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第一部分 基本原理1

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Mashup4

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 Jitterbit52

3.8.2 Boomi软件53

3.8.3 Bungee Connect54

3.8.4 OpSource Connect54

3.8.5 SnapLogic54

3.8.6 Pervasive DataCloud55

3.8.7 Bluewolf56

3.8.8 在线MQ57

3.8.9 CloudMQ57

3.8.10 Linxter57

3.9 SaaS集成服务58

3.9.1 Informatica On-Demand58

3.9.2 Microsoft ISB59

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）87

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88

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91

5.2.7 OCCI与OGF92

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 EC2104

5.6.2 提供基础设施的技术105

5.6.3 Eucalyptus105

5.6.4 使用OpenNebula动态管理虚拟机106

5.6.5 Aneka107

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 EC2140

7.2.2 Google App Engine140

7.2.3 Windows Azure141

7.2.4 Salesforce141

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：CaaSWeb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

10.2.1 CometCloud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Cloudbridging202

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CometCloud205

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

11.3.3 ICT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

11.5.2 T-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 Aneka234

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 MapReduce254

13.3.2 SAGA Montage256

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 Hadoop271

14.3.2 Disco274

14.3.3 Mapreduce.NET275

14.3.4 天网275

14.3.5 GridGain276

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281

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325

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 Grep The Web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 Grep The Web 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 MMOG350

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CloudFront364

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391

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