过敏意，教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，2010年入选国家千人计划。现任上海交通大学计算机科学与工程系主任，上海交通大学“致远”讲席教授，创新团队学术带头人。研究方向为嵌入式与普适计算、并行与分布式计算、编译与程序优化等，在各种学术期刊、会议上发表了超过300篇论文，出版英文著作3部。主持973计划项目、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目、863项目等，并担任多个靠前有名期刊编委。

丛书序言
本书编委会
序
前言
章云计算概述1
1.1云计算的产生及发展1
1.1.1云计算的产生背景1
1.1.2云计算的特点2
1.1.3云计算发展简史3
1.1.4知名的云计算服务提供商3
1.2云计算的基础知识4
1.2.1云计算的概念4
1.2.2云服务的使用形态5
1.2.3云计算的服务类型7
1.3云计算的价值与典型的使用场景8
1.3.1云计算的价值8
1.3.2云计算典型的使用场景9
1.4云计算平台架构11
1.4.1AWS平台架构11
1.4.2阿里云平台架构12
1.4.3谷歌云平台13
1.4.4几种云计算平台的特点15
1.5云计算部署小实例15
1.6云计算的核心技术18
1.7云计算的生态22
本章小结23
习题24
参考文献与进一步阅读24
第2章数据中心25
2.1数据中心基础设施25
2.1.1数据中心的基本组成26
2.1.2机房规划与设计30
2.1.3基础设施运维33
2.1.4数据中心的评价35
2.2云计算数据中心41
2.2.1云数据中心的发展41
2.2.2互联网数据中心42
2.2.3多租户数据中心42
2.2.4数据中心多级架构43
2.2.5模块化设计与硬件重构43
2.3阿里云数据中心45
2.3.1绿色环保新实践45
2.3.2数据中心设计新实践46
2.3.3云计算应用新实践46
本章小结46
习题47
参考文献与进一步阅读47
第3章网络48
3.1网络架构48
3.1.1数据中心网络架构49
3.1.2区域网络架构50
3.1.3核心网架构51
3.1.4边缘或内容分发网络架构52
3.2数据中心网络53
3.2.1数据中心网络概述53
3.2.2数据中心网络架构技术演进54
3.3边界网络和CDN57
3.3.1HTTP58
3.3.2DNS59
3.3.3CDN的基本原理61
3.3.4CDN的应用66
3.3.5阿里云CDN68
3.3.6CDN的安全71
3.4网络虚拟化技术72
3.4.1网络虚拟化的概念72
3.4.2网络虚拟化的原理74
3.4.3虚拟网络互联76
3.4.4主流开源项目介绍79
3.4.5阿里云的虚拟专有网络81
3.5负载均衡技术83
3.5.1负载均衡的原理83
3.5.2四层负载均衡84
3.5.3七层负载均衡86
3.5.4DNS负载均衡88
3.5.5开源负载均衡概述88
3.5.6阿里云负载均衡服务90
本章小结92
习题92
参考文献与进一步阅读93
第4章虚拟化95
4.1虚拟化技术概述95
4.1.1概念和历史95
4.1.2虚拟化的意义96
4.2虚拟机的核心原理和技术96
4.2.1机器与接口96
4.2.2系统接口96
4.2.3运行模式98
4.2.4虚拟机的分类99
4.3虚拟化的实现101
4.3.1Xen虚拟机技术101
4.3.2KVM技术103
4.3.3其他资源虚拟化技术104
4.4虚拟机管理与调度106
4.4.1典型管理问题106
4.4.2弹性伸缩108
4.5容器技术109
4.5.1操作系统级虚拟化109
4.5.2Docker110
4.5.3容器与传统虚拟机111
4.5.4Docker服务编排112
4.5.5Docker对云的扩展114
4.6阿里云虚拟化实践114
4.6.1云服务器ECS114
4.6.2弹性伸缩机制115
4.6.3计费方式116
4.6.4阿里云虚拟化安全116
4.6.5阿里云容器服务117
本章小结125
习题126
参考文献与进一步阅读126
第5章分布式存储127
5.1分布式存储基础127
5.1.1分布式存储面临的问题和挑战127
5.1.2帽子理论128
5.1.3数据一致性协议132
5.2数据复制与备份技术140
5.2.1数据复制技术140
5.2.2数据备份技术143
5.2.3归档存储145
5.3存储阵列和纠删码技术150
5.3.1RAID概述150
5.3.2RAID的级别150
5.3.3纠删码技术152
5.3.4云存储系统的纠删码154
5.4块存储156
5.4.1块存储概述156
5.4.2常见的块存储设备156
5.4.3云存储系统的块设备158
5.4.4块设备的存储管理159
5.5文件存储162
5.5.1文件存储概述162
5.5.2NAS及其架构162
5.5.3阿里云文件存储167
5.5.4阿里云文件存储的典型应用167
5.6对象存储169
5.6.1对象存储概述169
5.6.2对象存储设备及其关键技术170
5.6.3阿里云对象存储173
5.6.4阿里云对象存储的典型应用178
5.7分布式索引技术179
5.7.1哈希表179
5.7.2B+树180
5.7.3LSM树181
5.8分布式锁服务183
5.8.1GoogleChubby183
5.8.2ZooKeeper186
5.8.3阿里云Nuwa188
5.9分布式文件系统189
5.9.1Google文件系统190
5.9.2Hadoop分布式文件系统192
5.9.3Ceph195
5.9.4Lustre199
5.9.5GlasterFS200
5.9.6阿里云Pangu200
本章小结202
习题202
参考文献与进一步阅读203
第6章云数据库204
6.1云数据库概述204
6.1.1云数据库的现状和演化204
6.1.2OLTP和OLAP205
6.1.3常见的数据库类型及其管理系统206
6.1.4云数据库关键组件及应用场景207
6.2云数据库的设计和架构208
6.2.1高可靠性208
6.2.2高可用性209
6.2.3高安全性210
6.2.4良好的兼容性210
6.2.5云数据库架构210
6.3云数据库的关键技术213
6.3.1数据库的扩展213
6.3.2大规模数据库的实现213
6.3.3共享型和分布式数据库215
6.3.4智能运维和数据化管理215
6.4表格存储216
6.4.1表格存储概述216
6.4.2一些业界产品218
6.4.3阿里云表格存储219
6.4.4典型案例分析221
6.5关系型数据库222
6.5.1关系型数据库概述222
6.5.2常用的关系型数据库222
6.5.3阿里云关系数据库RDS223
6.6分布式数据库225
6.6.1分布式数据库概述225
6.6.2分布式数据库的发展226
6.6.3常用的分布式数据库228
6.7内存数据库230
6.7.1内存数据库概述230
6.7.2内存数据库的历史和发展231
6.7.3常用的内存数据库232
6.7.4内存数据库存在的问题234
本章小结236
习题236
参考文献与进一步阅读237
第7章云计算中间件238
7.1中间件概述238
7.1.1应用的复杂性239
7.1.2中间件的产生和发展240
7.1.3中间件与SOA、微服务之间的关系242
7.1.4中间件的分类243
7.1.5云计算中间件243
7.1.6主流厂商的中间件245
7.2云计算中间件的关键技术248
7.2.1架构设计原则248
7.2.2高性能服务框架252
7.2.3消息服务252
7.2.4分布式事务253
7.2.5数据化运维254
7.2.6服务化和服务治理254
7.2.7容器255
7.3日志服务255
7.3.1典型应用场景256
7.3.2常见的日志系统258
7.3.3阿里云日志服务261
7.4消息中间件263
7.4.1使用场景和特点263
7.4.2同步/异步调用模式266
7.4.3点对点和发布/订阅模型267
7.4.4主流消息中间件269
7.4.5案例分析：抽奖系统273
7.5阿里云企业级分布式应用服务274
7.5.1应用场景需求274
7.5.2系统架构275
7.5.3服务化和服务治理276
7.5.4核心组件和功能278
7.6云计算中间件发展趋势280
7.6.1产品化和智能化280
7.6.2平台化和深度融合281
本章小结281
习题281
参考文献与进一步阅读281
第8章分布式部署与监控283
8.1软件分布式部署概述283
8.1.1功能模块283
8.1.2软件部署的内容283
8.1.3软件部署模式284
8.1.4软件的分布式部署284
8.2互联网大规模的软件分布式部署的设计285
8.2.1三大技术挑战285
8.2.2设计原则285
8.3分布式部署系统案例287
8.3.1微软Autopilot系统287
8.3.2谷歌Borg系统288
8.3.3Facebook的Dynamo系统289
8.4阿里云天基系统290
8.4.1基本概念290
8.4.2工作原理291
8.4.3部署与扩容291
8.4.4升级292
8.4.5自动修复293
8.4.6调度系统293
8.4.7监控系统294
8.5阿里云监控295
8.5.1核心监控服务296
8.5.2服务调用方式296
8.5.3云主机监控297
8.5.4云服务监控298
本章小结299
习题299
参考文献与进一步阅读300
第9章云计算产业实践301
9.1云计算带来的产业变革301
9.2云计算的价值302
9.2.1商业价值302
9.2.2技术价值304
9.3云上架构设计佳实践306
9.3.1安全306
9.3.2高可用310
9.3.3可扩展312
9.3.4高性能316
9.3.5成本效益319
9.3.6可运维320
9.4行业解决方案321
9.4.1行业解决方案的多维性322
9.4.2应用案例：游戏行业的日志分析322
9.4.3从1到千万用户的方案演进326
9.4.4行业客户案例329
9.5云上典型应用开发331
9.5.1云上应用开发原则331
9.5.2从0开始搭建网站333
9.6云计算趋势的思考336
9.6.1公共云和混合云336
9.6.2极“智”未来336
9.6.3IoT遇上大数据337
9.6.4云生态337
9.6.5云上独角兽337
9.6.6全球化337
本章小结338
习题338
参考文献与进一步阅读338

本书跨越云计算的各个层次，全面、系统地介绍了云计算的基本概念、原理和技术，并结合产业实践介绍了云计算的新发展和相关的工程问题。本书内容涵盖云计算的价值和技术框架、数据中心、网络、虚拟化技术、分布式存储技术、云数据库、中间件和分布式部署，并从产业角度给出了对云计算的理解和思考以及云上架构设计的常用方法和佳实践。本书适合作为高等院校计算机、电子工程及相关专业云计算课程的教材，也适合作为对云计算技术有兴趣的技术人员和研究人员的参考书。