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第一部分 云计算基本知识2

第1章 云计算产生与发展2

1.1云计算的产生2

1.2云计算发展历程3

1.2.1计算模式演进3

1.2.2云计算发展大事记6

1.2.3云计算时代9

1.3云计算定义及特征11

1.3.1定义11

1.3.2典型特征13

1.3.3计算模式对比13

1.4本章小结15

参考文献15

第2章 云计算关键技术17

2.1体系架构17

2.1.1核心服务层18

2.1.2服务管理层18

2.1.3用户访问接口层19

2.1.4云计算性能要求19

2.1.5云平台运营方式20

2.2虚拟化技术21

2.2.1技术定义及优势21

2.2.2技术分类22

2.2.3几种虚拟化软件介绍30

2.2.4 Docker技术33

2.3云存储34

2.3.1基本概念34

2.3.2网络架构与系统特征35

2.3.3层次结构模型38

2.3.4技术优势39

2.3.5云存储文件系统40

2.4分布式计算41

2.4.1分布式计算的基本概念41

2.4.2典型的分布式计算技术42

2.4.3存储整合46

2.4.4技术分析与比较46

2.5安全机制47

2.5.1安全挑战47

2.5.2技术现状48

2.5.3关键技术50

2.6资源调度与性能管理53

2.6.1资源调度技术53

2.6.2性能管理技术54

2.7本章小结56

参考文献56

第3章 云计算平台62

3.1 Google云计算平台62

3.1.1系统简介62

3.1.2 GFS文件系统62

3.1.3 MapReduce编程模型64

3.1.4分布式数据库BigTable65

3.1.5典型应用66

3.2 Amazon云计算平台67

3.2.1系统简介67

3.2.2分布式文件系统Dynamo68

3.2.3弹性计算云EC271

3.2.4简单存储服务S372

3.3 Microsoft云计算平台75

3.3.1系统简介75

3.3.2服务组件75

3.4阿里云计算平台77

3.4.1系统简介77

3.4.2弹性计算服务78

3.4.3对象存储服务79

3.4.4开放表格存储81

3.4.5云数据库RDS82

3.4.6大数据计算服务MaxCompute82

3.4.7阿里云数加平台82

3.4.8阿里云盾系统83

3.5开源云计算平台84

3.5.1 OpenStack84

3.5.2 Hadoop88

3.5.3 Spark96

3.6云计算仿真平台110

3.6.1 CloudSim简介110

3.6.2 CloudSim体系结构111

3.6.3 CloudSim应用111

3.7本章小结112

参考文献112

第4章 云计算应用114

4.1在电信领域的应用114

4.1.1 云计算在电信行业的优势114

4.1.2应用模式115

4.2在医疗领域的应用118

4.2.1医疗信息化建设118

4.2.2医疗数据处理120

4.3在政务领域的应用121

4.3.1基于云计算的电子政务121

4.3.2基于云计算的智慧城市122

4.3.3智慧南京125

4.4在电子商务领域的应用126

4.4.1应用意义与前景126

4.4.2典型应用案例127

4.5本章小结130

参考文献130

第二部分 云计算安全保障机制134

第5章 可信虚拟私有云134

5.1云计算安全分析134

5.1.1云安全问题及需求134

5.1.2云安全架构137

5.1.3云安全解决方案140

5.2可信虚拟私有云模型141

5.2.1可信虚拟私有云定义141

5.2.2安全Agent与Agency体系结构142

5.2.3基于安全Agent的可信虚拟私有云模型144

5.2.4 SATVPC的多租客隔离模型144

5.3执行体与执行点可信评估机制145

5.3.1基本思想145

5.3.2动态复合可信评估算法146

5.3.3可信判别策略148

5.4实验系统149

5.4.1原型系统149

5.4.2原型系统与工作流程150

5.4.3实验验证与性能分析152

5.5本章小结154

参考文献155

第6章 云数据销毁157

6.1概述157

6.1.1云数据销毁需求157

6.1.2数据销毁方式158

6.1.3数据销毁策略159

6.2基于多移动Agent的云数据销毁模型160

6.2.1多移动Agent技术160

6.2.2模型架构163

6.2.3销毁模式164

6.2.4基本流程166

6.3防御型销毁机制171

6.3.1模型架构171

6.3.2数据托管流程172

6.3.3数据检测174

6.3.4数据销毁177

6.3.5实验验证181

6.4云数据销毁原型系统184

6.4.1 JADE平台184

6.4.2关键类图184

6.4.3预处理185

6.4.4防御型监测186

6.4.5性能分析186

6.5本章小结186

参考文献187

第7章 云存储数据隐私保护189

7.1数据安全隐私问题189

7.2云数据隐私保护关键技术191

7.2.1数据内容隐私保护191

7.2.2数据属性隐私保护195

7.3云存储隐私保护机制198

7.3.1代表性方案198

7.3.2基于加密的隐私保护算法200

7.3.3基于属性的访问控制策略202

7.3.4代理重加密技术203

7.3.5安全隔离机制204

7.4基于分割的云存储分级数据私密性保护模型205

7.4.1体系架构205

7.4.2安全假设206

7.4.3主要功能模块207

7.4.4工作流程208

7.4.5安全性分析210

7.4.6性能开销210

7.5本章小结211

参考文献211

第8章 多授权机构基于属性的密文访问控制方案215

8.1有中央机构的多授权机构基于属性的密文访问控制方案215

8.1.1基本思想215

8.1.2安全假设218

8.1.3算法描述219

8.1.4安全性分析221

8.1.5实验与验证224

8.2无中央机构的多授权机构基于属性的密文访问控制方案227

8.2.1基本思想227

8.2.2安全假设229

8.2.3算法流程230

8.2.4安全性证明234

8.2.5实验验证与性能分析236

8.3本章小结239

参考文献239

第三部分 绿色云计算242

第9章 云计算能耗分析242

9.1能耗问题242

9.1.1当前状况242

9.1.2原因分析244

9.2绿色计算246

9.2.1绿色计算定义246

9.2.2节能机制247

9.3绿色云计算250

9.3.1绿色云计算定义250

9.3.2相关技术简介251

9.3.3绿色云计算模型255

9.4本章小结258

参考文献258

第10章 节能型资源配置与任务调度262

10.1面向低能耗云计算任务调度的资源配置262

10.1.1资源配置模型262

10.1.2基于概率匹配的资源配置算法268

10.1.3基于改进型模拟退火的资源配置算法270

10.1.4实验验证与性能分析272

10.2基于动态负载调节的自适应云计算任务调度策略279

10.2.1面向任务调度的多级负载评估方法279

10.2.2基于动态负载调节的自适应任务调度策略283

10.2.3实验验证与性能分析288

10.3云环境下基于多移动Agent的任务调度模型292

10.3.1任务调度模型292

10.3.2任务调度过程296

10.3.3基于优化缓存的Agent迁移机制297

10.3.4移动Agent的迁移缓存机制300

10.3.5实验验证与性能分析303

10.4面向大规模云数据中心的低能耗任务调度策略305

10.4.1基于胜者树的低能耗任务调度算法305

10.4.2基于胜者树的单任务调度策略308

10.4.3基于胜者树的多任务调度策略310

10.4.4实验验证与性能分析312

10.5本章小结314

参考文献314

第11章 云计算环境下数据动态部署317

11.1云计算中的大数据317

11.1.1问题分析317

11.1.2典型的数据存储管理技术320

11.2云环境下数据存储优化325

11.2.1云平台数据存储325

11.2.2云平台数据部署策略326

11.2.3数据迁移技术330

11.3数据聚集算法与实验分析333

11.3.1云数据模型333

11.3.2算法描述334

11.3.3仿真实验337

11.3.4算法性能分析339

11.4本章小结340

参考文献341

第12章 云存储中重复数据删除机制345

12.1云计算与大数据345

12.1.1大数据时代345

12.1.2冗余数据问题347

12.2重复数据删除348

12.2.1重复数据删除简述348

12.2.2方法分类349

12.2.3相关技术及成果351

12.3有中心云存储重复数据删除机制353

12.3.1典型的有中心存储结构353

12.3.2系统结构模型354

12.3.3重复数据检测与避免357

12.3.4延迟重复数据删除359

12.3.5实验验证与性能分析361

12.4无中心云存储重复数据删除机制364

12.4.1典型的无中心存储结构364

12.4.2系统架构367

12.4.3网络拓扑结构368

12.4.4重复数据检测与避免372

12.4.5实验验证与性能分析374

12.5本章小结376

参考文献377

第四部分 云端融合计算382

第13章 云端融合计算模型382

13.1基本概念382

13.1.1云计算与对等计算382

13.1.2云端融合计算383

13.2体系架构384

13.2.1体系架构384

13.2.2数据存储385

13.2.3节点特征与属性386

13.3基于多移动Agent的云端融合计算388

13.3.1问题分析388

13.3.2多移动Agent的引入389

13.3.3层次结构390

13.3.4可信云端计算391

13.4本章小结393

参考文献393

第14章 云端融合计算技术394

14.1计算任务部署机制394

14.1.1计算任务执行流程394

14.1.2 cAgent角色分配395

14.1.3作业分割与任务分配395

14.2任务安全分割与分配机制396

14.2.1安全问题分析396

14.2.2基于移动Agent的任务分割与分配397

14.2.3任务分配实例400

14.2.4实验验证与性能分析400

14.3任务执行代码保护机制404

14.3.1问题分析404

14.3.2基于内嵌验证码的加密函数的代码保护机制404

14.3.3节点遴选机制405

14.3.4安全性分析与验证407

14.4多副本部署机制与选择策略408

14.4.1问题分析408

14.4.2云端数据存储方法409

14.4.3数据副本数量确定机制416

14.4.4数据副本放置机制419

14.4.5副本部署机制实验验证与性能分析420

14.4.6数据副本选择策略424

14.4.7副本选择策略实验验证与性能分析429

14.5复合协同管理环机制430

14.5.1问题分析430

14.5.2基于多移动Agent的复合协同管理环机制431

14.5.3环状网络拓扑结构435

14.5.4实验验证与性能分析437

14.6本章小结439

参考文献439

第15章 云端融合计算应用范例441

15.1基于云端融合计算网络平台的泛知识云系统441

15.1.1问题分析441

15.1.2泛知识云模型442

15.1.3工作流程443

15.1.4服务质量保障机制444

15.1.5原型系统446

15.1.6系统性能分析447

15.2基于云端融合计算架构的恶意代码联合防御系统448

15.2.1问题分析448

15.2.2体系架构和基本功能448

15.2.3场景及工作流程450

15.2.4恶意代码报告评价和排序算法452

15.2.5原型系统455

15.2.6系统性能分析457

15.3云端流媒体系统458

15.3.1流媒体简介458

15.3.2体系架构460

15.3.3性能优化460

15.3.4原型系统462

15.4本章小结465

参考文献465