云计算
原理与范式
Cloud Computing
Principles and Paradigms
（澳）Rajkumar Buyya James Broberg Andrzej Goscinski　编
李红军 李冬梅 张秀程 任增刚 译

云计算作为信息与通信行业中最新的讨论话题，将深刻影响未来20年科学与社会的发展进程。虽然云服务减少了计算、应用程序托管、内容存储和传输的成本，不过确保这些应用程序、服务和数据在峰值负载下根据需要达到一致与可靠的操作是极其复杂的。本书帮助读者理解成功利用云计算的这些机制，并提供关于现有计算、存储和应用程序云服务的大量真实研究案例。
本书首先介绍了云计算的起源，然后深入分析了云计算所涉及的术语和各种架构组成部分，涵盖云计算的架构与类型、云的特性、云的应用、云端的数据安全性、云的治理与相关的法律法规，以及云计算面临的挑战与风险等问题，集中讨论了基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），以及对云计算的监控与管理问题，最后还给出了一系列案例供读者参考。本书是对云计算领域有重大影响的著作，可以帮助云计算从业人员、信息安全专业人员、云计算用户等尝试接触和应用云计算，是相关从业人员不可或缺的读物。

本书主要内容
介绍了云计算的基本概念，阐释了主机、集群、网格、公用计算的发展。
涵盖了基础设施即服务（IaaS），如虚拟机与虚拟存储等支撑技术，以及在云端安全存储数据并管理虚拟集群等复杂机制。
介绍了平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS)，详述了云托管软件与应用程序的交付问题。
处理云计算监控和管理的机制。
详细阐述了通过云计算资源迅速崛起的新颖应用和架构云应用程序的最佳实践。
概述了在云计算环境中经常遇到的组织、结构、监管和法律问题。

前：
编者简介
Rajkumar Buyya
资深企业网络平台架构及实施领域专家，澳大利亚墨尔本大学计算机科学与软件工程学院教授，云计算与分布式系统实验室主任。主要关注计算机体系结构、数字运算、并行处理、分布式系统、互联网安全和云计算等领域。从事企业级软件开发和Web开发多年，经验丰富，曾在多家大型公司担任网络技术部门负责人。他还担任Manjrasoft公司的CEO，这是一家致力于创建创新解决方案以构建和加速云端应用的公司。他主要负责网络技术支持、技术市场、高级网络工程以及全球工程组咨询。
James Broberg　
澳大利亚墨尔本大学国家级云计算与分布式系统实验室博士后研究员，资深云计算及实施领域专家。主要关注分布式编程、网格计算、Web服务和互联网应用等领域。在信息安全与网络安全、云计算、系统和应用工程以及IT运营管理方面有着数十年的经验。经常在国际大型云计算会议上发表演讲，深受听众喜爱。
Andrzej Goscinski　
澳大利亚迪肯大学计算机专业首席教授，世界知名超级计算机与并行计算专家。主要关注云计算、分布式系统、高性能计算、普适计算、信任网格计算等领域。他是超级计算机基准测试、数值分析、线性代数解算器和高性能计算领域的领军人物。主要负责企业云计算基础设施以及虚拟数据中心解决方案的设计和实施工作。

云计算（cloud computing）如今已成为信息与通信技术（ICT）产业中的又一个流行语（buzzword）。众多IT厂商承诺提供计算、存储和应用托管服务，其服务范围涵盖了几大洲，并提供基于服务水平协议（Service Level Agreement，SLA）支持的性能和运行时间。尽管这些“云”是传统数据中心的自然进化，它们以展现资源（计算、数据/存储及应用）作为基于标准的Web服务并遵循“实用”的定价模式进行区分。根据客户的计算资源、存储及数据传输的利用率收费。这些“云”提供了基于订阅的访问基础设施、平台及应用的基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS）和软件即服务（Software as a Service，SaaS）。虽然这些新兴的服务增强了互操作性与可用性，减少了计算、应用托管、内容存储和交付的成本，其成本降低了几个数量级。不过，确保这些应用与服务可以随着需要获得在峰值负载下的一致与可靠的操作是极其复杂的。
　　目前，专业开发人员需要实现云服务。云供应商、研究人员及相关的从业者正在努力确保对潜在的用户在云计算及利用云计算的全部潜力方面提供培训。然而，作为一个新的流行的范式，云计算的精确定义取决于研究云计算的专家。因此，尽管比以往任何时候都接近实现了真正的效用计算（utility computing），当前要想让人们接受这一点却局限于这些云专家对云计算供应商感知的复杂性。
　　本书通过引入云计算范式向读者展示了这些问题。本书提供了许多现有的计算、存储与应用云服务的案例研究，并阐述了当前云计算服务供应商的能力与局限性。这有助于读者对云计算的机制展开理解。最后，详细阐述了许多源自云计算的开放式问题。我们希望，这有助于激发读者在自己未来的研究及开发过程中解决这些问题。本书可作为系统架构师、（云计算的）从业者、开发人员、新研究人员及研究生水平学生的参考书。另外，本书还附带了一个相关的Web站点（http://www.manjrasoft.com/CloudBook /），其中包含了更多的在线资源。
本书组织结构
　　本书包含了一些云计算领域的权威专家撰写的文章。本书采用统筹兼顾的方式，从云计算的原理谈起，接着阐述了云计算的技术。
　　本书分为六大部分：
　　第一部分　基本原理
　　第一部分介绍了云计算的基本概念，描绘了大型机、集群（cluster）、网格（grid）、效用计算的发展。详述了基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）与软件即服务（SaaS）的交付模式，以及公共云、私有云与混合云的部署模式。另外，还介绍了从应用程序迁移到云环境的模式。
　　第二部分　基础设施即服务（IaaS）
　　第二部分包括基础设施即服务（IaaS），如虚拟机与虚拟存储技术以及在云中安全的存储数据并管理虚拟集群。
　　第三部分　平台即服务（PaaS）与软件即服务（SaaS）
　　第三部分介绍了平台即服务（PaaS）与软件即服务（SaaS)，详述了云托管软件与应用程序的交付。对复杂、自动伸缩应用程序和环境的设计和操作进行了探索。
　　第四部分　监控与管理
　　第四部分介绍了云计算、云环境变得更加复杂和互操作至关重要的监控和管理机制。探讨联合云计算资源的架构，以及对服务水平协议（SLA）的管理与性能的预测。
　　第五部分　应用
　　第五部分详述了云计算资源的迅猛发展带来的一些新的应用程序。本书涵盖了架构云应用的最佳实践，描述了利用松散耦合的云资源的能力。本书对起杠杆作用的云资源的设计和执行的应用程序进行了探索，如大型多人在线游戏托管、内容交付和mashup。
　　第六部分　治理和案例研究
　　第六部分概述了在云计算环境中通常遇到的组织、结构、监管和法律问题。对于企业如何成功地准备并过渡到云环境中进行了探讨，另外介绍了完成这种过渡后如何实现生产准备。本书详细探讨了数据安全和法律问题，云计算供应商会对用户的敏感数据和计算保持一致的态度。
Rajkumar Buyya
澳大利亚墨尔本大学及Manjrasoft公司

James Broberg
澳大利亚墨尔本大学

Andrzej Goscinski
澳大利亚迪肯大学

计算机\网络

云计算作为信息与通信行业中最新的讨论话题，将深刻影响未来20年科学与社会的发展进程。虽然云服务减少了计算、应用程序托管、内容存储和传输的成本，但是确保这些应用程序、服务和数据在峰值负载下根据需要达到一致与可靠的操作是极其复杂的。本书帮助读者理解成功利用云计算的这些机制，并提供了大量真实的计算、存储和应用程序云服务的研究案例。
本书首先介绍了云计算的起源，然后深入分析了云计算所涉及的术语和各种架构组成部分，涵盖云计算的架构与类型、云的特性、云的应用、云端的数据安全性、云的治理与相关的法律法规，以及云计算面临的挑战与风险等问题，集中讨论了基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），以及对云计算的监控与管理问题，最后给出了一系列案例供读者参考。本书是对云计算领域有重大影响的著作，可以帮助云计算从业人员、信息安全专业人员、云计算用户等尝试接触和应用云计算，是相关从业人员不可或缺的读物。

本书主要内容：
云计算的核心概念，包括主机、集群、网格、公用计算等内容。
基础设施即服务（IaaS），如虚拟机与虚拟存储等支撑技术，以及在云端安全存储数据并管理虚拟集群等复杂机制。
平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），详述了云托管软件与应用程序的交付问题。
云计算的监控和管理机制。
通过云计算资源迅速崛起的新颖应用和架构云应用程序的最佳实践。
云计算环境中经常遇到的组织、结构、监管和法律问题。

（澳）Rajkumar Buyya，James Broberg，Andrzej Goscinski 编：暂无简介

李红军　李冬梅　张秀程　任增刚　译：暂无简介

经历了2010年IT行业各大厂商、运营商以及各大媒体对云计算的积极培育和引导，云计算已经走出了概念孕育阶段，正在步入成长阶段。用户和企业IT部门对云计算模式的认可和接受发生了深刻的改变，先知先觉的运营商已经开始了实质性的运营，云计算已经悄悄地来到了我们身边。国家有关部门于2010年联合印发《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》，确定在北京、上海、深圳、杭州、无锡5个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作；随后云计算也被列为国家“十二五”规划的重点关注项目，各地也将云计算纳入当地“十二五”规划重点。云计算已经成为中国信息技术乃至通信技术等相关产业中热门的技术和产业主题。无论是在行业中从事研究开发还是市场营销各个方面的人员，都希望对云计算这一新技术、新的业务交付运营模式有更多深入的了解。更为重要的是，大家需要在各种铺天盖地的信息中找到正确的解释、深入的阐述和系统的说明。本书正是为这样的问题答疑解惑的。可以预计，云计算将正式步入大规模发展阶段，必将改变我们的娱乐、生活和工作方式。
　　本书从云计算的起源出发，描述了云计算所涉及的术语和各种架构组成部分，涵盖了云计算的架构与类型、云的特性、云的应用、云端的数据安全性、云的治理与相关的法律法规问题，以及云计算面临的挑战与风险等问题，详细阐述了该领域的术语和定义以及云计算的架构，集中讨论了基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），以及对云计算的监控与管理问题，探讨了应用云计算需要考虑的风险以及解决方案，最后还给出了一系列案例。本书是一本在云计算方面有着重大影响的巨著，可以为云计算从业人员、信息安全专业人员、云计算用户等提供有关云计算方面的帮助，是尝试接触和应用云计算的从业人员不可或缺的读物。另外，对于希望了解和学习云计算的读者来说，本书也是一本详尽而实用的参考资料，在此向各位读者郑重推荐。
　　感谢机械工业出版社引进如此高品质的图书，让国内的从业人员可以从中受益。在本书翻译的过程中，得到了本书编辑Simone Taylor的协助，在此表示诚挚的谢意，特别感谢本书作者Rajkumar Buyya先生，章节作者Hyunjoo Kim博士、Shantenu Jha博士、Vlad Nae 博士及时且不厌其烦地就书中许多细节问题为译者解答，并确认了一些勘误，令译者受益匪浅。机械工业出版社的编辑在幕后为本书的出版做了大量艰苦细致的工作，谨向他们表示衷心的感谢。同时，非常感谢好友李冬梅、张秀程、任增刚、梁郡等，他们参与了该书部分章节的翻译工作，并提出了许多宝贵的建议。
　　译者也是抱着一颗炽热的学习之心在阅读和翻译本书，并且希望把这本书推荐给身边更多的朋友。在翻译本书的过程中，译者深深感受到本书内容涵盖了作者多年从事云计算项目的全方位的实战经验，由于译者自身对很多知识和相关变革性技术理解的深度可能有所欠缺，在翻译的过程中难免出现一些不够准确或者不够清楚的描述。读者若发现翻译处理不当之处，欢迎批评指正。
　　最后，需要深深感谢在翻译过程中给予我理解、支持、帮助的家人、同事和朋友。

李红军
hjliemail@yahoo.com
译者介绍
　　李红军，W3China论坛Java/Eclipse版版主，获沈阳工业大学计算机应用技术专业硕士学位。2006年加入EasyJF开源团队，并担任核心开发者，开发了国内第一款最完备的J2EE MVC框架EasyJWeb。2008年与徐涵等共同翻译出版REST专著《RESTful Web Services中文版》，2009年翻译出版《MySQL核心技术手册（第2版）》、《SQL技术手册（第3版）》。现为上海立信会计学院网络信息中心系统工程师。研究兴趣包括网络存储、数据库、虚拟化与云计算、LDAP及Linux、Apache等开源技术。
　　李冬梅，毕业于沈阳工业大学信息科学与工程学院，获工程硕士学位。2009年与李红军等共同翻译出版《MySQL核心技术手册（第2版）》。目前从事无线互联网应用技术相关的设计和开发工作。
　　张秀程，中国科学院空间应用工程与技术中心计算机应用技术专业博士、高级工程师，主要从事计算机仿真等方面的研究工作。
　　任增刚，上海久雅信息科技有限公司技术总监、资深项目架构及实施工程师，主要从事基于Java技术的企业应用架构和实施工作，拥有十余年技术工作经验。在国内从事金融行业电子渠道系统架构及建设8年多。曾经主持和参与国内多家大型股份制商业银行的电子渠道建设、整合等系统的架构、实施工作。擅长金融行业电子渠道、电子商务支付、移动互联网的系统架构及实施，在大量的一线实践中积累了丰富的经验。目前主要关注方向为金融行业电子渠道建设、电子商务支付、移动支付及移动互联网、面向金融行业的云计算等领域。

译者序
前言
致谢
贡献者名单
第一部分　　基本原理
第1章　云计算导论　1
1.1　云计算简介　1
1.2　云计算的起源　2
1.2.1　从大型机到云　3
1.2.2　SOA、Web服务、Web 2.0与Mashup　4
1.2.3　网格计算　4
1.2.4　效用计算　5
1.2.5　硬件虚拟化　6
1.2.6　虚拟设备和开放虚拟化格式　7
1.2.7　自主计算　8
1.3　云计算的架构与类型　8
1.3.1　基础设施即服务　9
1.3.2　平台即服务　9
1.3.3　软件即服务　9
1.3.4　部署模型　9
1.4　云的预期特性　10
1.4.1　自助服务　10
1.4.2　按使用计量和计费　10
1.4.3　伸缩性　11
1.4.4　定制化　11
1.5　云基础设施管理　11
1.5.1　特性　12
1.5.2　案例研究　13
1.6　基础设施即服务供应商　18
1.6.1　特点　18
1.6.2　案例研究　19
1.7　平台即服务供应商　22
1.7.1　特点　22
1.7.2　案例研究　22
1.8　挑战与风险　24
1.8.1　安全、隐私和信任　25
1.8.2　数据锁入和标准化　25
1.8.3　可用性、容错和灾难恢复　25
1.8.4　资源管理和能源效率　25
1.9　小结　26
参考文献　27
第2章　迁移到云　31
2.1　引言　31
2.1.1　云的承诺　32
2.1.2　云服务产品和部署模式　32
2.1.3　云的挑战　34
2.2　迁移到云的主要途径　35
2.2.1　为何迁移　35
2.2.2 云迁移的决策　36
2.3　迁移到云的七步模型　37
2.4 小结　39
致谢　40
参考文献　40
第3章　云时代的“集成即服务”
范式使人受益匪浅　42
3.1 简介　42
3.2 知识经济时代的来临　43
3.3 SaaS的演变　43
3.4 SaaS范式面临的挑战　45
3.5 走近SaaS集成之谜　46
3.6 新集成方案　49
3.7 集成方法　50
3.8 SaaS集成产品和平台　52
3.8.1 Jitterbit　52
3.8.2 Boomi 软件　53
3.8.3 Bungee Connect　 54
3.8.4 OpSource Connect　54
3.8.5 SnapLogic　54
3.8.6 Pervasive DataCloud　55
3.8.7 Bluewolf　56
3.8.8 在线MQ　57
3.8.9 CloudMQ　 57
3.8.10 Linxter　57
3.9 SaaS集成服务　58
3.9.1 Informatica On-Demand　58
3.9.2 Microsoft ISB　59
3.10 企业对企业集成服务　61
3.11 云集成的传感器架构　65
3.12 SaaS集成设备　68
3.13 小结　68
参考文献　69
第4章 企业云计算范式　70
4.1 简介　70
4.2 背景　70
4.2.1 企业云计算相关的部署模型　70
4.2.2 实施和消费策略　71
4.3 云上企业应用程序的问题　74
4.4 转换挑战　76
4.5 企业云技术与市场演变　77
4.6 业务推动企业云计算市场　80
4.7 云供应链　82
4.8 小结　83
致谢　84
参考文献　84
第二部分　 基础设施即服务（IaaS）
第5章 虚拟机部署和迁移服务　87
5.1 简介　87
5.2 背景和相关工作　88
5.2.1 虚拟化技术概述　88
5.2.2　公共云和基础设施服务　90
5.2.3　私有云和基础设施服务　90
5.2.4　虚拟化的分布式管理　91
5.2.5　高可用性　91
5.2.6　云和虚拟化的标准化工作　92
5.2.7　OCCI与OGF　92
5.3　虚拟机的配置和可管理性　92
5.4　虚拟机迁移服务　94
5.4.1　迁移技术　94
5.4.2　虚拟机迁移、SLA和按需计算　96
5.4.3　虚拟机迁移到备用平台　96
5.5　虚拟机部署和迁移实战　97
5.5.1　虚拟机的生命周期和虚拟机监控　102
5.5.2　动态迁移　102
5.5.3　范例的最后总结　103
5.6　云环境中的部署　103
5.6.1　Amazon EC2　104
5.6.2　提供基础设施的技术　105
5.6.3　Eucalyptus　105
5.6.4　使用OpenNebula动态管理虚拟机　106
5.6.5　Aneka　107
5.7　未来研究方向　109
5.8　小结　110
参考文献　110
第6章　云基础设施的虚拟机管理　113
6.1　云基础设施的剖析　113
6.1.1　虚拟机的分布式管理　114
6.1.2　虚拟资源的基于预订的配置　115
6.1.3　满足SLA承诺的配置　115
6.2　虚拟基础架构的分布式管理　116
6.2.1　虚拟机的模型和生命周期　116
6.2.2　虚拟机的管理　117
6.2.3　有关OpenNebula的进一步阅读　119
6.3　需要提前预订的调度技术能力　119
6.3.1　预约容量的现有方法　119
6.3.2　虚拟机预约　120
6.3.3　租约模式　121
6.3.4　租约的调度　122
6.3.5　基于租约的资源管理的扩展阅读　123
6.4　满足SLA承诺的容量管理　123
6.4.1　基础架构服务　123
6.4.2　策略驱动的概率接纳控制　125
6.4.3　策略驱动放置优化　127
6.4.4　基础设施层的管理目标和策略　130
6.4.5　当前发展状况　130
6.5　小结及展望　133
致谢　133
参考文献　133
第7章　使用集群即服务提升云计算环境　139
7.1　简介　139
7.2　相关工作　139
7.2.1 　Amazon EC2　140
7.2.2　Google App Engine　140
7.2.3　Windows Azure　141
7.2.4　Salesforce　141
7.2.5　云平台概述　141
7.3　RVWS 设计　142
7.3.1　动态属性揭秘　142
7.3.2　有状态WSDL文档的创建　143
7.3.3　RVWS中的发布　144
7.3.4　自动发现和选取　144
7.4　集群作为一种服务：逻辑设计　146
7.4.1　CaaS概述　146
7.4.2　聚集有状态WSDL文档　147
7.4.3　CaaS服务设计　148
7.4.4　用户界面：CaaS Web页面　150
7.5　概念验证　152
7.5.1　CaaS技术实现　152
7.5.2　CaaS背后的集群　153
7.5.3　实验和结果　154
7.6　未来研究方向　157
7.7　小结　157
参考文献　157
第8章　云计算中分布式数据存储的安全　159
8.1　简介　159
8.2　云存储：从局域网到广域网　160
8.2.1　从局域网迁移到广域网　160
8.2.2　现有的商业云服务　160
8.2.3　当今云服务的缺陷　163
8.2.4　度过遗漏的环节　165
8.3　云计算中的数据安全技术　167
8.3.1　数据库外包和查询完整性保证　167
8.3.2　不可信存储中的数据完整性　169
8.3.3　基于Web应用的安全性　171
8.3.4　多媒体数据安全存储　173
8.4　开放性问题和挑战　173
8.4.1　不同层次的关注点　173
8.4.2　技术和非技术挑战　175
8.5　小结　175
参考文献　176
第三部分　 平台即服务（PaaS）与软件即服务（SaaS）
第9章　ANEKA—私有云和公共云集成　179
9.1 简介　179
9.2 云计算技术和工具　181
9.3 Aneka 云平台　184
9.4 Aneka资源供应服务　185
9.5 混合云架构实现　187
9.5.1 设计实现指导原则　187
9.5.2 Aneka 混合云架构　188
9.5.3 用例——Amanzon EC2资源池　190
9.5.4 Aneka资源分配服务的实现步骤　191
9.6 实践者富有远见的思想　192
9.7 小结　193
致谢　194
参考文献　194
第10章　COMETCLOUD：一个自主云引擎　196
10.1 简介　196
10.2 CometCloud的体系结构　197
10.2.1CometCloud分层抽象　197
10.2.2 Comet空间　199
10.3　CometCloud的自主行为　200
10.3.1　自主云爆发　200
10.3.2 自主Cloudbridging　202
10.3.3 其他自主行为　203
10.4　基于CometCloud的应用程序概述　204
10.4.1　风险值　204
10.4.2 图像配准　204
10.5 实现和评估　205
10.5.1 评估CometCloud　205
10.5.2 应用程序运行时　206
10.5.3　自主云爆发行为　207
10.6 结论和未来研究方向　210
致谢　211
参考文献　211
第11章　T-Systems的基于云的商业应用解决方案　213
11.1 简介　213
11.2 企业云计算的需求　213
11.2.1 变化的市场　213
11.2.2 提高生产力　215
11.2.3 上升的成本压力　215
11.3　动态ICT服务　215
11.3.1　ICT走向产业化的步骤　216
11.3.2 通过模块化定制　216
11.3.3ICT服务的集成创新　217
11.4 云端质量和安全的重要性　217
11.4.1质量（端到端的SLA）　217
11.4.2 合规性和安全性　217
11.5 动态数据中心——业务就绪和动态ICT服务　219
11.5.1 所有模块的灵活性　219
11.5.2T-Systems的核心云模块：计算、存储　220
11.5.3　动态服务——一个简短的概述　222
11.5.4　世界各地的动态数据中心　223
11.6 案例研究　224
11.6.1　案例：动态基础设施服务　225
11.6.2　案例：SAP的动态服务　225
11.6.3　DKK：运行在私有云中的欧洲最大的SAP装置　226
11.6.4　把分布在各地的 SAP系统迁移到动态平台　226
11.7　总结：云计算提供的服务远高于传统的外包　227
致谢　228
参考文献　228
第12章　云端的工作流引擎　229
12.1 简介　229
12.2 背景　229
12.3 工作流管理系统和云　230
12.4　工作流管理系统的体系结构　232
12.5 利用工作流执行的云　234
12.5.1 Aneka　234
12.5.2 Aneka Web服务　235
12.5.3 普遍性方法　236
12.5.4 WfMS中利用云的工具　237
12.6 案例研究：进化多目标优化　238
12.6.1 目标　238
12.6.2 工作流解决方案　239
12.6.3 部署和结果　240
12.7 从业人员高瞻远瞩的想法　243
12.8 未来研究方向　243
12.9 小结　244
致谢　244
参考文献　244
第13章　理解云环境中的科学应用程序　247
13.1 简介　247
基本问题　248
13.2 科学应用程序和云端服务的分类　250
13.2.1 软件即服务层　251
13.2.2 平台即服务层　251
13.2.3 基础设施即服务层　252
13.2.4 云模式的讨论　253
13.3　基于SAGA的利用云的科学应用程序　253
13.3.1 MapReduce　254
13.3.2 SAGA Montage　256
13.3.3生物分子模拟的集合　258
13.4 讨论　260
13.4.1 理念回顾　261
13.4.2云/HPC/网格之间科学应用程序的交互性　262
13.4.3应用程序性能的注意事项　262
13.5 小结　263
参考文献　264
第14章　MAPREDUCE编程模型及实现　267
14.1 简介　267
14.2 MapReduce编程模型　268
14.2.1 单词统计示例　268
14.2.2 主要特性　269
14.2.3 执行概述　269
14.2.4聚焦Google MapReduce实现　270
14.3　云端主要的MapReduce实现　271
14.3.1 Hadoop　271
14.3.2 Disco　274
14.3.3 Mapreduce.NET　275
14.3.4　天网　275
14.3.5　GridGain　276
14.4　MapReduce的影响和研究方向　276
14.5 小结　277
致谢　278
参考文献　278
第四部分　　监控与管理
第15章　联合云计算的架构　281
15.1　简介　281
15.2　一个典型的使用案例　282
15.2.1　SAP系统　282
15.2.2　虚拟化数据中心使用案例　283
15.2.3　主要要求　284
15.3　云计算的基本原理　284
15.3.1　联合　285
15.3.2　独立性　285
15.3.3　隔离　285
15.3.4　弹性　285
15.3.5　商业定位　286
15.3.6　信任　286
15.4　联合云计算模型　286
15.4.1　联合类型的特性　288
15.4.2　联合方案　288
15.4.3　联合层的加强　289
15.5　安全考虑　290
15.5.1　外部威胁　291
15.5.2　内部威胁　291
15.6　小结　292
致谢　293
参考文献　293
第16章　云计算中的SLA管理：服务供应商的愿景　294
16.1　启示　294
16.2　SLO管理的传统方法　297
16.2.1　负载均衡　297
16.2.2　准入控制　298
16.3　SLA的类型　298
16.4　SLA的生命周期　300
16.5　云端的SLA管理　301
16.5.1　可行性分析　301
16.5.2　投入使用的应用程序　302
16.5.3　预生产　303
16.5.4　生产　303
16.5.5　终止　303
16.6　基于策略的自动化管理　303
16.7　小结　307
参考文献　308
第17章　云端高性能计算的性能预测　310
17.1　简介　310
17.2　背景　312
17.3　网格与云　313
17.3.1　网格和云作为备选方案　314
17.3.2　网格与云的集成　314
17.4　云端的高性能计算：相关的性能问题　315
17.4.1　高性能计算系统和云端的高性能计算：性能比较　317
17.4.2　云端高性能计算的支持　319
17.5　小结　321
参考文献　321
第五部分　　应　用
第18章　在AWS云中架构云应用的最佳实践　325
18.1　简介　325
18.2　背景　325
18.2.1　云计算的商业价值　325
18.2.2　云计算的技术优势　326
18.2.3　理解Amazon Web Services云　326
18.3　云的概念　328
18.3.1　搭建可伸缩的架构　328
18.3.2　理解弹性　329
18.3.3　不怕约束　330
18.3.4　虚拟管理　331
18.4　云的最佳实践　331
18.4.1　故障设计与永不言败　331
18.4.2　分离你的组件　333
18.4.3　实现弹性　334
18.4.4　并行思考　335
18.4.5 　使动态数据更接近最终用户的计算和静态数据　336
18.4.6　安全性的最佳实践　336
18.5　GrepTheWeb 案例研究　339
18.5.1　体系结构　340
18.5.2　工作流　341
18.5.3　实现最佳实践　343
18.5.4　GrepTheWeb Hadoop实现　344
18.6　未来研究方向　345
18.7　小结　345
致谢　345
参考文献　346
第19章　托管在云资源上的大型多人在线游戏　349
19.1　简介　349
19.2　背景知识　350
19.2.1　MMOG　350
19.2.2　虚拟化　351
19.3　相关工作　351
19.4　模型　352
19.4.1　应用　352
19.4.2　托管　354
19.4.3　操作　354
19.4.4　虚拟化模型　355
19.5　实验　356
19.5.1　建立模型　356
19.5.2　MMOG主机上虚拟主机的影响　358
19.5.3　MMOG主机上数据中心策略的影响　359
19.6　未来研究方向　361
19.7　小结　361
致谢　361
参考文献　361
第20章　使用云构建内容分发网络　363
20.1　引言　363
20.2　背景和相关工作　364
20.2.1　Amazon简单存储服务（Amazon S3）与CloudFront　364
20.2.2　Nirvanix 存储分发网络　366
20.2.3　Rackspace云文件　366
20.2.4　Azure存储　 366
20.2.5　编码服务　367
20.3　MetaCDN：利用云存储为低成本高性能的内容传输服务　367
20.3.1　集成“云存储”供应商　367
20.3.2　总体设计与系统架构　369
20.3.3　Geo-IP服务和Google地图的整合　371
20.3.4　通过DNS和HTTP实现负载均衡　372
20.4　METACDN覆盖性能　373
20.5　发展前景展望　375
20.6　小结　376
致谢　376
参考文献　377
第21章　云资源混搭　379
21.1　引言　379
21.2　云混搭的概念　381
21.2.1　互操作问题　381
21.2.2　智能镜像处理　382
21.2.3　智能数据管理　384
21.3　资源混搭的实现　385
21.4　小结　387
21.4.1　资源混搭的应用　387
21.4.2　优势与障碍　387
参考文献　388
第六部分　　治理和案例研究
第22章　云计算时代的组织准备和变革管理　391
22.1　前言　391
22.1.1　背景　392
22.1.2　小结　392
22.2　组织准备的基本观念　392
22.2.1　案例研究：排队等待一张特别的音乐会的票　393
22.2.2　人们都在害怕什么　393
22.3　变化的驱动：一个用来理解有竞争力环境的框架　394
22.3.1　经济（全球和地方、外部和内部）　394
22.3.2　合法，政治和法规遵从　395
22.3.3　环境（工业结构和趋向）　395
22.3.4　技术发展和创新　395
22.3.5　社会文化（市场与客户）　395
22.3.6　创建一个成功的环境　396
22.4　常见的变革管理模型　396
22.4.1　Lewin变革管理模型　396
22.4.2　Deming Cycle（计划、执行、检查、处理）　397
22.4.3　一个预测工作模型：CROPS变革管理框架　398
22.5　改变管理成熟度模型　399
22.6　组织机构准备自我评估（人物、时间、地点和方式）　401
22.7　讨论　403
22.8　小结　405
致谢　405
参考文献　406
第23章　云计算中的数据安全问题　407
23.1　数据安全理念简介　407
23.2　云环境中数据安全现状　407
23.3　人类与数字信息　408
23.4　云计算以及数据安全风险　408
23.5　云计算与身份　410
23.5.1　身份、声誉与信任　411
23.5.2　身份识别的目的　411
23.5.3　云身份：以用户为中心的系统和开放式身份系统　411
23.5.4　以用户为中心的身份哲学　412
23.5.5　以用户为中心但易于管理　412
23.5.6　什么是信息卡片　412
23.5.7　使用信息卡片保护数据　413
23.5.8　信息卡片的弱点与优点　413
23.5.9　信息卡片的跨境问题　414
23.6　云、数字身份和数据安全　414
23.7　内容等级安全——优点与缺点　416
23.8　未来研究方向　417
23.9　小结　418
致谢　419
进一步阅读　419
参考文献　419
第24章　云计算中的法律问题　421
24.1　简介　421
24.1.1　本章目的　421
24.1.2　云计算的定义　421
24.1.3　法律问题概述　422
24.1.4　云计算与外包及提供应用服务的区别　422
24.2　数据隐私和安全问题　423
24.2.1　美国数据泄露通知要求　423
24.2.2　美国联邦法律规定　423
24.2.3　国际数据私隐法规　425
24.3　云的承包模式　426
24.3.1　许可协议与服务协议　426
24.3.2　在线协议与标准合同　427
24.3.3　隐私政策条款与细则的重要性　427
24.4　虚拟化和数据位置引发的管辖权条款问题　428
24.4.1　虚拟化和多租户　428
24.4.2　数据位置灵活带来的问题　428
24.4.3　其他管辖权问题　429
24.4.4　国际法律冲突　429
24.5　商业以及业务方面的考虑——用户的观点　430
24.5.1　风险最小化　430
24.5.2　云供应商的生存能力　430
24.5.3　保护云用户访问自己的数据　431
24.6　专题　432
24.6.1　云开源运动　432
24.6.2　诉讼问题/电子证据开示　432
24.7　小结　433
24.8　后记　433
参考文献　433
第25章　实现云服务的生产准备　435
25.1　简介　435
25.2　服务管理　435
25.3　生产者—消费者关系　435
25.3.1　商业头脑　436
25.3.2　直接分配与间接分配　436
25.3.3　服务质量与价值构成　437
25.3.4　收费模式　437
25.4　云服务生命周期　438
25.4.1　服务策略　439
25.4.2　服务设计　440
25.4.3　服务转型　440
25.4.4　服务运营　441
25.4.5　持续服务改进　441
25.5　生产准备　442
25.6　评估生产准备就绪　442
25.6.1　服务设施准备　442
25.6.2　服务基础设施准备　443
25.6.3　服务技术准备　444
25.6.4　监控准备　444
25.6.5　服务评估准备　445
25.6.6　服务说明文档　445
25.6.7　通信准备　445
25.6.8　服务运行准备　445
25.6.9　关键绩效指标　446
25.6.10　验收测试　446
25.7　小结　446
参考文献　446