云計(jì)算導(dǎo)論：從應(yīng)用視角開啟云計(jì)算之門

第1章 緒論 1
1.1 摩爾定律 1
1.2 云計(jì)算的出現(xiàn) 3
1.3 從領(lǐng)域應(yīng)用需求看云計(jì)算 5
1.3.1 城市交通系統(tǒng)概述 5
1.3.2 信息處理基礎(chǔ)設(shè)施需求 6
1.3.3 海量數(shù)據(jù)集成和處理的需求 7
1.3.4 多應(yīng)用系統(tǒng)集成和協(xié)同的需求 8
1.3.5 傳統(tǒng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) 10
1.4 云計(jì)算能帶來(lái)什么 14
1.5 如何盡快學(xué)好云計(jì)算 15
1.6 思考題 16
第2章 云計(jì)算初探 17
2.1 云計(jì)算的定義和基本特征 17
2.2 云計(jì)算的發(fā)展動(dòng)因和沿革 19
2.2.1 計(jì)算模式的演變 20
2.2.2 互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的演變 21
2.2.3 數(shù)據(jù)管理的演變 22
2.2.4 應(yīng)用軟件形態(tài)的演變 24
2.2.5 人機(jī)交互方式的演變 25
2.3 云基礎(chǔ)設(shè)施體系架構(gòu)與核心技術(shù) 27
2.4 搭建和使用云基礎(chǔ)設(shè)施所要解決的核心問題 29
2.5 小結(jié) 31
2.6 思考題 31
第3章 如何實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)設(shè)備的優(yōu)化利用與彈性伸縮 32
3.1 引言 32
3.2 虛擬化 33
3.2.1 虛擬化的定義 34
3.2.2 虛擬化的歷史沿革與分類 35
3.3 服務(wù)器虛擬化 36
3.3.1 核心概念 36
3.3.2 關(guān)鍵特性 37
3.3.3 面臨的問題 38
3.4 服務(wù)器虛擬化關(guān)鍵技術(shù) 39
3.4.1 服務(wù)器虛擬化的實(shí)施過程 39
3.4.2 動(dòng)態(tài)資源優(yōu)化 41
3.4.3 虛擬機(jī)遷移 42
3.5 虛擬化資源環(huán)境建設(shè)與管理 43
3.5.1 虛擬化資源管理平臺(tái)體系架構(gòu) 44
3.5.2 虛擬化資源管理平臺(tái)模塊功能 45
3.5.3 虛擬化資源管理平臺(tái)管理流程 47
3.6 小結(jié) 48
3.7 思考題 49
第4章 如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的彈性存儲(chǔ) 50
4.1 引言 50
4.2 彈性存儲(chǔ)的核心問題 51
4.2.1 命名空間 52
4.2.2 元數(shù)據(jù)管理 54
4.2.3 故障和錯(cuò)誤處理 55
4.2.4 性能和效率 61
4.3 HDFS 62
4.3.1 HDFS的目標(biāo)和基本假設(shè)條件 62
4.3.2 HDFS體系架構(gòu) 63
4.3.3 性能保障 65
4.3.4 訪問接口 68
4.4 HDFS的管理與應(yīng)用 69
4.4.1 基于命令行的管理與應(yīng)用 69
4.4.2 基于Java API的管理與應(yīng)用 73
4.5 應(yīng)用實(shí)例：視頻文件管理系統(tǒng) 76
4.5.1 需求分析 76
4.5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 77
4.5.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 78
4.6 小結(jié) 82
4.7 思考題 82
第5章 如何實(shí)現(xiàn)海量多元數(shù)據(jù)的高效管理 83
5.1 引言 83
5.2 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù) 84
5.2.1 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原理 84
5.2.2 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)模型 86
5.2.3 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)劃分技術(shù) 90
5.2.4 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)及其分類 94
5.2.5 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì) 95
5.3 HBase數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 99
5.3.1 數(shù)據(jù)模型 99
5.3.2 系統(tǒng)架構(gòu) 101
5.3.3 HBase訪問接口 106
5.4 HBase的管理與應(yīng)用 106
5.4.1 基于命令行的管理與應(yīng)用 106
5.4.2 基于Java API的管理與應(yīng)用 111
5.5 應(yīng)用實(shí)例：交通監(jiān)控圖片管理 116
5.5.1 需求分析 116
5.5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 116
5.5.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 117
5.6 小結(jié) 122
5.7 思考題 122
第6章 如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的并行分析與處理 123
6.1 引言 123
6.2 MapReduce的由來(lái)和原理 124
6.2.1 一個(gè)樸素的單詞計(jì)數(shù)程序 124
6.2.2 多線程并行化單詞計(jì)數(shù)程序 124
6.2.3 使用分塊存儲(chǔ)的單詞計(jì)數(shù)程序 125
6.2.4 在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上并行運(yùn)行的單詞計(jì)數(shù)程序 126
6.2.5 MapReduce的提出 127
6.2.6 MapReduce的設(shè)計(jì)思想 129
6.3 MapReduce的開源實(shí)現(xiàn)——Hadoop 131
6.3.1 Hadoop運(yùn)行環(huán)境 131
6.3.2 Hadoop工作流程 132
6.3.3 Hadoop作業(yè)運(yùn)行機(jī)制 133
6.4 Hadoop中的數(shù)據(jù)類型和格式 140
6.4.1 文件輸入 141
6.4.2 其他輸入格式 143
6.4.3 輸出格式 143
6.5 Hadoop編程案例 143
6.5.1 單詞計(jì)數(shù)程序例子回顧 143
6.5.2 數(shù)據(jù)去重 146
6.5.3 數(shù)據(jù)排序 149
6.6 小結(jié) 153
6.7 思考題 153
第7章 如何利用云中的各類資源 154
7.1 引言 154
7.2 服務(wù)計(jì)算基礎(chǔ) 155
7.2.1 服務(wù)的基本概念 155
7.2.2 SOA基本原理 156
7.2.3 Web服務(wù)的兩種基本形態(tài) 157
7.3 云服務(wù)與一切皆服務(wù)的交付模式 160
7.3.1 云服務(wù)的定義和分類 160
7.3.2 XaaS與一切皆服務(wù)的交付模式 162
7.3.3 云服務(wù)案例 163
7.4 服務(wù)開發(fā)實(shí)踐 165
7.4.1 Java與Web服務(wù)開發(fā) 165
7.4.2 SOAP服務(wù)開發(fā)實(shí)踐 166
7.4.3 REST服務(wù)開發(fā)實(shí)踐 170
7.5 小結(jié) 172
7.6 思考題 172
第8章 如何進(jìn)行云應(yīng)用開發(fā) 173
8.1 引言 173
8.2 面向多租戶的云應(yīng)用設(shè)計(jì) 174
8.2.1 多租戶與應(yīng)用交付模式 174
8.2.2 多租戶應(yīng)用的設(shè)計(jì)要求 175
8.2.3 多租戶應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法 176
8.2.4 業(yè)界現(xiàn)狀 177
8.3 基于服務(wù)組合的云應(yīng)用開發(fā)方法 178
8.3.1 面向IT開發(fā)人員的服務(wù)組合 178
8.3.2 面向最終用戶的服務(wù)組合 187
8.4 云應(yīng)用的部署 198
8.5 小結(jié) 201
8.6 思考題 202
第9章 如何保證安全 203
9.1 引言 203
9.2 云基礎(chǔ)設(shè)施安全 204
9.2.1 網(wǎng)絡(luò)硬件安全 204
9.2.2 主機(jī)系統(tǒng)安全 206
9.2.3 安全管理 209
9.3 云數(shù)據(jù)安全 211
9.3.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全 212
9.3.2 數(shù)據(jù)訪問安全 213
9.3.3 數(shù)據(jù)管理安全 214
9.4 云應(yīng)用安全 215
9.4.1 用戶認(rèn)證 215
9.4.2 應(yīng)用授權(quán) 216
9.5 云安全標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī) 219
9.6 小結(jié) 221
9.7 思考題 221
第10章 綜合實(shí)踐：交通流量監(jiān)控 222
10.1 引言 222
10.2 需求分析 222
10.3 基礎(chǔ)環(huán)境搭建 224
10.4 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 228
10.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和索引 233
10.6 查詢接口封裝 236
10.7 應(yīng)用界面開發(fā) 238
10.8 云應(yīng)用開發(fā)總結(jié) 239
10.9 思考題 241

附錄A OpenStack的安裝與配置 242
A.1 總體規(guī)劃 242
A.2 操作系統(tǒng)準(zhǔn)備 243
A.3 安裝OPENSTACK組件 244
A.4 KEYSTONE的配置、運(yùn)行與測(cè)試 247
A.5 GLANCE的配置、運(yùn)行與測(cè)試 249
A.6 NOVA的配置、運(yùn)行與測(cè)試 251
A.7 HORIZON的配置、運(yùn)行與測(cè)試 255
A.8 安裝與配置計(jì)算節(jié)點(diǎn) 257
附錄B Hadoop的安裝與配置 261
B.1 環(huán)境準(zhǔn)備 261
B.2 配置在單節(jié)點(diǎn)（偽分布式）環(huán)境下運(yùn)行HADOOP 262
B.3 在多節(jié)點(diǎn)（分布式）環(huán)境下運(yùn)行HADOOP 266
B.4 運(yùn)行WORDCOUNT詞頻統(tǒng)計(jì)程序 269
附錄C HBase的安裝與配置 272
C.1 單機(jī)版 272
C.2 偽分布模式 273
C.3 完全分布模式 274
參考文獻(xiàn) 277