云計(jì)算原理與實(shí)踐

CONTENTS
目　　錄
叢書序言
本書編委會(huì)
序
前言
第1章　云計(jì)算概述 1
1.1　云計(jì)算的產(chǎn)生及發(fā)展 1
1.1.1　云計(jì)算的產(chǎn)生背景 1
1.1.2　云計(jì)算的特點(diǎn) 2
1.1.3　云計(jì)算發(fā)展簡史 3
1.1.4　知名的云計(jì)算服務(wù)提供商 3
1.2　云計(jì)算的基礎(chǔ)知識 4
1.2.1　云計(jì)算的概念 4
1.2.2　云服務(wù)的使用形態(tài) 5
1.2.3　云計(jì)算的服務(wù)類型 7
1.3　云計(jì)算的價(jià)值與典型的使用場景 8
1.3.1　云計(jì)算的價(jià)值 8
1.3.2　云計(jì)算典型的使用場景 9
1.4　云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu) 11
1.4.1　AWS平臺(tái)架構(gòu) 11
1.4.2　阿里云平臺(tái)架構(gòu) 12
1.4.3　谷歌云平臺(tái) 13
1.4.4　幾種云計(jì)算平臺(tái)的特點(diǎn) 15
1.5　云計(jì)算部署小實(shí)例 15
1.6　云計(jì)算的核心技術(shù) 18
1.7　云計(jì)算的生態(tài) 22
本章小結(jié) 23
習(xí)題 24
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 24
第2章　數(shù)據(jù)中心 25
2.1　數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施 25
2.1.1　數(shù)據(jù)中心的基本組成 26
2.1.2　機(jī)房規(guī)劃與設(shè)計(jì) 30
2.1.3　基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維 33
2.1.4　數(shù)據(jù)中心的評價(jià) 35
2.2　云計(jì)算數(shù)據(jù)中心 41
2.2.1　云數(shù)據(jù)中心的發(fā)展 41
2.2.2　互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 42
2.2.3　多租戶數(shù)據(jù)中心 42
2.2.4　數(shù)據(jù)中心多級架構(gòu) 43
2.2.5　模塊化設(shè)計(jì)與硬件重構(gòu) 43
2.3　阿里云數(shù)據(jù)中心 45
2.3.1　綠色環(huán)保新實(shí)踐 45
2.3.2　數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)新實(shí)踐 46
2.3.3　云計(jì)算應(yīng)用新實(shí)踐 46
本章小結(jié) 46
習(xí)題 47
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 47
第3章　網(wǎng)絡(luò) 48
3.1　網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 48
3.1.1　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 49
3.1.2　區(qū)域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 50
3.1.3　核心網(wǎng)架構(gòu) 51
3.1.4　邊緣或內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 52
3.2　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) 53
3.2.1　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)概述 53
3.2.2　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)演進(jìn) 54
3.3　邊界網(wǎng)絡(luò)和CDN 57
3.3.1　HTTP 58
3.3.2　DNS 59
3.3.3　CDN的基本原理 61
3.3.4　CDN的應(yīng)用 66
3.3.5　阿里云CDN 68
3.3.6　CDN的安全 71
3.4　網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù) 72
3.4.1　網(wǎng)絡(luò)虛擬化的概念 72
3.4.2　網(wǎng)絡(luò)虛擬化的原理 74
3.4.3　虛擬網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 76
3.4.4　主流開源項(xiàng)目介紹 79
3.4.5　阿里云的虛擬專有網(wǎng)絡(luò) 81
3.5　負(fù)載均衡技術(shù) 83
3.5.1　負(fù)載均衡的原理 83
3.5.2　四層負(fù)載均衡 84
3.5.3　七層負(fù)載均衡 86
3.5.4　DNS負(fù)載均衡 88
3.5.5　開源負(fù)載均衡概述 88
3.5.6　阿里云負(fù)載均衡服務(wù) 90
本章小結(jié) 92
習(xí)題 92
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 93
第4章　虛擬化 95
4.1　虛擬化技術(shù)概述 95
4.1.1　概念和歷史 95
4.1.2　虛擬化的意義 96
4.2　虛擬機(jī)的核心原理和技術(shù) 96
4.2.1　機(jī)器與接口 96
4.2.2　系統(tǒng)接口 96
4.2.3　運(yùn)行模式 98
4.2.4　虛擬機(jī)的分類 99
4.3　虛擬化的實(shí)現(xiàn) 101
4.3.1　Xen虛擬機(jī)技術(shù) 101
4.3.2　KVM技術(shù) 103
4.3.3　其他資源虛擬化技術(shù) 104
4.4　虛擬機(jī)管理與調(diào)度 106
4.4.1　典型管理問題 106
4.4.2　彈性伸縮 108
4.5　容器技術(shù) 109
4.5.1　操作系統(tǒng)級虛擬化 109
4.5.2　Docker 110
4.5.3　容器與傳統(tǒng)虛擬機(jī) 111
4.5.4　Docker服務(wù)編排 112
4.5.5　Docker對云的擴(kuò)展 114
4.6　阿里云虛擬化實(shí)踐 114
4.6.1　云服務(wù)器ECS 114
4.6.2　彈性伸縮機(jī)制 115
4.6.3　計(jì)費(fèi)方式 116
4.6.4　阿里云虛擬化安全 116
4.6.5　阿里云容器服務(wù) 117
本章小結(jié) 125
習(xí)題 126
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 126
第5章　分布式存儲(chǔ) 127
5.1　分布式存儲(chǔ)基礎(chǔ) 127
5.1.1　分布式存儲(chǔ)面臨的問題和挑戰(zhàn) 127
5.1.2　帽子理論 128
5.1.3　數(shù)據(jù)一致性協(xié)議 132
5.2　數(shù)據(jù)復(fù)制與備份技術(shù) 140
5.2.1　數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù) 140
5.2.2　數(shù)據(jù)備份技術(shù) 143
5.2.3　歸檔存儲(chǔ) 145
5.3　存儲(chǔ)陣列和糾刪碼技術(shù) 150
5.3.1　RAID概述 150
5.3.2　RAID的級別 150
5.3.3　糾刪碼技術(shù) 152
5.3.4　云存儲(chǔ)系統(tǒng)的糾刪碼 154
5.4　塊存儲(chǔ) 156
5.4.1　塊存儲(chǔ)概述 156
5.4.2　常見的塊存儲(chǔ)設(shè)備 156
5.4.3　云存儲(chǔ)系統(tǒng)的塊設(shè)備 158
5.4.4　塊設(shè)備的存儲(chǔ)管理 159
5.5　文件存儲(chǔ) 162
5.5.1　文件存儲(chǔ)概述 162
5.5.2　NAS及其架構(gòu) 162
5.5.3　阿里云文件存儲(chǔ) 167
5.5.4　阿里云文件存儲(chǔ)的典型應(yīng)用 167
5.6　對象存儲(chǔ) 169
5.6.1　對象存儲(chǔ)概述 169
5.6.2　對象存儲(chǔ)設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù) 170
5.6.3　阿里云對象存儲(chǔ) 173
5.6.4　阿里云對象存儲(chǔ)的典型應(yīng)用 178
5.7　分布式索引技術(shù) 179
5.7.1　哈希表 179
5.7.2　B+樹 180
5.7.3　LSM樹 181
5.8　分布式鎖服務(wù) 183
5.8.1　Google Chubby 183
5.8.2　ZooKeeper 186
5.8.3　阿里云Nuwa 188
5.9　分布式文件系統(tǒng) 189
5.9.1　Google文件系統(tǒng) 190
5.9.2　Hadoop分布式文件系統(tǒng) 192
5.9.3　Ceph 195
5.9.4　Lustre 199
5.9.5　GlasterFS 200
5.9.6　阿里云Pangu 200
本章小結(jié) 202
習(xí)題 202
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 203
第6章　云數(shù)據(jù)庫 204
6.1　云數(shù)據(jù)庫概述 204
6.1.1　云數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀和演化 204
6.1.2　OLTP和OLAP 205
6.1.3　常見的數(shù)據(jù)庫類型及其管理系統(tǒng) 206
6.1.4　云數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵組件及應(yīng)用場景 207
6.2　云數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和架構(gòu) 208
6.2.1　高可靠性 208
6.2.2　高可用性 209
6.2.3　高安全性 210
6.2.4　良好的兼容性 210
6.2.5　云數(shù)據(jù)庫架構(gòu) 210
6.3　云數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù) 213
6.3.1　數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展 213
6.3.2　大規(guī)模數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn) 213
6.3.3　共享型和分布式數(shù)據(jù)庫 215
6.3.4　智能運(yùn)維和數(shù)據(jù)化管理 215
6.4　表格存儲(chǔ) 216
6.4.1　表格存儲(chǔ)概述 216
6.4.2　一些業(yè)界產(chǎn)品 218
6.4.3　阿里云表格存儲(chǔ) 219
6.4.4　典型案例分析 221
6.5　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 222
6.5.1　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫概述 222
6.5.2　常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 222
6.5.3　阿里云關(guān)系數(shù)據(jù)庫RDS 223
6.6　分布式數(shù)據(jù)庫 225
6.6.1　分布式數(shù)據(jù)庫概述 225
6.6.2　分布式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展 226
6.6.3　常用的分布式數(shù)據(jù)庫 228
6.7　內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 230
6.7.1　內(nèi)存數(shù)據(jù)庫概述 230
6.7.2　內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的歷史和發(fā)展 231
6.7.3　常用的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 232
6.7.4　內(nèi)存數(shù)據(jù)庫存在的問題 234
本章小結(jié) 236
習(xí)題 236
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 237
第7章　云計(jì)算中間件 238
7.1　中間件概述 238
7.1.1　應(yīng)用的復(fù)雜性 239
7.1.2　中間件的產(chǎn)生和發(fā)展 240
7.1.3　中間件與SOA、微服務(wù)之間的關(guān)系 242
7.1.4　中間件的分類 243
7.1.5　云計(jì)算中間件 243
7.1.6　主流廠商的中間件 245
7.2　云計(jì)算中間件的關(guān)鍵技術(shù) 248
7.2.1　架構(gòu)設(shè)計(jì)原則 248
7.2.2　高性能服務(wù)框架 252
7.2.3　消息服務(wù) 252
7.2.4　分布式事務(wù) 253
7.2.5　數(shù)據(jù)化運(yùn)維 254
7.2.6　服務(wù)化和服務(wù)治理 254
7.2.7　容器 255
7.3　日志服務(wù) 255
7.3.1　典型應(yīng)用場景 256
7.3.2　常見的日志系統(tǒng) 258
7.3.3　阿里云日志服務(wù) 261
7.4　消息中間件 263
7.4.1　使用場景和特點(diǎn) 263
7.4.2　同步/異步調(diào)用模式 266
7.4.3　點(diǎn)對點(diǎn)和發(fā)布/訂閱模型 267
7.4.4　主流消息中間件 269
7.4.5　案例分析：抽獎(jiǎng)系統(tǒng) 273
7.5　阿里云企業(yè)級分布式應(yīng)用服務(wù) 274
7.5.1　應(yīng)用場景需求 274
7.5.2　系統(tǒng)架構(gòu) 275
7.5.3　服務(wù)化和服務(wù)治理 276
7.5.4　核心組件和功能 278
7.6　云計(jì)算中間件發(fā)展趨勢 280
7.6.1　產(chǎn)品化和智能化 280
7.6.2　平臺(tái)化和深度融合 281
本章小結(jié) 281
習(xí)題 281
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 281
第8章　分布式部署與監(jiān)控 283
8.1　軟件分布式部署概述 283
8.1.1　功能模塊 283
8.1.2　軟件部署的內(nèi)容 283
8.1.3　軟件部署模式 284
8.1.4　軟件的分布式部署 284
8.2　互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模的軟件分布式部署的設(shè)計(jì) 285
8.2.1　三大技術(shù)挑戰(zhàn) 285
8.2.2　設(shè)計(jì)原則 285
8.3　分布式部署系統(tǒng)案例 287
8.3.1　微軟Autopilot系統(tǒng) 287
8.3.2　谷歌Borg系統(tǒng) 288
8.3.3　Facebook的Dynamo系統(tǒng) 289
8.4　阿里云天基系統(tǒng) 290
8.4.1　基本概念 290
8.4.2　工作原理 291
8.4.3　部署與擴(kuò)容 291
8.4.4　升級 292
8.4.5　自動(dòng)修復(fù) 293
8.4.6　調(diào)度系統(tǒng) 293
8.4.7　監(jiān)控系統(tǒng) 294
8.5　阿里云監(jiān)控 295
8.5.1　核心監(jiān)控服務(wù) 296
8.5.2　服務(wù)調(diào)用方式 296
8.5.3　云主機(jī)監(jiān)控 297
8.5.4　云服務(wù)監(jiān)控 298
本章小結(jié) 299
習(xí)題 299
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 300
第9章　云計(jì)算產(chǎn)業(yè)實(shí)踐 301
9.1　云計(jì)算帶來的產(chǎn)業(yè)變革 301
9.2　云計(jì)算的價(jià)值 302
9.2.1　商業(yè)價(jià)值 302
9.2.2　技術(shù)價(jià)值 304
9.3　云上架構(gòu)設(shè)計(jì)最佳實(shí)踐 306
9.3.1　安全 306
9.3.2　高可用 310
9.3.3　可擴(kuò)展 312
9.3.4　高性能 316
9.3.5　成本效益 319
9.3.6　可運(yùn)維 320
9.4　行業(yè)解決方案 321
9.4.1　行業(yè)解決方案的多維性 322
9.4.2　應(yīng)用案例：游戲行業(yè)的日志分析 322
9.4.3　從1到千萬用戶的方案演進(jìn) 326
9.4.4　行業(yè)客戶案例 329
9.5　云上典型應(yīng)用開發(fā) 331
9.5.1　云上應(yīng)用開發(fā)原則 331
9.5.2　從0開始搭建網(wǎng)站 333
9.6　云計(jì)算趨勢的思考 336
9.6.1　公共云和混合云 336
9.6.2　極“智”未來 336
9.6.3　IoT遇上大數(shù)據(jù) 337
9.6.4　云生態(tài) 337
9.6.5　云上獨(dú)角獸 337
9.6.6　全球化 337
本章小結(jié) 338
習(xí)題 338
參考文獻(xiàn)與進(jìn)一步閱讀 338