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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 11

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 16

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

1.6小结 24

1.7习题 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 32

2.2.3简单数据库服务Simple DB 34

2.2.4简单队列服务SQS 36

2.3 Google云平台 38

2.3.1 Google文件系统GFS 39

2.3.2分布式计算编程模型MapReduce 41

2.3.3分布式锁服务Chubby 43

2.3.4分布式数据存储系统Bigtable 44

2.3.5 Google App Engine 48

2.4 OpenStack云平台 50

2.4.1计算服务Nova 53

2.4.2存储服务Swift 57

2.4.3镜像服务Glance 61

2.4.4身份服务Keystone 62

2.4.5用户界面服务Horizon 63

2.5小结 63

2.6习题 64

第3章Windows Azure云平台 65

3.1微软云计算服务概述 65

3.1.1面向消费者的云服务 66

3.1.2面向企业的云服务 67

3.1.3平台发展目标 68

3.2 Windows Azure平台简介 68

3.3云操作系统Windows Azure 69

3.3.1 Windows Azure的组成 69

3.3.2 Windows Azure计算服务 70

3.3.3 Windows Azure存储服务 72

3.3.4 Windows Azure Fabric控制器 76

3.3.5 Windows Azure应用场景 78

3.4SQL Azure 79

3.4.1 SQL Azure概述 79

3.4.2 SQL Azure数据库体系结构 80

3.4.3 SQL Azure数据库和SQL Server数据库服务对比 82

3.5 Windows Azure AppFabric 84

3.5.1 Windows Azure AppFabric概述 84

3.5.2服务总线 85

3.5.3访问控制服务 88

3.5.4分布式缓存 88

3.6小结 89

3.7习题 90

第4章 虚拟化 91

4.1虚拟化概述 91

4.2服务器虚拟化 93

4.2.1服务器虚拟化概述 93

4.2.2服务器虚拟化的类型 94

4.2.3服务器虚拟化的架构 97

4.2.4服务器虚拟化的核心技术 98

4.2.5虚拟机的主要功能 99

4.3服务器虚拟化主流厂商及产品 100

4.3.1VMware ESX 100

4.3.2 Citrix XenServer 101

4.3.3 Microsoft Hyper-V 102

4.3.4 RedHat KVM 103

4.3.5主流虚拟化产品的比较 105

4.4服务器虚拟化应用方案设计 106

4.4.1需求分析 106

4.4.2方案准备 108

4.4.3方案设计 109

4.4.4方案实施 110

4.4.5方案效益 111

4.5其他虚拟化技术 112

4.5.1网络虚拟化 112

4.5.2桌面虚拟化 115

4.5.3应用虚拟化 116

4.6小结 117

4.7习题 117

第5章 基于Hadoop的云编程 119

5.1并行计算 119

5.1.1并行计算概述 119

5.1.2并行计算的体系结构 119

5.1.3集群计算 121

5.1.4并行计算的进程模型 124

5.1.5并行编程模型 125

5.2 Hadoop概述 127

5.2.1 Hadoop的由来 127

5.2.2 Hadoop的特点 127

5.2.3 Hadoop的基本结构 128

5.2.4 Hadoop的应用 129

5.3HDFS 129

5.3.1 HDFS的功能 129

5.3.2 HDFS的结构 129

5.3.3 HDFS文件读/写操作流程 130

5.3.4 HDFS如何实现可靠存储、副本管理 132

5.4 MapReduce 133

5.4.1 MapReduce原理 133

5.4.2 MapReduce执行流程 134

5.4.3 MapReduce数据流程 135

5.4.4 MapReduce的容错机制 136

5.5 HBase 137

5.5.1 HBase概述 137

5.5.2 HBase与关系型数据库的比较 137

5.5.3 HBase的数据模型 138

5.5.4 HBase Shell命令的应用 138

5.6 Zookeeper 140

5.6.1 Zookeeper的功能 140

5.6.2Zookeeper的数据模型 140

5.6.3 Zookeeper的典型应用场景 141

5.7 Hadoop的程序实例运行与分析 143

5.7.1 WordCount实例 143

5.7.2每年最高气温实例 146

5.7.3基于Hadoop的数据挖掘开源平台——Mahout 148

5.8小结 151

5.9 习题 151

第6章 云存储 153

6.1云存储概述 153

6.1.1云存储的概念 153

6.1.2云存储的结构模型 154

6.1.3云存储国内外发展现状 155

6.2存储结构 157

6.2.1 DAS（直接连接存储） 157

6.2.2 NAS（网络附加存储） 158

6.2.3 SAN（存储区域网络） 159

6.3存储设备 160

6.3.1存储设备概述 160

6.3.2磁盘阵列（RAID） 161

6.4存储接口 164

6.4.1 SCSI接口 164

6.4.2 FC接口 166

6.4.3 iSCSI接口 168

6.4.4 Infiniband接口 170

6.4.5 Myrinet接口 170

6.5 NoSQL数据库 170

6.5.1 NoSQL简介 170

6.5.2关系数据库暴露的问题和NoSQL的出现 171

6.5.3 NoSQL的特点 172

6.5.4 NoSQL的实例 172

6.6云存储上传和下载文件的设计 173

6.6.1概要设计 173

6.6.2 Mysql数据库设计 174

6.6.3详细设计 174

6.7存储虚拟化 177

6.7.1存储虚拟化的概念和分类 177

6.7.2服务器级别的存储虚拟化 178

6.7.3存储设备级别的存储虚拟化 178

6.7.4存储网络级别的存储虚拟化 179

6.8小结 180

6.9习题 180

第7章 云安全 182

7.1云安全概述 182

7.1.1云安全的定义 182

7.1.2云安全与传统网络安全的差别 183

7.2.3云安全发展现状 183

7.2云安全技术 184

7.2.1灾难备份和恢复 184

7.2.2可信计算 187

7.2.3云支付 189

7.2.4应用方案和设计实例 192

7.3小结 194

7.4习题 194

第8章 云标准 195

8.1云计算标准化的意义 195

8.2云计算标准化的现状 196

8.3云计算标准化组织 196

8.3.1美国国家标准与技术研究院 196

8.3.2开放云计算联盟 197

8.3.3分布式管理任务组 197

8.3.4企业云买方理事会 198

8.3.5云安全联盟 198

8.3.6《云开放宣言》 198

8.3.7存储网络工业协会 199

8.3.8欧洲电信标准协会 199

8.3.9开放网格论坛 199

8.3.10开放云计算工作组 200

8.3.11云计算互操作论坛 200

8.3.12电信管理论坛 200

8.3.13 ISO/IEC 201

8.3.14 IFFF 201

8.3.15 ITU-T 201

8.4小结 202

8.5习题 202

第9章 云计算与物联网通信 203

9.1物联网三层体系结构 203

9.1.1感知层关键技术 204

9.1.2网络层关键技术 206

9.1.3应用层关键技术 206

9.2物联网通信概述 207

9.3 ZigBee技术 210

9.3.1 ZigBee技术的来源与优势 210

9.3.2 ZigBee技术的协议架构 211

9.3.3 ZigBee技术在物联网中的应用 214

9.4蓝牙（Bluetooth）技术 218

9.4.1蓝牙技术的来源与特点 218

9.4.2蓝牙技术的应用及产品 222

9.5超宽带（UWB）技术 223

9.5.1超宽带的定义 223

9.5.2超宽带技术的特点与应用 225

9.5.3超宽带技术的两大技术标准 227

9.5.4超宽带技术与其他无线通信技术的比较 229

9.6 60 GHz通信技术 230

9.6.1 60 GHz通信技术的特点 230

9.6.2 60 GHz标准化进程 232

9.6.3 60 GHz组网中的非视距传输 234

9.7无线LAN通信技术 235

9.7.1无线LAN通信技术的标准 235

9.7.2无线LAN通信技术的应用和组网 238

9.8无线MAN通信技术 240

9.8.1 WiMAX的概念和特点 240

9.8.2 WiMAX的演进 240

9.8.3 WiMAX系统的结构 241

9.9移动通信网 242

9.9.1移动通信网的基本组成 242

9.9.2移动通信网络的发展历程 243

9.9.3 WCDMA技术 247

9.9.4 CDMA2000技术 248

9.9.5 TD-SCDMA技术 249

9.9.6 LTE技术 250

9.10小结 252

9.11习题 252

第10章Windows Azure和Hadoop实验 256

10.1建立和启动Azure程序开发环境 256

10.1.1实验目的 256

10.1.2实验环境 256

10.1.3实验内容 256

10.1.4上机思考题 258

10.2创建Azure Web角色应用程序 259

10.2.1实验目的 259

10.2.2实验环境 259

10.2.3实验内容 259

10.2.4上机思考题 267

10.3编写WCF云后台辅助角色应用程序 268

10.3.1实验目的 268

10.3.2实验环境 268

10.3.3实验原理 268

10.3.4实验内容 269

10.3.5上机思考题 279

10.4编写Table存储服务应用程序 280

10.4.1实验目的 280

10.4.2实验环境 280

10.4.3实验原理 281

10.4.4实验内容 281

10.4.5上机思考题 299

10.5编写基于Blob的云存储应用程序 300

10.5.1实验目的 300

10.5.2实验环境 300

10.5.3实验内容 300

10.5.4上机思考题 310

10.6Hadoop的伪分布式部署 310

10.6.1实验目的 310

10.6.2实验环境 310

10.6.3实验内容 311

10.6.4上机思考题 317

附录1习题答案 318

附录2中英文术语对照表 326

参考文献 334