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內容簡介

　　

本書取材國內外雲計算技術領域*新資料，並在認真總結作者團隊相關科研成果的基礎上，精心組織編寫。本書分為四個部分：第一部分雲計算基本知識介紹瞭雲計算發展現狀、雲計算係統架構與組成部件；第二部分雲計算安全保障機製介紹瞭可信虛擬私有雲及執行體與執行點可信評估機製、雲數據銷毀機製、雲存儲隱私保護機製與保護模型以及多授權機構基於屬性的密文訪問控製方案；第三部分綠色雲計算分析瞭雲計算能耗問題，介紹瞭綠色雲計算模型、節能型資源配置與任務調度機製、動態數據聚集機製與重復數據刪除機製；第四部分雲端融閤計算重點介紹瞭雲端融閤計算模型、關鍵技術及其在知識係統、惡意代碼防禦、流媒體等領域的應用。本書集中反映瞭雲計算技術的新思路、新觀點、新方法和新成果；注意從實際齣發，采用讀者容易理解的體係和敘述方法，深入淺齣、循序漸進地幫助讀者把握雲計算技術的主要內容，富有啓發性。

作者簡介

徐小龍，南京郵電大學計算機學院教授，博士生導師。"通信與信息係統專業”博士，"電子科學與技術”博士後流動站博士後（齣站），國傢卓越工程師計劃專業負責人。2011年獲得國傢留學基金委資助赴英國從事博士後研究，一直從事分布式計算、移動計算、物聯網、信息網絡與信息安全等技術領域的教學和科研工作。

目錄

目 錄
第一部分 雲計算基本知識
第1章 雲計算産生與發展 2
1．1 雲計算的産生 2
1．2 雲計算發展曆程 3
1．2．1 計算模式演進 3
1．2．2 雲計算發展大事記 6
1．2．3 雲計算時代 9
1．3 雲計算定義及特徵 11
1．3．1 定義 11
1．3．2 典型特徵 13
1．3．3 計算模式對比 13
1．4 本章小結 15
參考文獻 15
第2章 雲計算關鍵技術 17
2．1 體係架構 17
2．1．1 核心服務層 18
2．1．2 服務管理層 18
2．1．3 用戶訪問接口層 19
2．1．4 雲計算性能要求 19
2．1．5 雲平颱運營方式 20
2．2 虛擬化技術 21
2．2．1 技術定義及優勢 21
2．2．2 技術分類 22
2．2．3 幾種虛擬化軟件介紹 30
2．2．4 Docker技術 33
2．3 雲存儲 34
2．3．1 基本概念 34
2．3．2 網絡架構與係統特徵 35
2．3．3 層次結構模型 38
2．3．4 技術優勢 39
2．3．5 雲存儲文件係統 40
2．4 分布式計算 41
2．4．1 分布式計算的基本概念 41
2．4．2 典型的分布式計算技術 42
2．4．3 存儲整閤 46
2．4．4 技術分析與比較 46
2．5 安全機製 47
2．5．1 安全挑戰 47
2．5．2 技術現狀 48
2．5．3 關鍵技術 50
2．6 資源調度與性能管理 53
2．6．1 資源調度技術 53
2．6．2 性能管理技術 54
2．7 本章小結 56
參考文獻 56
第3章 雲計算平颱 62
3．1 Google雲計算平颱 62
3．1．1 係統簡介 62
3．1．2 GFS文件係統 62
3．1．3 MapReduce編程模型 64
3．1．4 分布式數據庫BigTable 65
3．1．5 典型應用 66
3．2 Amazon雲計算平颱 67
3．2．1 係統簡介 67
3．2．2 分布式文件係統Dynamo 68
3．2．3 彈性計算雲EC2 71
3．2．4 簡單存儲服務S3 72
3．3 Microsoft雲計算平颱 75
3．3．1 係統簡介 75
3．3．2 服務組件 75
3．4 阿裏雲計算平颱 77
3．4．1 係統簡介 77
3．4．2 彈性計算服務 78
3．4．3 對象存儲服務 79
3．4．4 開放錶格存儲 81
3．4．5 雲數據庫RDS 82
3．4．6 大數據計算服務MaxCompute 82
3．4．7 阿裏雲數加平颱 82
3．4．8 阿裏雲盾係統 83
3．5 開源雲計算平颱 84
3．5．1 OpenStack 84
3．5．2 Hadoop 88
3．5．3 Spark 96
3．6 雲計算仿真平颱 110
3．6．1 CloudSim簡介 110
3．6．2 CloudSim體係結構 111
3．6．3 CloudSim應用 111
3．7 本章小結 112
參考文獻 112
第4章 雲計算應用 114
4．1 在電信領域的應用 114
4．1．1 雲計算在電信行業的優勢 114
4．1．2 應用模式 115
4．2 在醫療領域的應用 118
4．2．1 醫療信息化建設 118
4．2．2 醫療數據處理 120
4．3 在政務領域的應用 121
4．3．1 基於雲計算的電子政務 121
4．3．2 基於雲計算的智慧城市 122
4．3．3 智慧南京 125
4．4 在電子商務領域的應用 126
4．4．1 應用意義與前景 125
4．4．2 典型應用案例 127
4．5 本章小結 130
參考文獻 130
第二部分 雲計算安全保障機製
第5章 可信虛擬私有雲 134
5．1 雲計算安全分析 134
5．1．1 雲安全問題及需求 134
5．1．2 雲安全架構 137
5．1．3 雲安全解決方案 140
5．2 可信虛擬私有雲模型 141
5．2．1 可信虛擬私有雲定義 141
5．2．2 安全Agent與Agency體係結構 142
5．2．3 基於安全Agent的可信虛擬私有雲模型 144
5．2．4 SATVPC的多租客隔離模型 144
5．3 執行體與執行點可信評估機製 145
5．3．1 基本思想 145
5．3．2 動態復閤可信評估算法 146
5．3．3 可信判彆策略 148
5．4 實驗係統 149
5．4．1 原型係統 149
5．4．2 原型係統與工作流程 150
5．4．3 實驗驗證與性能分析 152
5．5 本章小結 154
參考文獻 155
第6章 雲數據銷毀 157
6．1 概述 157
6．1．1 雲數據銷毀需求 157
6．1．2 數據銷毀方式 158
6．1．3 數據銷毀策略 159
6．2 基於多移動Agent的雲數據銷毀模型 160
6．2．1 多移動Agent技術 160
6．2．2 模型架構 163
6．2．3 銷毀模式 164
6．2．4 基本流程 166
6．3 防禦型銷毀機製 171
6．3．1 模型架構 171
6．3．2 數據托管流程 172
6．3．3 數據檢測 174
6．3．4 數據銷毀 177
6．3．5 實驗驗證 181
6．4 雲數據銷毀原型係統 184
6．4．1 JADE平颱 184
6．4．2 關鍵類圖 184
6．4．3 預處理 185
6．4．4 防禦型監測 186
6．4．5 性能分析 186
6．5 本章小結 186
參考文獻 187
第7章 雲存儲數據隱私保護 189
7．1 數據安全隱私問題 189
7．2 雲數據隱私保護關鍵技術 191
7．2．1 數據內容隱私保護 191
7．2．2 數據屬性隱私保護 195
7．3 雲存儲隱私保護機製 198
7．3．1 代錶性方案 198
7．3．2 基於加密的隱私保護算法 200
7．3．3 基於屬性的訪問控製策略 202
7．3．4 代理重加密技術 203
7．3．5 安全隔離機製 204
7．4 基於分割的雲存儲分級數據私密性保護模型 205
7．4．1 體係架構 205
7．4．2 安全假設 206
7．4．3 主要功能模塊 207
7．4．4 工作流程 208
7．4．5 安全性分析 210
7．4．6 性能開銷 210
7．5 本章小結 211
參考文獻 211
第8章 多授權機構基於屬性的密文訪問控製方案 215
8．1 有中央機構的多授權機構基於屬性的密文訪問控製方案 215
8．1．1 基本思想 215
8．1．2 安全假設 218
8．1．3 算法描述 219
8．1．4 安全性分析 221
8．1．5 實驗與驗證 224
8．2 無中央機構的多授權機構基於屬性的密文訪問控製方案 227
8．2．1 基本思想 227
8．2．2 安全假設 229
8．2．3 算法流程 230
8．2．4 安全性證明 234
8．2．5 實驗驗證與性能分析 236
8．3 本章小結 239
參考文獻 239
第三部分 綠色雲計算
第9章 雲計算能耗分析 242
9．1 能耗問題 242
9．1．1 當前狀況 242
9．1．2 原因分析 244
9．2 綠色計算 246
9．2．1 綠色計算定義 246
9．2．2 節能機製 247
9．3 綠色雲計算 250
9．3．1 綠色雲計算定義 250
9．3．2 相關技術簡介 251
9．3．3 綠色雲計算模型 255
9．4 本章小結 258
參考文獻 258
第10章 節能型資源配置與任務調度 262
10．1 麵嚮低能耗雲計算任務調度的資源配置 262
10．1．1 資源配置模型 262
10．1．2 基於概率匹配的資源配置算法 268
10．1．3 基於改進型模擬退火的資源配置算法 270
10．1．4 實驗驗證與性能分析 272
10．2 基於動態負載調節的自適應雲計算任務調度策略 279
10．2．1 麵嚮任務調度的多級負載評估方法 279
10．2．2 基於動態負載調節的自適應任務調度策略 283
10．2．3 實驗驗證與性能分析 288
10．3 雲環境下基於多移動Agent的任務調度模型 292
10．3．1 任務調度模型 292
10．3．2 任務調度過程 296
10．3．3 基於優化緩存的Agent遷移機製 297
10．3．4 移動Agent的遷移緩存機製 300
10．3．5 實驗驗證與性能分析 303
10．4 麵嚮大規模雲數據中心的低能耗任務調度策略 305
10．4．1 基於勝者樹的低能耗任務調度算法 305
10．4．2 基於勝者樹的單任務調度策略 308
10．4．3 基於勝者樹的多任務調度策略 310
10．4．4 實驗驗證與性能分析 312
10．5 本章小結 314
參考文獻 314
第11章 雲計算環境下數據動態部署 317
11．1 雲計算中的大數據 317
11．1．1 問題分析 317
11．1．2 典型的數據存儲管理技術 320
11．2 雲環境下數據存儲優化 325
11．2．1 雲平颱數據存儲 325
11．2．2 雲平颱數據部署策略 326
11．2．3 數據遷移技術 330
11．3 數據聚集算法與實驗分析 333
11．3．1 雲數據模型 333
11．3．2 算法描述 334
11．3．3 仿真實驗 337
11．3．4 算法性能分析 339
11．4 本章小結 340
參考文獻 341
第12章 雲存儲中重復數據刪除機製 345
12．1 雲計算與大數據 345
12．1．1 大數據時代 345
12．1．2 冗餘數據問題 347
12．2 重復數據刪除 348
12．2．1 重復數據刪除簡述 348
12．2．2 方法分類 349
12．2．3 相關技術及成果 351
12．3 有中心雲存儲重復數據刪除機製 353
12．3．1 典型的有中心存儲結構 353
12．3．2 係統結構模型 354
12．3．3 重復數據檢測與避免 357
12．3．4 延遲重復數據刪除 359
12．3．5 實驗驗證與性能分析 361
12．4 無中心雲存儲重復數據刪除機製 364
12．4．1 典型的無中心存儲結構 364
12．4．2 係統架構 367
12．4．3 網絡拓撲結構 368
12．4．4 重復數據檢測與避免 372
12．4．5 實驗驗證與性能分析 374
12．5 本章小結 376
參考文獻 377
第四部分 雲端融閤計算
第13章 雲端融閤計算模型 382
13．1 基本概念 382
13．1．1 雲計算與對等計算 382
13．1．2 雲端融閤計算 383
13．2 體係架構 384
13．2．1 體係架構 384
13．2．2 數據存儲 385
13．2．3 節點特徵與屬性 386
13．3 基於多移動Agent的雲端融閤計算 388
13．3．1 問題分析 388
13．3．2 多移動Agent的引入 389
13．3．3 層次結構 390
13．3．4 可信雲端計算 391
13．4 本章小結 393
參考文獻 393
第14章 雲端融閤計算技術 394
14．1 計算任務部署機製 394
14．1．1 計算任務執行流程 394
14．1．2 cAgent角色分配 395
14．1．3 作業分割與任務分配 395
14．2 任務安全分割與分配機製 396
14．2．1 安全問題分析 396
14．2．2 基於移動Agent的任務分割與分配 397
14．2．3 任務分配實例 400
14．2．4 實驗驗證與性能分析 400
14．3 任務執行代碼保護機製 404
14．3．1 問題分析 404
14．3．2 基於內嵌驗證碼的加密函數的代碼保護機製 404
14．3．3 節點遴選機製 405
14．3．4 安全性分析與驗證 407
14．4 多副本部署機製與選擇策略 408
14．4．1 問題分析 408
14．4．2 雲端數據存儲方法 409
14．4．3 數據副本數量確定機製 416
14．4．4 數據副本放置機製 419
14．4．5 副本部署機製實驗驗證與性能分析 420
14．4．6 數據副本選擇策略 424
14．4．7 副本選擇策略實驗驗證與性能分析 429
14．5 復閤協同管理環機製 430
14．5．1 問題分析 430
14．5．2 基於多移動Agent的復閤協同管理環機製 431
14．5．3 環狀網絡拓撲結構 435
14．5．4 實驗驗證與性能分析 437
14．6 本章小結 439
參考文獻 439
第15章 雲端融閤計算應用範例 441
15．1 基於雲端融閤計算網絡平颱 的泛知識雲係統 441
15．1．1 問題分析 441
15．1．2 泛知識雲模型 442
15．1．3 工作流程 443
15．1．4 服務質量保障機製 444
15．1．5 原型係統 446
15．1．6 係統性能分析 447
15．2 基於雲端融閤計算架構的惡意代碼聯閤防禦係統 448
15．2．1 問題分析 448
15．2．2 體係架構和基本功能 448
15．2．3 場景及工作流程 450
15．2．4 惡意代碼報告評價和排序算法 452
15．2．5 原型係統 455
15．2．6 係統性能分析 457
15．3 雲端流媒體係統 458
15．3．1 流媒體簡介 458
15．3．2 體係架構 460
15．3．3 性能優化 460
15．3．4 原型係統 462
15．4 本章小結 465
參考文獻 465

精彩書摘

　　《雲計算技術及性能優化》：
　　1987年聯閤國發布瞭報告《我們共同的未來》，在該報告中提齣瞭“可持續發展”的基本概念，其基本思想立即得到廣大環境保護者、經濟學者和社會活動傢的承認。自哥本哈根大會之後，建設低碳社會已經成為全球共識。而嚮可持續發展的低成本、低能耗的新型計算係統、模型和應用的研究，已成為未來信息技術領域麵臨的重大挑戰。我國政府在2015年9月的聯大會議上莊嚴承諾，到2020年，我國將實現40%～45%節能減排目標。信息産業作為我國第五大高能耗的産業，將為建設低碳與構件綠色社會承擔重大責任。
　　綠色計算、綠色雲計算概念在此應運而生，兩者皆試圖減少計算係統的能量消耗，進而減少對環境的影響。
　　綠色計算是推動科技進步和社會可持續發展的一種新型計算模式，已成為國際競爭的焦點和製高點，關係到國傢政治、經濟和社會安全。綠色計算涉及係統結構、係統軟件、並行分布式計算及計算機網絡，它以保證計算係統的高效、可靠及提供普適化服務為前提，以計算係統的低耗為目標，麵嚮新型計算機體係結構，以及包括雲計算在內的新型計算模式，通過構建能耗感知的計算係統、網絡互聯環境和計算服務體係，為日益普適的個性化、多樣化信息服務方式提供低耗支撐環境。
　　……

前言/序言

前 言

現代網絡計算與信息通信的核心目標之一就是消除一切信息孤島，並最大限度地聚閤計算、存儲與信息等各種軟硬件資源，以解決大規模計算和海量數據處理的需求。雲計算（Cloud Computing）技術的提齣為滿足這類需求提供瞭一種高性價比的解決方案。

雲計算是分布式計算（Distributed Computing）、並行計算（Parallel Computing）和網格計算（Grid Computing）的進一步發展，通過將計算任務均衡分布在由大規模集群服務器構成的資源池上，使各種應用係統能夠根據按需、透明地獲取高性價比的計算能力、存儲資源和信息服務。目前雲計算係統分為兩種，一種是私有雲，一種是公共雲。私有雲計算由政府、企事業等機構投資、建設、擁有和管理，僅限特定的本機構用戶使用，提供對數據、安全性和服務質量的最有效控製，用戶可以自由配置自己的服務。公共雲則基於信息服務提供商構建並集中管理的麵嚮公眾的大型數據中心，與相對封閉的私有雲不同，供多租客（Multi-Tenant）以免費或按需付費等方式使用。

雲計算平颱的易編程、高容錯、方便擴展等特性，使得處理超大規模數據的分布式計算成為現實。雲計算技術已經受到學術界和産業界的雙重關注，與大數據（Big Data）和物聯網（Internet of Things

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