1.雲計算專家，同濟大學教授力作
2.華為公司提供真實企業開發案例
3.提供典型開源軟件實訓與案例
4.突出雲計算繫統內容，包括分布式計算、雲計算架構、虛擬化技術及行業應用等
5.配套數字課程資源實訓平臺，並提供多媒體課件、案例代碼等豐富的配套資源

本書繫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、網絡、安全）、四種開發運維維度（雲原生應用、雲操作繫統、雲端軟件、雲運維），以及三大應用場景（雲桌面、開發雲、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於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。

同濟大學計算機科學與技術繫副教授，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、中國計算機學會體繫結構專委會委員、上海計算機學會體繫結構專委會委員、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，曾掛職於上海徐彙區行政服務中心（副主任）。入選《同濟大學青年人纔培養行動計劃》、《同濟大學青年英纔計劃（青年教師計劃）》及《同濟大學青年英纔計劃（青年教學科研骨干計劃）》。研究方向包括：雲計算、大數據、時序數據分析、大規模在線學習繫統

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雲計算的公共特征與分類 13
1．2．1雲計算的公共特征 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開源對雲計算人纔培養帶來的挑戰 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最終一致性 45
2．2．5一致性散列 46
2．3分布式繫統概述 49
2．3．1分布式繫統的基礎知識 49
2．3．2分布式繫統的特性 50
2．3．3分布式存儲繫統實例：Apache Hadoop 51
2．4分布式繫統的進階 53
2．4．1分布式存儲繫統 54
2．4．2分布式計算繫統 55
2．4．3分布式資源管理繫統 57
2．5典型的分布式繫統 60
2．5．1網格繫統 60
2．5．2 P2P繫統 63
2．5．3透明計算 65
2．5．4區塊鏈繫統 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雲計算繫統工程 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 容器背後的內核知識 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單機文件繫統 144
5．2．2網絡文件繫統 144
5．2．3並行文件繫統 145
5．2．4分布式文件繫統 146
5．2．5高通量文件繫統 146
5．3從單機存儲繫統到分布式存儲繫統 147
5．3．1單機存儲繫統 147
5．3．2分布式存儲繫統 148
5．4實踐：分布式存儲繫統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：雲計算的骨架 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 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安全雲存儲繫統概述 204
7．3．3安全雲存儲繫統的一般架構 204
7．3．4安全雲存儲繫統的關鍵技術 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 雲原生應用的開發 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雲原生應用的技術手段 222
8．2雲原生應用開發實踐的12要素 225
8．3雲原生應用開發 234
8．3．1雲原生應用開發的原則 234
8．3．2雲原生的落地：Kubernetes 236
8．4實踐：基於Node．js的雲原生應用開發 238
8．5本章小結 245
第9章 雲計算操作繫統 246
9．1計算機軟件與操作繫統 246
9．1．1計算機軟件的發展 246
9．1．2操作繫統的發展簡史 247
9．1．3操作繫統的軟件定義本質 249
9．2 UNIX類操作繫統的發展 250
9．2．1 UNIX繫統簡介 250
9．2．2 UNIX家族的演化 251
9．2．3類UNIX繫統的發展 253
9．2．4 UNIX繫統的展望 254
9．3雲操作繫統概述 255
9．3．1基本概念 255
9．3．2雲操作繫統實例 256
9．3．3雲操作繫統的挑戰 257
9．3．4新一代雲操作繫統的職責與功能 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雲操作繫統的資源調度 262
9．5．1資源調度簡介 263
9．5．2雲操作繫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 雲端軟件 274
10．1從軟件到雲件 274
10．1．1雲件的基本概念 274
10．1．2從軟件到雲件的變遷 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雲件繫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雲件的繫統級架構設計 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構建基於雲件繫統的大數據工程實訓平臺 294
10．5實踐：雲件應用開發實例 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繫統中的應用 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桌面雲面臨的挑戰 344
12．3桌面雲典型應用案例 344
12．3．1桌面雲在政府中的應用 345
12．3．2桌面雲在運營商中的應用 346
12．3．3桌面雲在教育中的應用 348
12．3．4桌面雲在電力中的應用 349
12．3．5桌面雲在醫療中的應用 352
12．3．6桌面雲在工業中的應用 354
12．4實踐：基於OpenStack的桌面雲 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 軟件開發雲 361
13．1軟件開發雲的概念 361
13．1．1傳統軟件開發中的挑戰 361
13．1．2雲計算給軟件開發帶來的新可能 362
13．1．3雲時代的軟件開發 363
13．2華為軟件開發雲服務 364
13．2．1軟件交付的趨勢和挑戰 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雲計算、大數據與人工智能的關繫 392
14．3．1雲計算與大數據的融合 393
14．3．2雲計算與人工智能的融合 394
14．4本章小結 395
參考文獻 396
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