云計算：原理與范式

譯者序 前言 致謝 貢獻者名單   第一部分 基本原理 第1章 云計算導論 1.1 云計算簡介 1.2 云計算的起源 1.2.1 從大型機到云 1.2.2 SOA、Web服務、Web 2.0與Mashup 1.2.3 網(wǎng)格計算 1.2.4 效用計算 1.2.5 硬件虛擬化 1.2.6 虛擬設備和開放虛擬化格式 1.2.7 自主計算 1.3 云計算的架構與類型 1.3.1 基礎設施即服務 1.3.2 平臺即服務 1.3.3 軟件即服務 1.3.4 部署模型 1.4 云的預期特性 1.4.1 自助服務 1.4.2 按使用計量和計費 1.4.3 伸縮性 1.4.4 定制化 1.5 云基礎設施管理 1.5.1 特性 1.5.2 案例研究 1.6 基礎設施即服務供應商 1.6.1 特點 1.6.2 案例研究 1.7 平臺即服務供應商 1.7.1 特點 1.7.2 案例研究 1.8 挑戰(zhàn)與風險 1.8.1 安全、隱私和信任 1.8.2 數(shù)據(jù)鎖入和標準化 1.8.3 可用性、容錯和災難恢復 1.8.4 資源管理和能源效率 1.9 小結 參考文獻 第2章 遷移到云 2.1 引言 2.1.1 云的承諾 2.1.2 云服務產(chǎn)品和部署模式 2.1.3 云的挑戰(zhàn) 2.2 遷移到云的主要途徑 2.2.1 為何遷移 2.2.2云遷移的決策 2.3 遷移到云的七步模型 2.4小結 致謝 參考文獻 第3章 云時代的“集成即服務” 范式使人受益匪淺 3.1簡介 3.2知識經(jīng)濟時代的來臨 3.3SaaS的演變 3.4SaaS范式面臨的挑戰(zhàn) 3.5走近SaaS集成之謎 3.6新集成方案 3.7集成方法 3.8SaaS集成產(chǎn)品和平臺 3.8.1Jitterbit 3.8.2Boomi 軟件 3.8.3Bungee Connect 3.8.4OpSource Connect 3.8.5SnapLogic 3.8.6Pervasive DataCloud 3.8.7Bluewolf 3.8.8在線MQ 3.8.9CloudMQ 3.8.10Linxter 3.9SaaS集成服務 3.9.1Informatica On-Demand 3.9.2Microsoft ISB 3.10企業(yè)對企業(yè)集成服務 3.11云集成的傳感器架構 3.12SaaS集成設備 3.13小結 參考文獻 第4章 企業(yè)云計算范式 4.1簡介 4.2背景 4.2.1企業(yè)云計算相關的部署模型 4.2.2實施和消費策略 4.3云上企業(yè)應用程序的問題 4.4轉換挑戰(zhàn) 4.5企業(yè)云技術與市場演變 4.6業(yè)務推動企業(yè)云計算市場 4.7云供應鏈 4.8小結 致謝 參考文獻   第二部分 基礎設施即服務（IaaS） 第5章 虛擬機部署和遷移服務 5.1簡介 5.2背景和相關工作 5.2.1虛擬化技術概述 5.2.2 公共云和基礎設施服務 5.2.3 私有云和基礎設施服務 5.2.4 虛擬化的分布式管理 5.2.5 高可用性 5.2.6 云和虛擬化的標準化工作 5.2.7 OCCI與OGF 5.3 虛擬機的配置和可管理性 5.4 虛擬機遷移服務 5.4.1 遷移技術 5.4.2 虛擬機遷移、SLA和按需計算 5.4.3 虛擬機遷移到備用平臺 5.5 虛擬機部署和遷移實戰(zhàn) 5.5.1 虛擬機的生命周期和虛擬機監(jiān)控 5.5.2 動態(tài)遷移 5.5.3 范例的最后總結 5.6 云環(huán)境中的部署 5.6.1 Amazon EC 5.6.2 提供基礎設施的技術 5.6.3 Eucalyptus 5.6.4 使用OpenNebula動態(tài)管理虛擬機 5.6.5 Aneka 5.7 未來研究方向 5.8 小結 參考文獻 第6章 云基礎設施的虛擬機管理 6.1 云基礎設施的剖析 6.1.1 虛擬機的分布式管理 6.1.2 虛擬資源的基于預訂的配置 6.1.3 滿足SLA承諾的配置 6.2 虛擬基礎架構的分布式管理 6.2.1 虛擬機的模型和生命周期 6.2.2 虛擬機的管理 6.2.3 有關OpenNebula的進一步閱讀 6.3 需要提前預訂的調(diào)度技術能力 6.3.1 預約容量的現(xiàn)有方法 6.3.2 虛擬機預約 6.3.3 租約模式 6.3.4 租約的調(diào)度 6.3.5 基于租約的資源管理的擴展閱讀 6.4 滿足SLA承諾的容量管理 6.4.1 基礎架構服務 6.4.2 策略驅動的概率接納控制 6.4.3 策略驅動放置優(yōu)化 6.4.4 基礎設施層的管理目標和策略 6.4.5 當前發(fā)展狀況 6.5 小結及展望 致謝 參考文獻 第7章 使用集群即服務提升云計算環(huán)境 7.1 簡介 7.2 相關工作 7.2.1　Amazon EC 7.2.2 Google App Engine 7.2.3 Windows Azure 7.2.4 Salesforce 7.2.5 云平臺概述 7.3 RVWS 設計 7.3.1 動態(tài)屬性揭秘 7.3.2 有狀態(tài)WSDL文檔的創(chuàng)建 7.3.3 RVWS中的發(fā)布 7.3.4 自動發(fā)現(xiàn)和選取 7.4 集群作為一種服務：邏輯設計 7.4.1 CaaS概述 7.4.2 聚集有狀態(tài)WSDL文檔 7.4.3 CaaS服務設計 7.4.4 用戶界面：CaaS Web頁面 7.5 概念驗證 7.5.1 CaaS技術實現(xiàn) 7.5.2 CaaS背后的集群 7.5.3 實驗和結果 7.6 未來研究方向 7.7 小結 參考文獻 第8章 云計算中分布式數(shù)據(jù)存儲的安全 8.1 簡介 8.2 云存儲：從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng) 8.2.1 從局域網(wǎng)遷移到廣域網(wǎng) 8.2.2 現(xiàn)有的商業(yè)云服務 8.2.3 當今云服務的缺陷 8.2.4 度過遺漏的環(huán)節(jié) 8.3 云計算中的數(shù)據(jù)安全技術 8.3.1 數(shù)據(jù)庫外包和查詢完整性保證 8.3.2 不可信存儲中的數(shù)據(jù)完整性 8.3.3 基于Web應用的安全性 8.3.4 多媒體數(shù)據(jù)安全存儲 8.4 開放性問題和挑戰(zhàn) 8.4.1 不同層次的關注點 8.4.2 技術和非技術挑戰(zhàn) 8.5 小結 參考文獻   第三部分 平臺即服務（PaaS）與軟件即服務（SaaS） 第9章 ANEKA-私有云和公共云集成 9.1簡介 9.2云計算技術和工具 9.3Aneka 云平臺 9.4Aneka資源供應服務 9.5混合云架構實現(xiàn) 9.5.1設計實現(xiàn)指導原則 9.5.2Aneka 混合云架構 9.5.3用例——Amanzon EC2資源池 9.5.4Aneka資源分配服務的實現(xiàn)步驟 9.6實踐者富有遠見的思想 9.7小結 致謝 參考文獻 第10章 COMETCLOUD：一個自主云引擎 10.1簡介 10.2CometCloud的體系結構 10.2.1CometCloud分層抽象 10.2.2Comet空間 10.3 CometCloud的自主行為 10.3.1 自主云爆發(fā) 10.3.2自主Cloudbridging 10.3.3其他自主行為 10.4 基于CometCloud的應用程序概述 10.4.1 風險值 10.4.2圖像配準 10.5實現(xiàn)和評估 10.5.1評估CometCloud 10.5.2應用程序運行時 10.5.3 自主云爆發(fā)行為 10.6結論和未來研究方向 致謝 參考文獻 第11章 T-Systems的基于云的商業(yè)應用解決方案 11.1簡介 11.2企業(yè)云計算的需求 11.2.1變化的市場 11.2.2提高生產(chǎn)力 11.2.3上升的成本壓力 11.3 動態(tài)ICT服務 11.3.1 ICT走向產(chǎn)業(yè)化的步驟 11.3.2通過模塊化定制 11.3.3ICT服務的集成創(chuàng)新 11.4云端質量和安全的重要性 11.4.1質量（端到端的SLA） 11.4.2合規(guī)性和安全性 11.5動態(tài)數(shù)據(jù)中心——業(yè)務就緒和動態(tài)ICT服務 11.5.1所有模塊的靈活性 11.5.2T-Systems的核心云模塊：計算、存儲 11.5.3 動態(tài)服務——一個簡短的概述 11.5.4 世界各地的動態(tài)數(shù)據(jù)中心 11.6案例研究 11.6.1 案例：動態(tài)基礎設施服務 11.6.2 案例：SAP的動態(tài)服務 11.6.3 DKK：運行在私有云中的歐洲最大的SAP裝置 11.6.4 把分布在各地的 SAP系統(tǒng)遷移到動態(tài)平臺 11.7 總結：云計算提供的服務遠高于傳統(tǒng)的外包 致謝 參考文獻 第12章 云端的工作流引擎 12.1簡介 12.2背景 12.3工作流管理系統(tǒng)和云 12.4 工作流管理系統(tǒng)的體系結構 12.5利用工作流執(zhí)行的云 12.5.1Aneka 12.5.2Aneka Web服務 12.5.3普遍性方法 12.5.4WfMS中利用云的工具 12.6案例研究：進化多目標優(yōu)化 12.6.1目標 12.6.2工作流解決方案 12.6.3部署和結果 12.7從業(yè)人員高瞻遠矚的想法 12.8未來研究方向 12.9小結 致謝 參考文獻 第13章 理解云環(huán)境中的科學應用程序 13.1簡介 基本問題 13.2科學應用程序和云端服務的分類 13.2.1軟件即服務層 13.2.2平臺即服務層 13.2.3基礎設施即服務層 13.2.4云模式的討論 13.3 基于SAGA的利用云的科學應用程序 13.3.1MapReduce 13.3.2SAGA Montage 13.3.3生物分子模擬的集合 13.4討論 13.4.1理念回顧 13.4.2云/HPC/網(wǎng)格之間科學應用程序的交互性 13.4.3應用程序性能的注意事項 13.5小結 參考文獻 第14章 MAPREDUCE編程模型及實現(xiàn) 14.1簡介 14.2MapReduce編程模型 14.2.1單詞統(tǒng)計示例 14.2.2主要特性 14.2.3執(zhí)行概述 14.2.4聚焦Google MapReduce實現(xiàn) 14.3 云端主要的MapReduce實現(xiàn) 14.3.1Hadoop 14.3.2Disco 14.3.3Mapreduce.NET 14.3.4 天網(wǎng) 14.3.5 GridGain 14.4 MapReduce的影響和研究方向 14.5小結 致謝 參考文獻   第四部分 監(jiān)控與管理 第15章 聯(lián)合云計算的架構 15.1 簡介 15.2 一個典型的使用案例 15.2.1 SAP系統(tǒng) 15.2.2 虛擬化數(shù)據(jù)中心使用案例 15.2.3 主要要求 15.3 云計算的基本原理 15.3.1 聯(lián)合 15.3.2 獨立性 15.3.3 隔離 15.3.4 彈性 15.3.5 商業(yè)定位 15.3.6 信任 15.4 聯(lián)合云計算模型 15.4.1 聯(lián)合類型的特性 15.4.2 聯(lián)合方案 15.4.3 聯(lián)合層的加強 15.5 安全考慮 15.5.1 外部威脅 15.5.2 內(nèi)部威脅 15.6 小結 致謝 參考文獻 第16章 云計算中的SLA管理：服務供應商的愿景 16.1 啟示 16.2 SLO管理的傳統(tǒng)方法 16.2.1 負載均衡 16.2.2 準入控制 16.3 SLA的類型 16.4 SLA的生命周期 16.5 云端的SLA管理 16.5.1 可行性分析 16.5.2 投入使用的應用程序 16.5.3 預生產(chǎn) 16.5.4 生產(chǎn) 16.5.5 終止 16.6 基于策略的自動化管理 16.7 小結 參考文獻 第17章 云端高性能計算的性能預測 17.1 簡介 17.2 背景 17.3 網(wǎng)格與云 17.3.1 網(wǎng)格和云作為備選方案 17.3.2 網(wǎng)格與云的集成 17.4 云端的高性能計算：相關的性能問題 17.4.1 高性能計算系統(tǒng)和云端的高性能計算：性能比較 17.4.2 云端高性能計算的支持 17.5 小結 參考文獻   第五部分 應用 第18章 在AWS云中架構云應用的最佳實踐 18.1 簡介 18.2 背景 18.2.1 云計算的商業(yè)價值 18.2.2 云計算的技術優(yōu)勢 18.2.3 理解Amazon Web Services云 18.3 云的概念 18.3.1 搭建可伸縮的架構 18.3.2 理解彈性 18.3.3 不怕約束 18.3.4 虛擬管理 18.4 云的最佳實踐 18.4.1 故障設計與永不言敗 18.4.2 分離你的組件 18.4.3 實現(xiàn)彈性 18.4.4 并行思考 18.4.5　使動態(tài)數(shù)據(jù)更接近最終用戶的計算和靜態(tài)數(shù)據(jù) 18.4.6 安全性的最佳實踐 18.5 GrepTheWeb 案例研究 18.5.1 體系結構 18.5.2 工作流 18.5.3 實現(xiàn)最佳實踐 18.5.4 GrepTheWeb Hadoop實現(xiàn) 18.6 未來研究方向 18.7 小結 致謝 參考文獻 第19章 托管在云資源上的大型多人在線游戲 19.1 簡介 19.2 背景知識 19.2.1 MMOG 19.2.2 虛擬化 19.3 相關工作 19.4 模型 19.4.1 應用 19.4.2 托管 19.4.3 操作 19.4.4 虛擬化模型 19.5 實驗 19.5.1 建立模型 19.5.2 MMOG主機上虛擬主機的影響 19.5.3 MMOG主機上數(shù)據(jù)中心策略的影響 19.6 未來研究方向 19.7 小結 致謝 參考文獻 第20章 使用云構建內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡 20.1 引言 20.2 背景和相關工作 20.2.1 Amazon簡單存儲服務（Amazon S3）與CloudFront 20.2.2 Nirvanix 存儲分發(fā)網(wǎng)絡 20.2.3 Rackspace云文件 20.2.4 Azure存儲 20.2.5 編碼服務 20.3 MetaCDN：利用云存儲為低成本高性能的內(nèi)容傳輸服務 20.3.1 集成“云存儲”供應商 20.3.2 總體設計與系統(tǒng)架構 20.3.3 Geo-IP服務和Google地圖的整合 20.3.4 通過DNS和HTTP實現(xiàn)負載均衡 20.4 METACDN覆蓋性能 20.5 發(fā)展前景展望 20.6 小結 致謝 參考文獻 第21章 云資源混搭 21.1 引言 21.2 云混搭的概念 21.2.1 互操作問題 21.2.2 智能鏡像處理 21.2.3 智能數(shù)據(jù)管理 21.3 資源混搭的實現(xiàn) 21.4 小結 21.4.1 資源混搭的應用 21.4.2 優(yōu)勢與障礙 參考文獻   第六部分 治理和案例研究 第22章 云計算時代的組織準備和變革管理 22.1 前言 22.1.1 背景 22.1.2 小結 22.2 組織準備的基本觀念 22.2.1 案例研究：排隊等待一張?zhí)貏e的音樂會的票 22.2.2 人們都在害怕什么 22.3 變化的驅動：一個用來理解有競爭力環(huán)境的框架 22.3.1 經(jīng)濟（全球和地方、外部和內(nèi)部） 22.3.2 合法，政治和法規(guī)遵從 22.3.3 環(huán)境（工業(yè)結構和趨向） 22.3.4 技術發(fā)展和創(chuàng)新 22.3.5 社會文化（市場與客戶） 22.3.6 創(chuàng)建一個成功的環(huán)境 22.4 常見的變革管理模型 22.4.1 Lewin變革管理模型 22.4.2 Deming Cycle（計劃、執(zhí)行、檢查、處理） 22.4.3 一個預測工作模型：CROPS變革管理框架 22.5 改變管理成熟度模型 22.6 組織機構準備自我評估（人物、時間、地點和方式） 22.7 討論 22.8 小結 致謝 參考文獻 第23章 云計算中的數(shù)據(jù)安全問題 23.1 數(shù)據(jù)安全理念簡介 23.2 云環(huán)境中數(shù)據(jù)安全現(xiàn)狀 23.3 人類與數(shù)字信息 23.4 云計算以及數(shù)據(jù)安全風險 23.5 云計算與身份 23.5.1 身份、聲譽與信任 23.5.2 身份識別的目的 23.5.3 云身份：以用戶為中心的系統(tǒng)和開放式身份系統(tǒng) 23.5.4 以用戶為中心的身份哲學 23.5.5 以用戶為中心但易于管理 23.5.6 什么是信息卡片 23.5.7 使用信息卡片保護數(shù)據(jù) 23.5.8 信息卡片的弱點與優(yōu)點 23.5.9 信息卡片的跨境問題 23.6 云、數(shù)字身份和數(shù)據(jù)安全 23.7 內(nèi)容等級安全——優(yōu)點與缺點 23.8 未來研究方向 23.9 小結 致謝 進一步閱讀 參考文獻 第24章 云計算中的法律問題 24.1 簡介 24.1.1 本章目的 24.1.2 云計算的定義 24.1.3 法律問題概述 24.1.4 云計算與外包及提供應用服務的區(qū)別 24.2 數(shù)據(jù)隱私和安全問題 24.2.1 美國數(shù)據(jù)泄露通知要求 24.2.2 美國聯(lián)邦法律規(guī)定 24.2.3 國際數(shù)據(jù)私隱法規(guī) 24.3 云的承包模式 24.3.1 許可協(xié)議與服務協(xié)議 24.3.2 在線協(xié)議與標準合同 24.3.3 隱私政策條款與細則的重要性 24.4 虛擬化和數(shù)據(jù)位置引發(fā)的管轄權條款問題 24.4.1 虛擬化和多租戶 24.4.2 數(shù)據(jù)位置靈活帶來的問題 24.4.3 其他管轄權問題 24.4.4 國際法律沖突 24.5 商業(yè)以及業(yè)務方面的考慮——用戶的觀點 24.5.1 風險最小化 24.5.2 云供應商的生存能力 24.5.3 保護云用戶訪問自己的數(shù)據(jù) 24.6 專題 24.6.1 云開源運動 24.6.2 訴訟問題/電子證據(jù)開示 24.7 小結 24.8 后記 參考文獻 第25章 實現(xiàn)云服務的生產(chǎn)準備 25.1 簡介 25.2 服務管理 25.3 生產(chǎn)者-消費者關系 25.3.1 商業(yè)頭腦 25.3.2 直接分配與間接分配 25.3.3 服務質量與價值構成 25.3.4 收費模式 25.4 云服務生命周期 25.4.1 服務策略 25.4.2 服務設計 25.4.3 服務轉型 25.4.4 服務運營 25.4.5 持續(xù)服務改進 25.5 生產(chǎn)準備 25.6 評估生產(chǎn)準備就緒 25.6.1 服務設施準備 25.6.2 服務基礎設施準備 25.6.3 服務技術準備 25.6.4 監(jiān)控準備 25.6.5 服務評估準備 25.6.6 服務說明文檔 25.6.7 通信準備 25.6.8 服務運行準備 25.6.9 關鍵績效指標 25.6.10 驗收測試 25.7 小結 參考文獻 ……