描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121337994
10个部分、56个章节
集众多专家贡献于一体
探索云技术发展趋势、云集成、云安全、云性能、云迁移、云应用
部分 云计算简介
第1章 云计算概述 2
1.1 引言 3
1.2 云计算 4
1.3 云服务模式 5
1.4 云计算部署模型 9
1.5 云计算的优势、局限性及风险 10
1.6 迁移到云 12
1.7 云展望与启示 13
1.8 结论 14
参考文献 14
云词汇 15
第二部分 云服务
第2章 云服务和云服务提供商 18
2.1 引言 19
2.2 IaaS提供商 19
2.3 PaaS提供商 21
2.4 SaaS提供商 24
2.5 DSaaS提供商 26
2.6 其他服务 27
2.7 非主要提供商 30
2.8 结论 31
参考文献 32
第3章 移动云计算 33
3.1 引言 34
3.2 移动云计算概述 35
3.3 移动云计算架构 39
3.4 突出的挑战 42
3.5 结论 45
参考文献 45
第4章 社区云 47
4.1 引言 48
4.2 社区云的概念 48
4.3 云用户社区 50
4.4 要求和挑战 53
4.5 社区云的潜力 55
4.6 社区云的成就 56
4.7 结论 57
参考文献 58
第5章 政府云 59
5.1 引言 60
5.2 联邦政府的云之旅 60
5.3 登机预检——政府机构的主要注意事项 63
5.4 联邦市场——主要产品 65
5.5 下一代云采用者 66
5.6 可预见的未来——当前的举措 68
参考文献 69
第6章 基于云的开发环境：PaaS 71
6.1 引言 72
6.2 PaaS模型的基本原理 72
6.3 集成平台即服务 75
6.4 应用程序平台即服务 76
6.5 领先PaaS解决方案提供商的简要比较 77
6.6 结论 78
参考文献 79
第三部分 云框架和技术
第7章 参考框架 82
7.1 引言 83
7.2 常见云参考框架 83
7.3 结论 94
参考文献 95
第8章 虚拟化概述 96
8.1 引言 97
8.2 虚拟化的起源 98
8.3 虚拟化的类型 99
8.4 虚拟化的优势 101
8.5 VMware VI3 和vSphere 103
8.6 虚拟化和私有云 106
8.7 虚拟化的局限性 107
8.8 灾难恢复和业务连续性 108
8.9 结论 109
参考文献 110
第9章 云网络和I/O虚拟化 111
9.1 引言 112
9.2 网络虚拟化 112
9.3 I/O虚拟化 119
9.4 结论：端到端网络和I/O虚拟化设计 123
缩略语 123
参考文献 124
第10章 云网络 126
10.1 引言 127
10.2 云网络的特性 127
10.3 云网络的类型 128
10.4 云网络架构 130
10.5 结论 138
参考文献 139
第11章 云计算：概述无线数据中心网络 140
11.1 引言 141
11.2 传统DCN的挑战 142
11.3 无线DCN的架构 143
11.4 无线DCN的性能 146
11.5 结论 150
参考文献 150
第12章 开源云软件解决方案 152
12.1 引言 153
12.2 开源IaaS云解决方案的评估标准 154
12.3 开源PaaS云软件解决方案的评估标准 157
12.4 开源SaaS云软件解决方案的评估标准 158
12.5 开源云基础设施自动工具 160
12.6 结论 161
参考文献 162
第13章 开发云软件：开发人员的机遇和挑战 164
13.1 引言 165
13.2 挑战 167
13.3 SaaS开发平台 170
13.4 数据库级多租户 172
13.5 实践 174
13.6 结论 176
参考文献 177
第四部分 云集成和标准
第14章 云的可移植性和互操作性 180
14.1 引言 181
14.2 云计算中的互操作性问题 181
14.3 云计算中的可移植性问题 183
14.4 实现可移植性和互操作性 185
14.5 结论 192
参考文献 192
第15章 云联合和地理分布 194
15.1 引言 195
15.2 分布式计算 199
15.3 分布式通信 203
15.4 结论 205
致谢 206
参考文献 206
第16章 云标准 208
16.1 引言 209
16.2 为什么要有标准 209
16.3 什么样的标准 210
16.4 什么样的组织 210
16.5 云、标准和管理 211
16.6 个人标准 212
16.7 展望和结论 219
致谢 220
参考文献 220
第五部分 云安全、隐私和合规性
第17章 云安全：问题和隐患 224
17.1 引言 225
17.2 云中的机密性、完整性和可用性 226
17.3 问题和挑战 227
17.4 结论 236
致谢 236
参考文献 237
第18章 保护云：方法和实践 239
18.1 云安全管理 240
18.2 云安全机制和技术 243
18.3 云安全审计和评估 246
18.4 云入侵检测和事件响应 248
18.5 云业务连续性和灾难恢复计划 250
18.6 结论 251
参考文献 252
第19章 云取证 253
19.1 引言 254
19.2 背景 254
19.3 云取证的挑战 256
19.4 云中可信赖的取证 260
19.5 云数字取证的优势 263
19.6 开放性问题 264
19.7 结论 265
参考文献 265
第20章 隐私、法律和云服务 267
20.1 引言 268
20.2 隐私理论的进化 268
20.3 隐私法 269
20.4 TOS协议和隐私政策 273
20.5 数据控制 275
20.6 结论 276
致谢 277
参考文献 277
第21章 确保云中的隐私 279
21.1 引言 280
21.2 什么是数据隐私 282
21.3 云中隐私的风险 284
21.4 解决隐私的IT实践 286
21.5 近的隐私研究 288
21.6 结论 289
参考文献 290
第22章 云中的合规性 292
22.1 引言 293
22.2 相关的合规性 293
22.3 云环境中的IT合规性 294
22.4 安全标准和证书 295
22.5 结论 298
附加资源 298
参考文献 299
第六部分 云性能、可靠性和可用性
第23章 云容量规划和管理 302
23.1 引言 303
23.2 问题陈述 303
23.3 何时进行容量规划和管理 305
23.4 容量规划和管理：工业解决方案 306
23.5 容量规划和管理：研究解决方案 310
23.6 结论 315
参考文献 316
第24章 云中的容错 318
24.1 引言 319
24.2 云中的容错策略 322
24.3 结论 327
参考文献 328
第25章 云能源消耗 330
25.1 引言 331
25.2 云资源管理政策和能源优化 333
25.3 能量比例系统和服务器利用率 334
25.4 能源感知负载均衡和服务器整合 336
25.5 规模经济和能源消耗 338
25.6 大型数据中心的能源使用和生态影响 339
25.7 结论 342
参考文献 343
第26章 云建模和模拟 346
26.1 引言 347
26.2 建模和模拟概述 347
26.3 云建模和模拟要求 351
26.4 云的建模和模拟 352
26.5 云建模和模拟的挑战 355
26.6 模拟项目案例：Open Stack映像部署 356
26.7 结论 358
参考文献 358
第27章 云测试概述 360
27.1 引言 361
27.2 云对软件测试提出的挑战 362
27.3 云中测试的主要优势 362
27.4 云测试维度 363
27.5 云集成测试的挑战和方法 369
27.6 关于未来的结论和评论 370
参考文献 370
第28章 测试云和测试即服务 372
28.1 引言 373
28.2 基于云的服务的测试 373
28.3 为什么要测试云部署 375
28.4 对云测试的结果产生信心 377
28.5 基于云的测试 378
28.6 云测试基准 382
28.7 结论与展望 382
参考文献 383
第29章 云服务评估 384
29.1 引言 385
29.2 云服务评估的当前目的 385
29.3 已评估的云服务特性 386
29.4 云服务评估的事实基准 388
29.5 云服务评估方法 389
29.6 实践中CEEM的案例 392
29.7 结论 396
参考文献 396
第七部分 云迁移和管理
第30章 企业云计算战略和政策 400
30.1 引言 401
30.2 成功的基础 401
30.3 政策 401
30.4 确定目标 402
30.5 识别方法 403
30.6 企业架构 404
30.7 云冠军——获得高级执行支持 405
30.8 避免云简仓 406
30.9 治理 406
30.10 投资组合分析 407
30.11 预测挑战 408
30.12 结论 409
参考文献 409
第31章 云代理 410
31.1 引言 411
31.2 云计算的关键挑战和云代理的需求 411
31.3 云代理概述 413
31.4 云代理架构 414
31.5 云代理套利机制 415
31.6 云代理聚合机制 418
31.7 云代理中介机制 420
31.8 结论和展望 420
参考文献 421
第32章 将应用程序迁移到云中 422
32.1 引言 423
32.2 云迁移路线图 424
32.3 将CSS迁移到云环境中 428
32.4 结论和未来的工作 434
参考文献 435
第33章 身份和访问管理 436
33.1 引言 437
33.2 身份和访问管理说明 437
33.3 IAM和云 438
33.4 云环境中IAM的挑战和风险 443
33.5 注意事项 444
33.6 结论 446
参考文献 446
第34章 云服务用户授权的OAuth标准 448
34.1 引言 449
34.2 OAuth发展历程 450
34.3 OAuth 1.0概述 450
34.4 OAuth 1.0与OpenID的比较 452
34.5 OAuth 2.0概述 453
34.6 OAuth 2.0的新功能 455
34.7 一般安全注意事项 456
34.8 可能的威胁和对策 456
34.9 应用支持 457
34.10 批评 457
34.11 结论 458
参考文献 458
第35章 云计算系统中的分布式访问控制 460
35.1 引言 461
35.2 DAC的特性和功能 461
35.3 云环境中的分布式访问控制 462
35.4 访问控制策略和模型 467
35.5 云中的身份管理 469
35.6 信誉与信任 473
35.7 数据安全 474
35.8 结论和研究方向 475
参考文献 475
第36章 云服务级别协议 477
36.1 引言 478
36.2 云服务涉及的实体 478
36.3 评估云服务的SLA 479
36.4 公共云提供商的服务级别协议 485
36.5 云SLA的未来 489
36.6 相关工作 490
36.7 结论 490
参考文献 490
第37章 应用程序非功能性需求驱动的互连云资源的自动配置 492
37.1 引言 493
37.2 云配置、监控和资源选择 494
37.3 非功能性需求驱动的资源配置 496
3
几个融合和互补的因素推动了云计算的兴起。云技术和云服务产品日益成熟，用户对云收益（和限制）的意识增强加速了云的采用。互联网连接、云服务提供商（CSPs）之间的激烈竞争及企业的数字化（特别是微型、小型和中型企业）增加了云的使用。正如一些人认为的，云计算不仅是一种IT范式的变化；而且它重新定义了信息和通信技术（ICT）行业，还重新定义了所有行业和商业部门的企业IT。云计算有助于缩小数字（信息）鸿沟，推动小企业的创新，并促进新应用程序的部署。
云计算无所不在，为了更好地理解和利用云的潜力，并进一步推进云计算， IT专业人员、教育工作者、研究人员和学生需要一个权威的、全面涵盖云计算各个方面的知识来源。目前市场上关于云计算的书较多，但没有一本能涵盖云计算的所有关键方面。想要获得云的整体视图，必须参考几本不同的书，这既不方便也不切实际。
本书适应市场需求，包含大量有关理解、使用或提供云计算服务的信息，适用于有兴趣推动云计算的开发人员和研究人员，以及对有兴趣接受和利用云的个人。这本百科全书是一本很方便的参考书，书中有很多与云计算相关的和对云计算研究有用的信息和见解。
关于本书
本书是云计算知识的综合概要，涵盖了云计算的概念、原则、架构、技术、安全和隐私、遵从法规、应用程序，以及社会和法律方面的内容。本书包含工业和学术界一些学科专家的贡献，介绍和讨论了技术发展和趋势、研究机会、实践、标准、云采用，和其他关于开发环境、运营、管理和使用云的主题，本书介绍了云计算现在和未来的影响。
本书共56章，分为10个部分。第1章简单介绍了云计算，读者可以按顺序学习其余章节，也可以跳到有兴趣的章节学习。
图书概览
部分 云计算简介
部分介绍了云计算概念、云服务、云托管模型和应用程序。还介绍了云计算的优势和局限性、识别云的潜在风险，还讨论了云计算对业务和IT专业人员的影响。这部分内容可使读者获得云计算的整体观点，并帮助读者理解其余章节。
第二部分 云服务
云供应商提供了企业、个人和IT人员可以使用的一系列云服务。第二部分共5章，介绍了一系列通用服务和专门服务。为了帮助读者熟悉可用的云服务并做出满足其要求的选择，第2章介绍了不同供应商提供的云服务和工具；第3章全面介绍了移动云计算（MCC）的定义、动机、建筑模块和架构，并介绍了MCC中的挑战；第4章确定了社区云的设计目标，并介绍了不同社区用户的云应用场景；第5章介绍了政府机构在联邦市场中采用云和云服务产品时考虑的主要因素，还提供了一些对世界各国政府组织采用云的进展的见解；第6章介绍了平台即服务（PaaS）的基础，应用程序平台即服务（aPaaS）的基本方法，并提供了领先PaaS解决方案的简明对比。
第三部分 云框架和技术
云采用专用的框架，并使用几个概念和技术，虚拟化是支持云的关键技术。第二部分共7章，涵盖几个不同的流行云参考框架及不同类型的虚拟化和数据中心网络。第7章回顾了主要云参考框架——NIST云参考架构、IETF云参考框架、CSA云参考模型等，并在现实世界场景中为这些应用程序提供环境。第8章介绍了虚拟化的概念，包括服务器、存储和网络虚拟化，还讨论了虚拟化的主要特性，使其成为云计算的基础。第9章介绍了如何利用网络和计算机输入/输出虚拟化技术作为云网络的关键基础，并检查其使用和收益。第10章全面介绍了云网络的特性、类别和架构，云网络连接云基础设施的计算、存储和管理资源，并为云计算环境的所有租户提供网络服务。第11章分析了传统数据中心网络（DCN）的挑战，介绍了流行和有效的无线技术（60GHz RF技术）和几种无线DCNs的经典架构，还介绍了在无线DCNs中发展高性能的研究。第12章重点介绍和比较了IaaS、PaaS和SaaS的领先开源云软件解决方案，并讨论了开源云基础设施自动化工具的特性。第13章讨论了开发SaaS云的各种挑战，用于公有云和私有云的流行SaaS开发平台，以及将传统Web应用程序转换为基于云的多租户SaaS应用程序的实践。
第四部分 云集成和标准
第四部分共3章，涵盖云可移植性、集成、联合和标准的主题。第14章讨论了云互操作性和可移植性问题，并介绍了相关方法、研究项目和标准建议，旨在从不同角度解决互操作性和可移植性问题。第15章介绍了云联合的动机，并讨论了在数据中心之间存储和共享数据位置和访问的挑战，在这种分布式数据上的计算及跨数据中心的数据通信。第16章讨论了云计算标准的关键独特功能，将云标准类别映射到云服务层，并详细说明当前可用的这类云标准集。
第五部分 云安全、隐私和合规性
云安全、隐私和合规性仍然是广泛采用云的关键障碍。第五部分共6章，重点讨论了以下问题及其潜在的解决方案。第17章介绍了在云场景中出现的关键安全问题和关注，特别是在数据存储、管理和处理方面。第18章介绍了SaaS、IaaS和PaaS云服务模型提出的安全问题，并讨论解决这些问题的方法、实践、实践方法和实用技术。第19章讨论了云取证的挑战及支持可靠取证的技术，并探讨了这一领域的关键开放问题。第20章介绍了关于数字隐私的法律问题。了解这些问题有助于消费者在将数据迁移到云时，改变他们的服务选择来保护他们的数字隐私。第21章研究了隐私的哲学基础，回顾云特有的隐私风险，并讨论了用于解决这些风险和与云系统隐私相关的新兴研究的IT实践。第22章介绍了云采用方面的合规性和安全性挑战，并讨论了信息安全证书，以此作为评估服务提供商合规性的手段。
第六部分 云性能、可靠性和可用性
第六部分共7章，讨论了影响云采用的其他关键因素，如性能、可靠性和云的可用性等。第23章全面介绍了云基础设施的容量规划和管理。首先，从服务提供商的角度阐述了云计算环境中容量管理的问题；其次，简要介绍应何时进行容量规划；后，调查了一些用于容量规划和管理的方法。第24章讨论了云中的容错，并说明了各种容错策略和容错方法分类。第25章讨论了云能源消耗及其与云资源管理的关系，并讨论云计算基础设施如何实现其降低计算和数据存储能耗的潜力，从而缩减其碳足迹。第26章介绍了云建模和模拟技术，其重点是性能和可扩展性，并描述了争用、数据分段和工作负载生成的建模。用云上OpenStack映像部署的模拟为例，说明各种阶段的云建模。第27章描述了各种云测试维度，如弹性和可伸缩性测试、安全测试、性能测试、兼容性测试、API集成测试、实时升级测试、灾难恢复测试和多租户测试等，介绍了用于云集成测试自动化的方法。第28章讨论了云基础设施和应用程序的测试，并介绍了如何将云服务用于测试及软件、硬件、Web应用程序和信息系统的质量保证。第29章讨论了来自不同供应商的云服务评估目标、通常评估的功能、实际基准及云服务评估的实用方法。
第七部分 云迁移和管理
第七部分共10章，介绍了要将应用程序成功迁移到云，必须解决的几个技术和非技术问题，如访问控制、服务水平协议、法律和合规性要求。第30章讨论了精心设计的云计算战略如何帮助云计算成功应用，该战略使用结构化工程方法来平衡需求、计划、成本和风险。第31章讨论了不同的云代理机制及其属性，并描述一个典型的云代理架构。第32章提出了云迁移的方法，包括应用程序描述过程、云识别过程和应用程序部署过程。第33章详细阐述了身份和访问管理（IAM）的本质，以及为什么有效的IAM是确保云计算环境中的安全性、隐私和信任的重要要求。第34章描述了IETF OAuth规范是一种开放的Web标准，它可对在各种平台上运行的应用程序进行安全授权。第35章强调了分布式访问控制、访问控制策略和模型、多云环境的分布式访问控制架构，以及云计算环境中的信任和身份管理问题。第36章将通过示例描述云SLA的典型元素，介绍众所周知的公共云服务提供商的SLA，并讨论基于云的服务的SLA的发展方向。第37章提出了一种自动系统，其根据应用程序的非功能性需求，将管理员的高级非功能性需求转换为虚拟机资源参数，用于执行公共云上的资源配置。系统还选择适当的虚拟机类型及其提供程序，并从选定的提供程序分配实际虚拟机。第38章讨论了云的法律环境，提供支配云法律和法规方面的高级概述，包括各国如何解决跨境数据流的问题；描述了云服务提供商与客户签订的合同发挥的日益重要的作用。第39章讨论了云计算的经济因素，如云价格、供应链、市场模型、利益相关者和网络效应。
第八部分 云应用和案例研究
第八部分共4章，专注于4个不同领域的云应用程序。第40章介绍了两个应用程序，说明云服务环境支持信息互操作性和协作设计的潜力：一是产品信息共享，二是分布式协作。第41章介绍了云计算在教育中的活动，如教学、前台交互和后台操作，并讨论了云计算在学术研究中的潜力。第42章讨论了与协作、社交网络、个人计算、个人数据存储和某些形式的娱乐访问相关联的个人云应用程序。第43章介绍了提供云游戏服务的平台，并将服务分为4个模型，将相应的平台分为4个架构框架。
第九部分 云中的大数据和分析
云是大数据存储、管理和分析的优秀平台。第九部分共9章，涵盖了大数据云联接的各个方面。第44章介绍了大数据和大数据分析及其应用、关键的大数据技术。第45章介绍了NoSQL数据库，讨论分析了云及云如何与实用云进行对比，并专注于在虚拟化环境中运行大数据分析。第46章介绍了在云环境中托管软件应用程序的数据库层的流行技术，并讨论它们的优势和劣势。第47章介绍了云数据管理研究和开发的进展，包括当前和预期的数据挑战的实际案例、云中极大数据集的的数据管理技术，以及在云中构建数据管理解决方案的经验教训。
Apache Hadoop是一个基于Java的开源框架，也是大数据背后的驱动力。第48章提供了Hadoop及其变体和替代方案的介绍。MapReduce框架是一个简单的范例，用于编写数百台和数千台服务器的大型集群，这些服务器存储了许多TB级和
我们目睹了云计算和相关技术领域的进展，这些进展是由于算法和理论、硬件和系统、网络和高性能计算等方面的发展。本书展示了当今这个领域的一些重要课题。作者成功地从该领域的活跃研究人员中汇集了一组可靠的、经过精心挑选的条目。我相信这是对云计算领域的一大补充，它将成为这一不断发展的领域中新研究的宝贵参考资料，并将受到研究人员和从业人员的欢迎。
——Albert
Zomaya
悉尼大学高性能计算和网络专业教授
IEEE T-SUSC首席编辑
这是一本很了不起的书，作者应该为他们的成就感到自豪。他们能够将云计算领域中许多知名专家的作品冠以同一个名称，为读者提供一本全面的云计算书籍。作者对云计算领域进行了深入观察，并提出了先进的研究成果和指导元素，这项庞大的工作肯定会吸引学术界和工业界的研究人员及这一领域的从业人员。
——Jean-Luc Gaudiot
加利福尼亚大学欧文分校教授
2017年IEEE计算机协会会长
这本《云计算百科全书》是一本令人印象深刻的书，它包含云计算领域的许多基本知识，为读者提供了该领域的360度视角。
——Schahram Dustdar
维也纳工业大学计算机科学专业教授
IEEE会士
这本书是云计算社区组织良好的参考，它总结了云计算的所有方面，包括方法、模式、架构和系统实现等。这是我读过的关于云计算的*好和*全面的书。我想向两位作者表示感谢，他们为推出《云计算百科全书》付出了巨大的努力。
——王力哲
中国地质大学（武汉）计算机学院“楚天学者”讲座教授
中国科学院遥感与数字地球研究所“百人计划”研究员
IET会士
顾名思义，这本书是一部真正的云计算百科全书，涵盖了从移动云、应用平台、弹性、云服务交付的法律和经济学到应用工程等一系列主题。我强烈推荐这本书给研究人员，教育工作者和实践者作为参考。
——Rajkumar Buyya
澳大利亚墨尔本大学云计算和分布式系统（云）实验室主任
这是一本了不起的书。你可以有选择地阅读某些部分或章节，或阅读整部书的内容。它为读者提供了一个全面而详细的云计算视图，涵盖了水平技术及垂直解决方案和云中交付的应用程序。它能满足当前云计算的需求，我强烈推荐给技术和商业人士。它还将具有持久的实用和历史价值，为子孙后代提供云计算的基础。
——Dejan S. Milojicic
美国惠普实验室高级研究员、经理
2014年IEEE计算机协会会长
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