內容簡介
本書取材國內外雲計算技術領域最新資料，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了雲計算發展現狀、雲計算系統架構與組成部件；第二部分雲計算安全保障機制介紹了可信虛擬私有雲及執行體與執行點可信評估機制、雲數據銷毀機制、雲存儲隱私保護機制與保護模型以及多授權機構基於屬性的密文訪問控制方案；第三部分綠色雲計算分析了雲計算能耗問題，介紹了綠色雲計算模型、節能型資源配置與任務調度機制、動態數據聚集機制與重複數據刪除機制；第四部分雲端融合計算重點介紹了雲端融合計算模型、關鍵技術及其在知識系統、惡意代碼防禦、流媒體等領域的套用。本書集中反映了雲計算技術的新思路、新觀點、新方法和新成果；注意從實際出發，採用讀者容易理解的體系和敘述方法，深入淺出、循序漸進地幫助讀者把握雲計算技術的主要內容，富有啟發性。
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。"通信與信息系統專業”博士，"電子科學與技術”博士後流動站博士後（出站），國家卓越工程師計畫專業負責人。2011年獲得國家留學基金委資助赴英國從事博士後研究，一直從事分散式計算、移動計算、物聯網、信息網路與信息安全等技術領域的教學和科研工作。
目錄
第一部分 雲計算基本知識
第1章 雲計算產生與發展 2
1.1 雲計算的產生 2
1.2 雲計算發展歷程 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 體系架構 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 雲平台運營方式 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 幾種虛擬化軟體介紹 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 網路架構與系統特徵 35
2.3.3 層次結構模型 38
2.3.4 技術優勢 39
2.3.5 雲存儲檔案系統 40
2.4 分散式計算 41
2.4.1 分散式計算的基本概念 41
2.4.2 典型的分散式計算技術 42
2.4.3 存儲整合 46
2.4.4 技術分析與比較 46
2.5 安全機制 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 雲計算平台 62
3.1 Google雲計算平台 62
3.1.1 系統簡介 62
3.1.2 GFS檔案系統 62
3.1.3 MapReduce編程模型 64
3.1.4 分散式資料庫BigTable 65
3.1.5 典型套用 66
3.2 Amazon雲計算平台 67
3.2.1 系統簡介 67
3.2.2 分散式檔案系統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雲計算平台 75
3.3.1 系統簡介 75
3.3.2 服務組件 75
3.4 阿里雲計算平台 77
3.4.1 系統簡介 77
3.4.2 彈性計算服務 78
3.4.3 對象存儲服務 79
3.4.4 開放表格存儲 81
3.4.5 雲資料庫RDS 82
3.4.6 大數據計算服務MaxCompute 82
3.4.7 阿里雲數加平台 82
3.4.8 阿里雲盾系統 83
3.5 開源雲計算平台 84
3.5.1 OpenStack 84
3.5.2 Hadoop 88
3.5.3 Spark 96
3.6 雲計算仿真平台 110
3.6.1 CloudSim簡介 110
3.6.2 CloudSim體系結構 111
3.6.3 CloudSim套用 111
3.7 本章小結 112
參考文獻 112
第4章 雲計算套用 114
4.1 在電信領域的套用 114
4.1.1 雲計算在電信行業的優勢 114
4.1.2 套用模式 115
4.2 在醫療領域的套用 118
4.2.1 醫療信息化建設 118
4.2.2 醫療數據處理 120
4.3 在政務領域的套用 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 在電子商務領域的套用 126
4.4.1 套用意義與前景 125
4.4.2 典型套用案例 127
4.5 本章小結 130
參考文獻 130
第二部分 雲計算安全保障機制
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體系結構 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制 145
5.3.1 基本思想 145
5.3.2 動態複合可信評估算法 146
5.3.3 可信判別策略 148
5.4 實驗系統 149
5.4.1 原型系統 149
5.4.2 原型系統與工作流程 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 防禦型銷毀機制 171
6.3.1 模型架構 171
6.3.2 數據託管流程 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 雲數據銷毀原型系統 184
6.4.1 JADE平台 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 雲存儲隱私保護機制 198
7.3.1 代表性方案 198
7.3.2 基於加密的隱私保護算法 200
7.3.3 基於屬性的訪問控制策略 202
7.3.4 代理重加密技術 203
7.3.5 安全隔離機制 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 體系架構 205
7.4.2 安全假設 206
7.4.3 主要功能模組 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制方案 215
8.1 有中央機構的多授權機構基於屬性的密文訪問控制方案 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制方案 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 節能機制 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 面向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 基於機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 面向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 基於最佳化快取的Agent遷移機制 297
10.3.4 移動Agent的遷移快取機制 300
10.3.5 實驗驗證與性能分析 303
10.4 面向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 雲環境下數據存儲最佳化 325
11.2.1 雲平台數據存儲 325
11.2.2 雲平台數據部署策略 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 雲存儲中重複數據刪除機制 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 重複數據刪除 348
12.2.1 重複數據刪除簡述 348
12.2.2 方法分類 349
12.2.3 相關技術及成果 351
12.3 有中心雲存儲重複數據刪除機制 353
12.3.1 典型的有中心存儲結構 353
12.3.2 系統結構模型 354
12.3.3 重複數據檢測與避免 357
12.3.4 延遲重複數據刪除 359
12.3.5 實驗驗證與性能分析 361
12.4 無中心雲存儲重複數據刪除機制 364
12.4.1 典型的無中心存儲結構 364
12.4.2 系統架構 367
12.4.3 網路拓撲結構 368
12.4.4 重複數據檢測與避免 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 雲端融合計算
第13章 雲端融合計算模型 382
13.1 基本概念 382
13.1.1 雲計算與對等計算 382
13.1.2 雲端融合計算 383
13.2 體系架構 384
13.2.1 體系架構 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的雲端融合計算 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 雲端融合計算技術 394
14.1 計算任務部署機制 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制 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制 404
14.3.1 問題分析 404
14.3.2 基於內嵌驗證碼的加密函式的代碼保護機制 404
14.3.3 節點遴選機制 405
14.3.4 安全性分析與驗證 407
14.4 多副本部署機制與選擇策略 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制 416
14.4.4 數據副本放置機制 419
14.4.5 副本部署機制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 複合協同管理環機制 430
14.5.1 問題分析 430
14.5.2 基於多移動Agent的複合協同管理環機制 431
14.5.3 環狀網路拓撲結構 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 雲端融合計算套用範例 441
15.1 基於雲端融合計算網路平台 的泛知識雲系統 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 服務質量保障機制 444
15.1.5 原型系統 446
15.1.6 系統性能分析 447
15.2 基於雲端融合計算架構的惡意代碼聯合防禦系統 448
15.2.1 問題分析 448
15.2.2 體系架構和基本功能 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 原型系統 455
15.2.6 系統性能分析 457
15.3 雲端流媒體系統 458
15.3.1 流媒體簡介 458
15.3.2 體系架構 460
15.3.3 性能最佳化 460
15.3.4 原型系統 462
15.4 本章小結 465
參考文獻 465
