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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 IaaS14

1.4.2 PaaS15

1.4.3 SaaS16

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EC227

2.2.2简单存储服务S332

2.2.3简单数据库服务Simple DB34

2.2.4简单队列服务SQS36

2.3 Google云平台38

2.3.1 Google文件系统GFS39

2.3.2分布式计算编程模型MapReduce41

2.3.3分布式锁服务Chubby43

2.3.4分布式数据存储系统Bigtable44

2.3.5 Google App Engine48

2.4 OpenStack云平台50

2.4.1计算服务Nova53

2.4.2存储服务Swift57

2.4.3镜像服务Glance61

2.4.4身份服务Keystone62

2.4.5用户界面服务Horizon63

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 Azure69

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 Azure79

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 AppFabric84

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 ESX100

4.3.2 Citrix XenServer101

4.3.3 Microsoft Hyper-V102

4.3.4 RedHat KVM103

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

5.3HDFS129

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 MapReduce133

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 HBase137

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 Zookeeper140

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——Mahout148

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/IEC201

8.3.14 IFFF201

8.3.15 ITU-T201

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