《雲計算原理與實踐》是2017年9月機械工業出版社出版的圖書，由過敏意主編，吳晨濤、李超、阮娜、陳雨亭編著。
基本介紹
- 書名：雲計算原理與實踐
- 作者：過敏意 主編 吳晨濤 李 超 阮 娜 陳雨亭 編著
- ISBN：978-7-111-57970-0
- 定價：79.00
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2017-09
基本信息,內容簡介,
基本信息
作者：過敏意 主編 吳晨濤 李 超 阮 娜 陳雨亭 編著 |
ISBN(書號)：978-7-111-57970-0 |
叢書名：計算機類專業系統能力培養系列教材 |
出版日期：2017-09 |
版次：1/1 |
開本：16 |
定價：￥79.00 |
內容簡介
雲計算是21世紀重要的信息技術之一，它使計算能力成為一種即取即用的資源，為大數據、智慧型等變革做好了基礎設施的準備。本質上，雲計算是建立在多門已經成熟的計算機技術領域之上的一個綜合體系，是對多種計算機技術的綜合運用。儘管雲計算已經飛速發展多年，但關於雲計算的教材仍屈指可數。本書是在“教育部-阿里雲產學合作協同育人項目”和教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會“系統能力培養研究項目”的支持下，基於上海交通大學開設的雲計算課程，由課程教師和企業專家共同編寫而成的，旨在幫助讀者全面了解雲計算。
目錄
叢書序言
本書編委會
序
前言
第1章 雲計算概述 1
1.1 雲計算的產生及發展 1
1.1.1 雲計算的產生背景 1
1.1.2 雲計算的特點 2
1.1.3 雲計算發展簡史 3
1.1.4 知名的雲計算服務提供商 3
1.2 雲計算的基礎知識 4
1.2.1 雲計算的概念 4
1.2.2 雲服務的使用形態 5
1.2.3 雲計算的服務類型 7
1.3 雲計算的價值與典型的使用場景 8
1.3.1 雲計算的價值 8
1.3.2 雲計算典型的使用場景 9
1.4 雲計算平台架構 11
1.4.1 AWS平台架構 11
1.4.2 阿里雲平台架構 12
1.4.3 谷歌雲平台 13
1.4.4 幾種雲計算平台的特點 15
1.5 雲計算部署小實例 15
1.6 雲計算的核心技術 18
1.7 雲計算的生態 22
本章小結 23
習題 24
參考文獻與進一步閱讀 24
第2章 數據中心 25
2.1 數據中心基礎設施 25
2.1.1 數據中心的基本組成 26
2.1.2 機房規劃與設計 30
2.1.3 基礎設施運維 33
2.1.4 數據中心的評價 35
2.2 雲計算數據中心 41
2.2.1 雲數據中心的發展 41
2.2.2 網際網路數據中心 42
2.2.3 多租戶數據中心 42
2.2.4 數據中心多級架構 43
2.2.5 模組化設計與硬體重構 43
2.3 阿里雲數據中心 45
2.3.1 綠色環保新實踐 45
2.3.2 數據中心設計新實踐 46
2.3.3 雲計算套用新實踐 46
本章小結 46
習題 47
參考文獻與進一步閱讀 47
第3章 網路 48
3.1 網路架構 48
3.1.1 數據中心網路架構 49
3.1.2 區域網路架構 50
3.1.3 核心網架構 51
3.1.4 邊緣或內容分發網路架構 52
3.2 數據中心網路 53
3.2.1 數據中心網路概述 53
3.2.2 數據中心網路架構技術演進 54
3.3 邊界網路和CDN 57
3.3.1 HTTP 58
3.3.2 DNS 59
3.3.3 CDN的基本原理 61
3.3.4 CDN的套用 66
3.3.5 阿里雲CDN 68
3.3.6 CDN的安全 71
3.4 網路虛擬化技術 72
3.4.1 網路虛擬化的概念 72
3.4.2 網路虛擬化的原理 74
3.4.3 虛擬網路互聯 76
3.4.4 主流開源項目介紹 79
3.4.5 阿里雲的虛擬專有網路 81
3.5 負載均衡技術 83
3.5.1 負載均衡的原理 83
3.5.2 四層負載均衡 84
3.5.3 七層負載均衡 86
3.5.4 DNS負載均衡 88
3.5.5 開源負載均衡概述 88
3.5.6 阿里雲負載均衡服務 90
本章小結 92
習題 92
參考文獻與進一步閱讀 93
第4章 虛擬化 95
4.1 虛擬化技術概述 95
4.1.1 概念和歷史 95
4.1.2 虛擬化的意義 96
4.2 虛擬機的核心原理和技術 96
4.2.1 機器與接口 96
4.2.2 系統接口 96
4.2.3 運行模式 98
4.2.4 虛擬機的分類 99
4.3 虛擬化的實現 101
4.3.1 Xen虛擬機技術 101
4.3.2 KVM技術 103
4.3.3 其他資源虛擬化技術 104
4.4 虛擬機管理與調度 106
4.4.1 典型管理問題 106
4.4.2 彈性伸縮 108
4.5 容器技術 109
4.5.1 作業系統級虛擬化 109
4.5.2 Docker 110
4.5.3 容器與傳統虛擬機 111
4.5.4 Docker服務編排 112
4.5.5 Docker對雲的擴展 114
4.6 阿里雲虛擬化實踐 114
4.6.1 雲伺服器ECS 114
4.6.2 彈性伸縮機制 115
4.6.3 計費方式 116
4.6.4 阿里雲虛擬化安全 116
4.6.5 阿里雲容器服務 117
本章小結 125
習題 126
參考文獻與進一步閱讀 126
第5章 分散式存儲 127
5.1 分散式存儲基礎 127
5.1.1 分散式存儲面臨的問題和挑戰 127
5.1.2 帽子理論 128
5.1.3 數據一致性協定 132
5.2 數據複製與備份技術 140
5.2.1 數據複製技術 140
5.2.2 數據備份技術 143
5.2.3 歸檔存儲 145
5.3 存儲陣列和糾刪碼技術 150
5.3.1 RAID概述 150
5.3.2 RAID的級別 150
5.3.3 糾刪碼技術 152
5.3.4 雲存儲系統的糾刪碼 154
5.4 塊存儲 156
5.4.1 塊存儲概述 156
5.4.2 常見的塊存儲設備 156
5.4.3 雲存儲系統的塊設備 158
5.4.4 塊設備的存儲管理 159
5.5 檔案存儲 162
5.5.1 檔案存儲概述 162
5.5.2 NAS及其架構 162
5.5.3 阿里雲檔案存儲 167
5.5.4 阿里雲檔案存儲的典型套用 167
5.6 對象存儲 169
5.6.1 對象存儲概述 169
5.6.2 對象存儲設備及其關鍵技術 170
5.6.3 阿里雲對象存儲 173
5.6.4 阿里雲對象存儲的典型套用 178
5.7 分散式索引技術 179
5.7.1 哈希表 179
5.7.2 B+樹 180
5.7.3 LSM樹 181
5.8 分散式鎖服務 183
5.8.1 Google Chubby 183
5.8.2 ZooKeeper 186
5.8.3 阿里雲Nuwa 188
5.9 分散式檔案系統 189
5.9.1 Google檔案系統 190
5.9.2 Hadoop分散式檔案系統 192
5.9.3 Ceph 195
5.9.4 Lustre 199
5.9.5 GlasterFS 200
5.9.6 阿里雲Pangu 200
本章小結 202
習題 202
參考文獻與進一步閱讀 203
第6章 雲資料庫 204
6.1 雲資料庫概述 204
6.1.1 雲資料庫的現狀和演化 204
6.1.2 OLTP和OLAP 205
6.1.3 常見的資料庫類型及其管理系統 206
6.1.4 雲資料庫關鍵組件及套用場景 207
6.2 雲資料庫的設計和架構 208
6.2.1 高可靠性 208
6.2.2 高可用性 209
6.2.3 高安全性 210
6.2.4 良好的兼容性 210
6.2.5 雲資料庫架構 210
6.3 雲資料庫的關鍵技術 213
6.3.1 資料庫的擴展 213
6.3.2 大規模資料庫的實現 213
6.3.3 共享型和分散式資料庫 215
6.3.4 智慧型運維和數據化管理 215
6.4 表格存儲 216
6.4.1 表格存儲概述 216
6.4.2 一些業界產品 218
6.4.3 阿里雲表格存儲 219
6.4.4 典型案例分析 221
6.5 關係型資料庫 222
6.5.1 關係型資料庫概述 222
6.5.2 常用的關係型資料庫 222
6.5.3 阿里雲關係資料庫RDS 223
6.6 分散式資料庫 225
6.6.1 分散式資料庫概述 225
6.6.2 分散式資料庫的發展 226
6.6.3 常用的分散式資料庫 228
6.7 記憶體資料庫 230
6.7.1 記憶體資料庫概述 230
6.7.2 記憶體資料庫的歷史和發展 231
6.7.3 常用的記憶體資料庫 232
6.7.4 記憶體資料庫存在的問題 234
本章小結 236
習題 236
參考文獻與進一步閱讀 237
第7章 雲計算中間件 238
7.1 中間件概述 238
7.1.1 套用的複雜性 239
7.1.2 中間件的產生和發展 240
7.1.3 中間件與SOA、微服務之間的關係 242
7.1.4 中間件的分類 243
7.1.5 雲計算中間件 243
7.1.6 主流廠商的中間件 245
7.2 雲計算中間件的關鍵技術 248
7.2.1 架構設計原則 248
7.2.2 高性能服務框架 252
7.2.3 訊息服務 252
7.2.4 分散式事務 253
7.2.5 數據化運維 254
7.2.6 服務化和服務治理 254
7.2.7 容器 255
7.3 日誌服務 255
7.3.1 典型套用場景 256
7.3.2 常見的日誌系統 258
7.3.3 阿里雲日誌服務 261
7.4 訊息中間件 263
7.4.1 使用場景和特點 263
7.4.2 同步/異步調用模式 266
7.4.3 點對點和發布/訂閱模型 267
7.4.4 主流訊息中間件 269
7.4.5 案例分析：抽獎系統 273
7.5 阿里雲企業級分散式套用服務 274
7.5.1 套用場景需求 274
7.5.2 系統架構 275
7.5.3 服務化和服務治理 276
7.5.4 核心組件和功能 278
7.6 雲計算中間件發展趨勢 280
7.6.1 產品化和智慧型化 280
7.6.2 平台化和深度融合 281
本章小結 281
習題 281
參考文獻與進一步閱讀 281
第8章 分散式部署與監控 283
8.1 軟體分散式部署概述 283
8.1.1 功能模組 283
8.1.2 軟體部署的內容 283
8.1.3 軟體部署模式 284
8.1.4 軟體的分散式部署 284
8.2 網際網路大規模的軟體分散式部署的設計 285
8.2.1 三大技術挑戰 285
8.2.2 設計原則 285
8.3 分散式部署系統案例 287
8.3.1 微軟Autopilot系統 287
8.3.2 谷歌Borg系統 288
8.3.3 Facebook的Dynamo系統 289
8.4 阿里雲天基系統 290
8.4.1 基本概念 290
8.4.2 工作原理 291
8.4.3 部署與擴容 291
8.4.4 升級 292
8.4.5 自動修復 293
8.4.6 調度系統 293
8.4.7 監控系統 294
8.5 阿里雲監控 295
8.5.1 核心監控服務 296
8.5.2 服務調用方式 296
8.5.3 雲主機監控 297
8.5.4 雲服務監控 298
本章小結 299
習題 299
參考文獻與進一步閱讀 300
第9章 雲計算產業實踐 301
9.1 雲計算帶來的產業變革 301
9.2 雲計算的價值 302
9.2.1 商業價值 302
9.2.2 技術價值 304
9.3 雲上架構設計最佳實踐 306
9.3.1 安全 306
9.3.2 高可用 310
9.3.3 可擴展 312
9.3.4 高性能 316
9.3.5 成本效益 319
9.3.6 可運維 320
9.4 行業解決方案 321
9.4.1 行業解決方案的多維性 322
9.4.2 套用案例：遊戲行業的日誌分析 322
9.4.3 從1到千萬用戶的方案演進 326
9.4.4 行業客戶案例 329
9.5 雲上典型套用開發 331
9.5.1 雲上套用開發原則 331
9.5.2 從0開始搭建網站 333
9.6 雲計算趨勢的思考 336
9.6.1 公共雲和混合雲 336
9.6.2 極“智”未來 336
9.6.3 IoT遇上大數據 337
9.6.4 雲生態 337
9.6.5 雲上獨角獸 337
9.6.6 全球化 337
本章小結 338
習題 338
參考文獻與進一步閱讀 338
本書編委會
序
前言
第1章 雲計算概述 1
1.1 雲計算的產生及發展 1
1.1.1 雲計算的產生背景 1
1.1.2 雲計算的特點 2
1.1.3 雲計算發展簡史 3
1.1.4 知名的雲計算服務提供商 3
1.2 雲計算的基礎知識 4
1.2.1 雲計算的概念 4
1.2.2 雲服務的使用形態 5
1.2.3 雲計算的服務類型 7
1.3 雲計算的價值與典型的使用場景 8
1.3.1 雲計算的價值 8
1.3.2 雲計算典型的使用場景 9
1.4 雲計算平台架構 11
1.4.1 AWS平台架構 11
1.4.2 阿里雲平台架構 12
1.4.3 谷歌雲平台 13
1.4.4 幾種雲計算平台的特點 15
1.5 雲計算部署小實例 15
1.6 雲計算的核心技術 18
1.7 雲計算的生態 22
本章小結 23
習題 24
參考文獻與進一步閱讀 24
第2章 數據中心 25
2.1 數據中心基礎設施 25
2.1.1 數據中心的基本組成 26
2.1.2 機房規劃與設計 30
2.1.3 基礎設施運維 33
2.1.4 數據中心的評價 35
2.2 雲計算數據中心 41
2.2.1 雲數據中心的發展 41
2.2.2 網際網路數據中心 42
2.2.3 多租戶數據中心 42
2.2.4 數據中心多級架構 43
2.2.5 模組化設計與硬體重構 43
2.3 阿里雲數據中心 45
2.3.1 綠色環保新實踐 45
2.3.2 數據中心設計新實踐 46
2.3.3 雲計算套用新實踐 46
本章小結 46
習題 47
參考文獻與進一步閱讀 47
第3章 網路 48
3.1 網路架構 48
3.1.1 數據中心網路架構 49
3.1.2 區域網路架構 50
3.1.3 核心網架構 51
3.1.4 邊緣或內容分發網路架構 52
3.2 數據中心網路 53
3.2.1 數據中心網路概述 53
3.2.2 數據中心網路架構技術演進 54
3.3 邊界網路和CDN 57
3.3.1 HTTP 58
3.3.2 DNS 59
3.3.3 CDN的基本原理 61
3.3.4 CDN的套用 66
3.3.5 阿里雲CDN 68
3.3.6 CDN的安全 71
3.4 網路虛擬化技術 72
3.4.1 網路虛擬化的概念 72
3.4.2 網路虛擬化的原理 74
3.4.3 虛擬網路互聯 76
3.4.4 主流開源項目介紹 79
3.4.5 阿里雲的虛擬專有網路 81
3.5 負載均衡技術 83
3.5.1 負載均衡的原理 83
3.5.2 四層負載均衡 84
3.5.3 七層負載均衡 86
3.5.4 DNS負載均衡 88
3.5.5 開源負載均衡概述 88
3.5.6 阿里雲負載均衡服務 90
本章小結 92
習題 92
參考文獻與進一步閱讀 93
第4章 虛擬化 95
4.1 虛擬化技術概述 95
4.1.1 概念和歷史 95
4.1.2 虛擬化的意義 96
4.2 虛擬機的核心原理和技術 96
4.2.1 機器與接口 96
4.2.2 系統接口 96
4.2.3 運行模式 98
4.2.4 虛擬機的分類 99
4.3 虛擬化的實現 101
4.3.1 Xen虛擬機技術 101
4.3.2 KVM技術 103
4.3.3 其他資源虛擬化技術 104
4.4 虛擬機管理與調度 106
4.4.1 典型管理問題 106
4.4.2 彈性伸縮 108
4.5 容器技術 109
4.5.1 作業系統級虛擬化 109
4.5.2 Docker 110
4.5.3 容器與傳統虛擬機 111
4.5.4 Docker服務編排 112
4.5.5 Docker對雲的擴展 114
4.6 阿里雲虛擬化實踐 114
4.6.1 雲伺服器ECS 114
4.6.2 彈性伸縮機制 115
4.6.3 計費方式 116
4.6.4 阿里雲虛擬化安全 116
4.6.5 阿里雲容器服務 117
本章小結 125
習題 126
參考文獻與進一步閱讀 126
第5章 分散式存儲 127
5.1 分散式存儲基礎 127
5.1.1 分散式存儲面臨的問題和挑戰 127
5.1.2 帽子理論 128
5.1.3 數據一致性協定 132
5.2 數據複製與備份技術 140
5.2.1 數據複製技術 140
5.2.2 數據備份技術 143
5.2.3 歸檔存儲 145
5.3 存儲陣列和糾刪碼技術 150
5.3.1 RAID概述 150
5.3.2 RAID的級別 150
5.3.3 糾刪碼技術 152
5.3.4 雲存儲系統的糾刪碼 154
5.4 塊存儲 156
5.4.1 塊存儲概述 156
5.4.2 常見的塊存儲設備 156
5.4.3 雲存儲系統的塊設備 158
5.4.4 塊設備的存儲管理 159
5.5 檔案存儲 162
5.5.1 檔案存儲概述 162
5.5.2 NAS及其架構 162
5.5.3 阿里雲檔案存儲 167
5.5.4 阿里雲檔案存儲的典型套用 167
5.6 對象存儲 169
5.6.1 對象存儲概述 169
5.6.2 對象存儲設備及其關鍵技術 170
5.6.3 阿里雲對象存儲 173
5.6.4 阿里雲對象存儲的典型套用 178
5.7 分散式索引技術 179
5.7.1 哈希表 179
5.7.2 B+樹 180
5.7.3 LSM樹 181
5.8 分散式鎖服務 183
5.8.1 Google Chubby 183
5.8.2 ZooKeeper 186
5.8.3 阿里雲Nuwa 188
5.9 分散式檔案系統 189
5.9.1 Google檔案系統 190
5.9.2 Hadoop分散式檔案系統 192
5.9.3 Ceph 195
5.9.4 Lustre 199
5.9.5 GlasterFS 200
5.9.6 阿里雲Pangu 200
本章小結 202
習題 202
參考文獻與進一步閱讀 203
第6章 雲資料庫 204
6.1 雲資料庫概述 204
6.1.1 雲資料庫的現狀和演化 204
6.1.2 OLTP和OLAP 205
6.1.3 常見的資料庫類型及其管理系統 206
6.1.4 雲資料庫關鍵組件及套用場景 207
6.2 雲資料庫的設計和架構 208
6.2.1 高可靠性 208
6.2.2 高可用性 209
6.2.3 高安全性 210
6.2.4 良好的兼容性 210
6.2.5 雲資料庫架構 210
6.3 雲資料庫的關鍵技術 213
6.3.1 資料庫的擴展 213
6.3.2 大規模資料庫的實現 213
6.3.3 共享型和分散式資料庫 215
6.3.4 智慧型運維和數據化管理 215
6.4 表格存儲 216
6.4.1 表格存儲概述 216
6.4.2 一些業界產品 218
6.4.3 阿里雲表格存儲 219
6.4.4 典型案例分析 221
6.5 關係型資料庫 222
6.5.1 關係型資料庫概述 222
6.5.2 常用的關係型資料庫 222
6.5.3 阿里雲關係資料庫RDS 223
6.6 分散式資料庫 225
6.6.1 分散式資料庫概述 225
6.6.2 分散式資料庫的發展 226
6.6.3 常用的分散式資料庫 228
6.7 記憶體資料庫 230
6.7.1 記憶體資料庫概述 230
6.7.2 記憶體資料庫的歷史和發展 231
6.7.3 常用的記憶體資料庫 232
6.7.4 記憶體資料庫存在的問題 234
本章小結 236
習題 236
參考文獻與進一步閱讀 237
第7章 雲計算中間件 238
7.1 中間件概述 238
7.1.1 套用的複雜性 239
7.1.2 中間件的產生和發展 240
7.1.3 中間件與SOA、微服務之間的關係 242
7.1.4 中間件的分類 243
7.1.5 雲計算中間件 243
7.1.6 主流廠商的中間件 245
7.2 雲計算中間件的關鍵技術 248
7.2.1 架構設計原則 248
7.2.2 高性能服務框架 252
7.2.3 訊息服務 252
7.2.4 分散式事務 253
7.2.5 數據化運維 254
7.2.6 服務化和服務治理 254
7.2.7 容器 255
7.3 日誌服務 255
7.3.1 典型套用場景 256
7.3.2 常見的日誌系統 258
7.3.3 阿里雲日誌服務 261
7.4 訊息中間件 263
7.4.1 使用場景和特點 263
7.4.2 同步/異步調用模式 266
7.4.3 點對點和發布/訂閱模型 267
7.4.4 主流訊息中間件 269
7.4.5 案例分析：抽獎系統 273
7.5 阿里雲企業級分散式套用服務 274
7.5.1 套用場景需求 274
7.5.2 系統架構 275
7.5.3 服務化和服務治理 276
7.5.4 核心組件和功能 278
7.6 雲計算中間件發展趨勢 280
7.6.1 產品化和智慧型化 280
7.6.2 平台化和深度融合 281
本章小結 281
習題 281
參考文獻與進一步閱讀 281
第8章 分散式部署與監控 283
8.1 軟體分散式部署概述 283
8.1.1 功能模組 283
8.1.2 軟體部署的內容 283
8.1.3 軟體部署模式 284
8.1.4 軟體的分散式部署 284
8.2 網際網路大規模的軟體分散式部署的設計 285
8.2.1 三大技術挑戰 285
8.2.2 設計原則 285
8.3 分散式部署系統案例 287
8.3.1 微軟Autopilot系統 287
8.3.2 谷歌Borg系統 288
8.3.3 Facebook的Dynamo系統 289
8.4 阿里雲天基系統 290
8.4.1 基本概念 290
8.4.2 工作原理 291
8.4.3 部署與擴容 291
8.4.4 升級 292
8.4.5 自動修復 293
8.4.6 調度系統 293
8.4.7 監控系統 294
8.5 阿里雲監控 295
8.5.1 核心監控服務 296
8.5.2 服務調用方式 296
8.5.3 雲主機監控 297
8.5.4 雲服務監控 298
本章小結 299
習題 299
參考文獻與進一步閱讀 300
第9章 雲計算產業實踐 301
9.1 雲計算帶來的產業變革 301
9.2 雲計算的價值 302
9.2.1 商業價值 302
9.2.2 技術價值 304
9.3 雲上架構設計最佳實踐 306
9.3.1 安全 306
9.3.2 高可用 310
9.3.3 可擴展 312
9.3.4 高性能 316
9.3.5 成本效益 319
9.3.6 可運維 320
9.4 行業解決方案 321
9.4.1 行業解決方案的多維性 322
9.4.2 套用案例：遊戲行業的日誌分析 322
9.4.3 從1到千萬用戶的方案演進 326
9.4.4 行業客戶案例 329
9.5 雲上典型套用開發 331
9.5.1 雲上套用開發原則 331
9.5.2 從0開始搭建網站 333
9.6 雲計算趨勢的思考 336
9.6.1 公共雲和混合雲 336
9.6.2 極“智”未來 336
9.6.3 IoT遇上大數據 337
9.6.4 雲生態 337
9.6.5 雲上獨角獸 337
9.6.6 全球化 337
本章小結 338
習題 338
參考文獻與進一步閱讀 338
