.5.2 超宽带技术的特点与应用 272

10.5.3 超宽带技术的两大技术标准 274

10.5.4 超宽带技术与其他无线通信技术的比较 276

10.6 60 GHz通信技术 277

10.6.1 60 GHz通信技术的特点 277

10.6.2 60 GHz标准化进程 279

10.6.3 60 GHz组网中的非视距传输 281

10.7 无线LAN通信技术 282

10.7.1 无线LAN通信技术的标准 282

10.7.2 无线LAN通信技术的应用和组网 285

10.8 无线MAN通信技术 287

10.8.1 WiMAX的概念和特点 287

10.8.2 WiMAX的演进 288

10.8.3 WiMAX系统的结构 289

10.9 移动通信网 289

10.9.1 移动通信网的基本组成 289

10.9.2 移动通信网络的发展历程 290

10.9.3 WCDMA技术 294

10.9.4 CDMA 2000技术 295

10.9.5 TD-SCDMA技术 296

10.9.6 LTE技术 297

本章小结 299

习题与思考 299

第11章 云计算实践 303

11.1 建立和启动Windows Azure程序开发环境 303

11.1.1 实验目的 303

11.1.2 实验环境 303

11.1.3 实验内容 303

11.1.4 上机思考题 306

11.2 创建Windows Azure Web角色应用程序 306

11.2.1 实验目的 306

11.2.2 实验环境 307

11.2.3 实验内容 307

11.2.4 上机思考题 315

11.3 编写WCF云后台辅助角色应用程序 315

11.3.1 实验目的 315

11.3.2 实验环境 315

11.3.3 实验原理 315

11.3.4 实验内容 316

11.3.5 上机思考题 327

11.4 编写Table存储服务应用程序 328

11.4.1 实验目的 328

11.4.2 实验环境 328

11.4.3 实验原理 328

11.4.4 实验内容 329

11.4.5 上机思考题 347

11.5 编写基于Blob的云存储应用程序 348

11.5.1 实验目的 348

11.5.2 实验环境 348

11.5.3 实验内容 348

11.5.4 上机思考题 358

11.6 Hadoop的伪分布式部署 358

11.6.1 实验目的 358

11.6.2 实验环境 358

11.6.3 实验内容 359

11.6.4 上机思考题 366

11.7 支持YARN的Hadoop在两个虚拟机中分布式运行 366

11.7.1 实验目的 366

11.7.2 实验环境 366

11.7.3 实验原理 366

11.7.4 实验内容 367

11.7.5 上机思考题 383

11.8 Spark安装部署及上机操作 383

11.8.1 实验目的 383

11.8.2 实验环境 383

11.8.3 实验内容 384

11.8.4 上机思考题 388

11.9 云中的Spark实验 388

11.9.1 实验目的 388

11.9.2 实验环境 389

11.9.3 实验内容 389

11.9.4 上机思考题 394

11.10 云实践路径推荐 394

11.10.1 从一份调查问卷谈云实践路径 394

11.10.2 结合翻转课堂进行云实践 396

11.10.3 亚马逊AWS云服务的申请步骤 397

11.10.4 在VMWare上安装Linux虚拟机 403

附录1 习题答案 407

附录2 增补习题及其答案 415

附录3 中英文术语对照表 432

参考文献 441