云计算技术

本书以云计算为中心，对云计算及其相关技术、产品进行了详细的讲解。全书共9章，从云计算的概念及发展历程开始讲述，介绍了云计算的起源、发展历程、概念、云计算的分类及产品应用、分布式系统、硬件资源等相关知识，详细讲解了云计算中的虚拟化技术，包括计算虚拟化、网络和存储虚拟化、容器和桌面虚拟化等知识。最后还详细介绍了当前常用的云计算管理平台项目OpenStack，并通过讲解云计算应用开发案例，介绍了云平台在具体应用中的相关知识。本书从理论、实践两部分对云计算进行了细致的讲解，旨在帮助读者更好地了解、运用云计算。

本书可以作为高等院校计算机专业的云计算课程教材，同时也可作为从事云计算相关行业的工作人员的参考用书。

安俊秀，访问学者，硕士生导师。软件自动生成与智能服务四川省重点实验室学术带头人(知识本体和大数据方向)。并行计算与大数据研究所负责人，长期从事数据科学与大数据相关的研究与教学工作，已发表研究领域相关论文40余篇，主编大数据与人工智能方面专著或教材10余部，均由国家大型出版社出版。大数据时代人际交往研究，ISBN 978-7-5096-8037-7，经济管理出版社，2021.8，2000 Python大数据处理与分析，ISBN 978-7-115-55685-1，人民邮电出版社，2021.7，5000 Python 3从入门到精通，ISBN 978-7-115-54093-5，人民邮电出版社，2021.4，6000 Hadoop大数据处理技术基础与实践（第2版｜微课版），ISBN 978-7-115-54568-8人民邮电出版社，2020.09，20000 大数据导论ISBN 978-7-115-53704-1，2020.9，人民邮电出版社，10000

第 1章 云计算的概念及发展历程 2

1.1 云计算的起源 4

1.1.1 互联网促进了云计算的产生 5

1.1.2 大数据促进了云计算的发展 6

1.2 云计算的发展历程 7

1.2.1 云计算的发展 7

1.2.2 云计算的历程 8

1.3 云计算概念 9

1.3.1 从技术角度认识云计算 9

1.3.2 从商业角度认识云计算 11

1.3.3 云计算的主要表现形式 12

1.4 云计算的架构 13

1.4.1 云计算的逻辑架构 13

1.4.2 云计算的物理架构 15

1.5 云计算的特征与优势 16

1.5.1 云计算的特征 16

1.5.2 云计算的优势 17

1.6 云计算的未来 18

1.6.1 技术发展趋势 18

1.6.2 业务发展趋势 20

1.6.3 物联网与云计算 21

1.6.4 云计算与边缘计算 22

习题 23

第 2章 云计算的分类及产品应用 24

2.1 云计算按技术分类 26

2.1.1 虚拟化技术 26

2.1.2 分布式存储技术 28

2.1.3 数据管理技术 29

2.2 云计算按部署模式分类 31

2.2.1 公有云 32

2.2.2 私有云 32

2.2.3 混合云 33

2.3 云计算按用户角色分类 35

2.3.1 IaaS 35

2.3.2 PaaS 36

2.3.3 SaaS 38

2.3.4 FaaS 39

2.4 云计算的产品应用 40

2.4.1 电信企业的云计算产品 41

2.4.2 传统数据库行业的云计算产品 42

2.4.3 互联网企业的云计算产品 44

习题 45

第3章 分布式系统 46

3.1 分布式系统概述 48

3.1.1 分布式系统简介 49

3.1.2 分布式系统的工作方式 50

3.1.3 分布式系统的优缺点 50

3.2 分布式计算 52

3.2.1 分布式计算简介 52

3.2.2 分布式计算与并行计算的关系 52

3.2.3 分布式计算中的典型技术 54

3.3 分布式存储 57

3.3.1 分布式存储简介 57

3.3.2 分布式存储的优势 58

3.3.3 分布式存储中的关键技术 59

3.4 分布式系统应用 61

3.4.1 Hadoop 61

3.4.2 Spark 63

3.4.3 Flink 65

习题 67

第4章 硬件资源 68

4.1 服务器概述 70

4.1.1 服务器的分类 70

4.1.2 服务器的硬件 74

4.2 存储概述 75

4.2.1 内置存储 76

4.2.2 外置存储 78

4.3 网络概述 79

4.3.1 网络模型概述 80

4.3.2 交换机概述 82

4.3.3 VLAN概述 85

4.3.4 路由器概述 87

4.4 负载均衡概述 90

习题 92

第5章 计算虚拟化 94

5.1 计算虚拟化概述 96

5.2 计算虚拟化的实现方式 100

5.2.1 CPU虚拟化 100

5.2.2 内存虚拟化 104

5.2.3 I/O虚拟化 108

5.3 计算虚拟化的典型产品 110

5.3.1 Xen 110

5.3.2 KVM 110

5.3.3 VMware 111

5.3.4 Hyper-V 112

习题 112

第6章 网络虚拟化和存储虚拟化 114

6.1 网络虚拟化的分类 116

6.2 网络虚拟化的实现方式 117

6.2.1 虚拟网卡 117

6.2.2 虚拟交换技术 119

6.2.3 硬件设备虚拟化 121

6.2.4 虚拟化网络 122

6.3 存储虚拟化 125

6.3.1 存储设备 126

6.3.2 存储虚拟化功能 126

6.4 存储虚拟化的实现方式 129

6.4.1 基于不同实现位置的存储虚拟化 129

6.4.2 基于数据组织的存储虚拟化 130

6.4.3 基于不同实现方式的存储虚拟化 132

6.4.4 SDS 132

6.5 云存储 133

习题 134

第7章 容器虚拟化和桌面虚拟化 136

7.1 Docker概述 138

7.1.1 什么是Docker 138

7.1.2 Docker的组成部分 139

7.1.3 Docker容器与传统虚拟机 140

7.1.4 Docker的安装 142

7.1.5 Docker命令 142

7.2 Kubernetes概述 145

7.2.1 什么是Kubernetes 145

7.2.2 Kubernetes和Docker 147

7.3 微服务 147

7.3.1 什么是微服务 147

7.3.2 微服务和Docker 151

7.4 桌面虚拟化的概念与发展 151

7.5 桌面虚拟化的技术实现 154

7.5.1 VDI 154

7.5.2 IDV 155

7.5.3 TCI 156

7.5.4 RDS 157

习题 157

第8章 OpenStack 158

8.1 OpenStack的发展历程 160

8.2 OpenStack的简介及特点 162

8.3 OpenStack的组件 164

8.3.1 Horizon 166

8.3.2 Keystone 166

8.3.3 Nova 167

8.3.4 Cinder 168

8.3.5 Neutron 169

8.3.6 Glance 171

8.3.7 Swift 172

8.4 OpenStack应用实例 173

习题 175

第9章 云计算应用开发案例 176

9.1 云计算应用的开发思路 178

9.2 需求说明 179

9.3 数据文件解读与预处理 180

9.4 云计算应用的开发准备 183

9.4.1 申请云计算资源 183

9.4.2 配置作业提交客户端 184

9.4.3 在IDEA中安装插件 186

9.4.4 项目结构搭建 186

9.5 代码详解 191

9.5.1 计算最高温度代码 191

9.5.2 计算平均温度代码 197

9.6 作业提交及运行结果展示 202

9.6.1 创建数据表并上传数据 203

9.6.2 提交并运行作业 204

习题 206

本书以云计算为中心，对云计算及其相关技术、产品进行了详细的讲解。全书共9章，从云计算的概念及发展历程开始讲述，介绍了云计算的起源、发展历程、概念、云计算的分类及产品应用、分布式系统、硬件资源等相关知识，详细讲解了云计算中的虚拟化技术，包括计算虚拟化、网络和存储虚拟化、容器和桌面虚拟化等知识。最后还详细介绍了当前常用的云计算管理平台项目OpenStack，并通过讲解云计算应用开发案例，介绍了云平台在具体应用中的相关知识。本书从理论、实践两部分对云计算进行了细致的讲解，旨在帮助读者更好地了解、运用云计算。

本书可以作为高等院校计算机专业的云计算课程教材，同时也可作为从事云计算相关行业的工作人员的参考用书。

安俊秀，访问学者，硕士生导师。软件自动生成与智能服务四川省重点实验室学术带头人(知识本体和大数据方向)。并行计算与大数据研究所负责人，长期从事数据科学与大数据相关的研究与教学工作，已发表研究领域相关论文40余篇，主编大数据与人工智能方面专著或教材10余部，均由国家大型出版社出版。大数据时代人际交往研究，ISBN 978-7-5096-8037-7，经济管理出版社，2021.8，2000 Python大数据处理与分析，ISBN 978-7-115-55685-1，人民邮电出版社，2021.7，5000 Python 3从入门到精通，ISBN 978-7-115-54093-5，人民邮电出版社，2021.4，6000 Hadoop大数据处理技术基础与实践（第2版｜微课版），ISBN 978-7-115-54568-8人民邮电出版社，2020.09，20000 大数据导论ISBN 978-7-115-53704-1，2020.9，人民邮电出版社，10000