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第1章 绪论1

1.1云计算的概念1

1.2云计算发展现状3

1.3云计算实现机制5

1.4网格计算与云计算6

1.5云计算的发展环境9

1.5.1云计算与3G9

1.5.2云计算与物联网9

1.5.3云计算与移动互联网10

1.5.4云计算与三网融合11

1.6云计算压倒性的成本优势12

习题15

参考文献15

第2章 Google云计算原理与应用17

2.1 Google文件系统GFS17

2.1.1系统架构18

2.1.2容错机制20

2.1.3系统管理技术20

2.2分布式数据处理MapReduce21

2.2.1产生背景21

2.2.2编程模型22

2.2.3实现机制22

2.2.4案例分析24

2.3分布式锁服务Chubby25

2.3.1 Paxos算法26

2.3.2 Chubby系统设计27

2.3.3 Chubby中的Paxos29

2.3.4 Chubby文件系统31

2.3.5通信协议32

2.3.6正确性与性能34

2.4分布式结构化数据表Bigtable35

2.4.1设计动机与目标35

2.4.2数据模型36

2.4.3系统架构37

2.4.4主服务器38

2.4.5子表服务器39

2.4.6性能优化42

2.5分布式存储系统Megastore43

2.5.1设计目标及方案选择44

2.5.2 Megastore数据模型44

2.5.3 Megastore中的事务及并发控制46

2.5.4 Megastore基本架构47

2.5.5核心技术——复制49

2.5.6产品性能及控制措施52

2.6大规模分布式系统的监控基础架构Dapper54

2.6.1基本设计目标54

2.6.2 Dapper监控系统简介54

2.6.3关键性技术57

2.6.4常用Dapper工具58

2.6.5 Dapper使用经验60

2.7 Google应用程序引擎62

2.7.1 Google App Engine简介62

2.7.2应用程序环境63

2.7.3 Google App Engine服务65

2.7.4 Google App Engine编程实践72

习题86

参考文献86

第3章 Amazon云计算AWS88

3.1 Amazon平台基础存储架构：Dynamo88

3.1.1 Dynamo在Amazon服务平台的地位88

3.1.2 Dynamo架构的主要技术89

3.2弹性计算云EC297

3.2.1 EC2的主要特性97

3.2.2 EC2基本架构及主要概念97

3.2.3 EC2的关键技术99

3.3.4 EC2安全及容错机制101

3.3简单存储服务S3102

3.3.1基本概念和操作102

3.3.2数据一致性模型104

3.3.3 S3安全措施105

3.4简单队列服务SQS107

3.4.1 SQS基本模型107

3.4.2两个重要概念107

3.4.3消息108

3.4.4身份认证109

3.5简单数据库服务Simple DB109

3.5.1重要概念110

3.5.2存在的问题及解决办法112

3.5.3 Simple DB和其他AWS的结合使用112

3.6关系数据库服务RDS113

3.6.1 SQL和NoSQL数据库的对比113

3.6.2 RDS数据库原理114

3.6.3 RDS的使用115

3.7内容推送服务CloudFront115

3.7.1内容推送网络CDN115

3.7.2云内容推送CloudFront117

3.8其他Amazon云计算服务119

3.8.1快速应用部署Elastic Beanstalk和服务模板CloudFormation119

3.8.2云中的DNS服务Router 53119

3.8.3虚拟私有云VPC120

3.8.4简单通知服务SNS和简单邮件服务SES120

3.8.5弹性MapReduce服务120

3.8.6电子商务服务DevPay、 FPS和Simple Pay122

3.8.7 Amazon执行网络服务126

3.8.8土耳其机器人127

3.8.9 Alexa Web服务128

3.9 AWS应用实例129

3.9.1在线照片存储共享网站SmugMug129

3.9.2在线视频制作网站Animoto130

3.10小结131

习题131

参考文献131

第4章 微软云计算Windows Azure135

4.1微软云计算平台135

4.2微软云操作系统Windows Azure136

4.2.1 Windows Azure概述136

4.2.2 Windows Azure计算服务137

4.2.3 Windows Azure存储服务138

4.2.4 Windows Azure Connect152

4.2.5 Windows Azure CDN153

4.2.6 Fabric控制器153

4.2.7 Windows Azure应用场景155

4.3微软云关系数据库SQL Azure157

4.3.1 SQL Azure概述157

4.3.2 SQL Azure关键技术158

4.3.3 SQL Azure应用场景160

4.3.4 SQL Azure和SQL Server对比162

4.4 Windows Azure AppFabric163

4.4.1 AppFabric概述163

4.4.2 AppFabric关键技术164

4.5 Windows Azure Marketplace167

4.6微软云计算编程实践168

4.6.1利用Visual Studio2010开发简单的云应用程序168

4.6.2向Windows Azure平台发布应用程序170

习题173

参考文献173

第5章 VMware云计算174

5.1 VMware云产品简介174

5.1.1 VMware云战略三层架构174

5.1.2 VMware vSphere架构175

5.1.3云操作系统vSphere176

5.1.4底层架构服务vCloud Service Director177

5.1.5虚拟桌面产品VMware View178

5.2云管理平台vCenter179

5.2.1虚拟机迁移工具179

5.2.2虚拟机数据备份恢复工具181

5.2.3虚拟机安全工具181

5.2.4可靠性组件FT和HA182

5.3云架构服务提供平台vCloud Service Director182

5.3.1创建虚拟数据中心和组织183

5.3.2网络的设计184

5.3.3目录管理184

5.3.4计费功能184

5.4 VMware的网络和存储虚拟化184

5.4.1网络虚拟化184

5.4.2存储虚拟化186

习题188

参考文献188

第6章 Hadoop：Google云计算的开源实现189

6.1 Hadoop简介189

6.2 Hadoop分布式文件系统HDFS190

6.2.1设计前提与目标190

6.2.2体系结构191

6.2.3保障可靠性的措施192

6.2.4提升性能的措施194

6.2.5访问接口195

6.3分布式数据处理MapReduce196

6.3.1逻辑模型196

6.3.2实现机制196

6.4分布式结构化数据表HBase197

6.4.1逻辑模型198

6.4.2物理模型198

6.4.3子表服务器199

6.4.4主服务器199

6.4.5元数据表200

6.5 Hadoop安装200

6.5.1在Linux系统中安装Hadoop200

6.5.2在Windows系统中安装Hadoop208

6.6 HDFS使用215

6.6.1 HDFS常用命令215

6.6.2 HDFS基准测试219

6.7 HBase安装使用219

6.7.1 HBase的安装配置219

6.7.2 HBase的执行220

6.7.3 Hbase编程实例221

6.8 MapReduce编程223

6.8.1矩阵相乘算法设计223

6.8.2编程实现224

习题226

参考文献226

第7章 Eucalyptus：Amazon云计算的开源实现228

7.1 Eucalyptus简介228

7.2 Eucalyptus技术实现229

7.2.1体系结构229

7.2.2主要构件230

7.2.3访问接口230

7.2.4服务等级协议231

7.2.5虚拟组网232

7.3 Eucalyptus安装与使用233

7.3.1在Linux系统中安装Eucalyptus233

7.3.2 Eucalyptus配置和管理236

7.3.3 Eucalyptus常用命令的示例和说明238

习题240

参考文献240

第8章 其他开源云计算系统241

8.1简介241

8.1.1 Cassandra241

8.1.2 Hive242

8.1.3 VoltDB242

8.1.4 Enomaly ECP243

8.1.5 Nimbus244

8.1.6 Sector and Sphere245

8.1.7 abiquo247

8.1.8 MongoDB247

8.2 Cassandra249

8.2.1体系结构249

8.2.2数据模型250

8.2.3存储机制251

8.2.4读/写删过程252

8.3 Hive254

8.3.1整体构架254

8.3.2数据模型255

8.3.3 HQL语言257

8.3.4环境搭建259

8.4 VoltDB260

8.4.1整体架构260

8.4.2自动数据分片技术261

习题264

参考文献264

第9章 云计算仿真器CIoudSim265

9.1 CloudSim简介265

9.2 CloudSim体系结构265

9.2.1 CloudSim核心模拟引擎266

9.2.2 CloudSim层268

9.2.3用户代码层271

9.3 CloudSim技术实现271

9.4 CloudSim的使用方法274

9.4.1环境配置274

9.4.2运行样例程序274

9.5 CloudSim的扩展277

9.5.1调度策略的扩展277

9.5.2仿真核心代码280

9.5.3平台重编译286

习题287

参考文献287

第10章 云计算研究热点288

10.1云计算体系结构研究288

10.1.1 Youseff划分方法288

10.1.2 Lenk划分方法290

10.2云计算关键技术研究292

10.2.1虚拟化技术292

10.2.2数据存储技术293

10.2.3资源管理技术295

10.2.4能耗管理技术298

10.2.5云监测技术301

10.3编程模型研究303

10.3.1 All-Pairs编程模型303

10.3.2 GridBatch编程模型304

10.3.3其他编程模型305

10.4支撑平台研究306

10.4.1 Cumulus：数据中心科学云306

10.4.2 CARMEN：e-Science云计算307

10.4.3 RESERVOIR：云服务融合平台308

10.4.4 TPlatform：Hadoop的变种309

10.4.5 P2P环境的MapReduce309

10.4.6 Yahoo云计算平台311

10.4.7微软的Dryad框架311

10.4.8 Neptune框架312

10.5应用研究313

10.5.1语义分析应用313

10.5.2生物学应用314

10.5.3数据库应用315

10.5.4地理信息应用316

10.5.5商业应用317

10.5.6医学应用318

10.5.7社会智能应用319

10.6云安全研究321

10.6.1 Anti-Spam Grid：反垃圾邮件网格321

10.6.2 CloudAV：终端恶意软件检测323

10.6.3 AMSDS：恶意软件签名自动检测324

10.6.4 CloudSEC：协作安全服务体系结构325

习题327

参考文献327

第11章 总结与展望332

11.1主流商业云计算解决方案比较332

11.1.1应用场景332

11.1.2使用流程334

11.1.3体系结构335

11.1.4实现技术335

11.1.5核心业务336

11.2主流开源云计算系统比较338

11.2.1开发目的338

11.2.2体系结构339

11.2.3实现技术340

11.2.4核心服务340

11.3国内代表性云计算平台比较341

11.3.1中国移动“大云”341

11.3.2阿里巴巴“阿里云”343

11.3.3“大云”与“阿里云”的比较343

11.4云计算的历史坐标与发展方向344

11.4.1互联网发展的阶段划分344

11.4.2云格（Gloud）——云计算的未来346

习题348

参考文献349