走近云計(jì)算

前言

人類的科技發(fā)展到21世紀(jì)后，許多技術(shù)都出現(xiàn)了突破性的進(jìn)步，電子計(jì)算機(jī)這個(gè)上世紀(jì)最偉大的技術(shù)發(fā)明在走過了幾十年的發(fā)展歷程后，隨著云計(jì)算的出現(xiàn)將面臨巨大的變革，互聯(lián)網(wǎng)的高度發(fā)達(dá)是這場(chǎng)變革的原動(dòng)力。正如一首歌中所描述的：“我是一片云，天空是我家。”云計(jì)算為計(jì)算技術(shù)的發(fā)展插上了翅膀，突破了所有的桎梏，必然會(huì)飛向天空。幾十年來人們已經(jīng)適應(yīng)了單機(jī)的工作模式，習(xí)慣于自己購買軟件和硬件，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展特別是云計(jì)算概念的出現(xiàn)，使軟件和硬件都隱沒于云端，實(shí)現(xiàn)了詩人賈島所描繪的“只在此山中，云深不知處”的意境，用戶在這種技術(shù)意境下面對(duì)的將全部是服務(wù)。SAAS實(shí)現(xiàn)了軟件即服務(wù)的理念，而云計(jì)算則更為徹底的實(shí)現(xiàn)了軟硬件都是服務(wù)的變革，今后用戶需要購買的東西只有一種：服務(wù)。這些服務(wù)包括：計(jì)算能力的服務(wù)，軟件功能服務(wù)，存儲(chǔ)服務(wù)等。用戶的個(gè)人終端將退化成為一個(gè)信息交互的工具，實(shí)現(xiàn)用戶與云的溝通，利用云計(jì)算技術(shù)用戶的普通終端甚至掌上終端就能完成現(xiàn)在大型機(jī)才能完成的功能，互聯(lián)網(wǎng)在云計(jì)算時(shí)代承載的將不僅僅是信息，它同時(shí)在向用戶傳送服務(wù)。傳送計(jì)算能力，從而大大拓展了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用空間。云計(jì)算的出現(xiàn)不僅僅是改變計(jì)算機(jī)的使用方法，它也將影響人們的日常生活，在云計(jì)算時(shí)代也許我們所有家電控制也將由云端完成，而不用在每一個(gè)系統(tǒng)中植入電腦芯片，系統(tǒng)功能的升級(jí)和定制將通過云端的服務(wù)器完成，因此家電的智能將得到進(jìn)一步的提高。我們認(rèn)為瀏覽器并不是云計(jì)算所必須的，許多非瀏覽器設(shè)備同樣可以享受云計(jì)算系統(tǒng)的服務(wù)?？梢灶A(yù)見今后幾年內(nèi)會(huì)有越來越多的技術(shù)人員會(huì)參加到云計(jì)算系統(tǒng)的開發(fā)中來，然而現(xiàn)在介紹云技術(shù)的書籍還相當(dāng)?shù)纳?，很多讀者都無法找到相應(yīng)的參考書籍。本書是我們?cè)谠朴?jì)算系統(tǒng)實(shí)際開發(fā)工作的基礎(chǔ)上完成的，通過實(shí)現(xiàn)簡單的云計(jì)算系統(tǒng)使讀者領(lǐng)會(huì)云計(jì)算開發(fā)的基本方法。由于實(shí)現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)的方案非常多，涉及的技術(shù)非常廣，本書所介紹的內(nèi)容可以為讀者提供參考，開闊思路，希望讀者在書中所介紹的方法基礎(chǔ)上做出更好的云計(jì)算系統(tǒng)，這才是本書的根本目的。本書在寫作過程中力求普及與開發(fā)實(shí)踐相結(jié)合，盡可能的照顧到不同層次不同專業(yè)的讀者，本書行文樸實(shí)著眼于對(duì)技術(shù)本身的介紹。全書分為兩個(gè)大的部分：第一部分主要包括云計(jì)算發(fā)展歷程?；靖拍睢，F(xiàn)有云計(jì)算系統(tǒng)的體驗(yàn)。云瀏覽器等基礎(chǔ)內(nèi)容，讀者通過這一部分的學(xué)習(xí)可以了解云計(jì)算的基本知識(shí)，感受云計(jì)算的魅力，學(xué)習(xí)這一部分對(duì)讀者計(jì)算機(jī)水平?jīng)]有特殊要求，第二部分通過一個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)例——-云腦，向讀者介紹云計(jì)算系統(tǒng)的具體開發(fā)實(shí)現(xiàn)方法和思路，并重點(diǎn)對(duì)云計(jì)算界面設(shè)計(jì)技術(shù)。云存儲(chǔ)技術(shù)。并行計(jì)算技術(shù)這些具有代表性的云計(jì)算功能做了相應(yīng)的介紹，根據(jù)文中的介紹以及我們所提供的源代碼和視頻，讀者可以自己完成一個(gè)簡單的云計(jì)算系統(tǒng)，閱讀這一部分需要具備計(jì)算機(jī)科學(xué)本科高年級(jí)的水平。

內(nèi)容概要

　　《走近云計(jì)算》分為兩大部分，第一部分對(duì)云計(jì)算的起源、發(fā)展以及現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，使讀者對(duì)云計(jì)算這一新的技術(shù)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)；第二部分通過一個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)例——云腦系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，介紹了如何在現(xiàn)有技術(shù)條件下完成一個(gè)簡單云計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，在這一部分我們選取了云計(jì)算系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)、云文件系統(tǒng)、云存儲(chǔ)、并行數(shù)據(jù)處理等有代表性的功能作為重點(diǎn)。　　《走近云計(jì)算》可以作為對(duì)云計(jì)算技術(shù)感興趣的讀者以及云計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)人員的技術(shù)參考資料，也可以作為大學(xué)本科高年級(jí)同學(xué)和研究生相關(guān)課程的參考書，希望《走近云計(jì)算》能帶領(lǐng)大家進(jìn)入奇妙的云計(jì)算世界。

作者簡介

王鵬，副教授碩士生導(dǎo)師電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)金融工程雙博士后現(xiàn)為中國計(jì)算學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專委會(huì)委員四川省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專委會(huì)委員成都信息工程學(xué)院并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)室主任中國科學(xué)院兼職研究生導(dǎo)師?，F(xiàn)作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)國家自然科學(xué)基金中國博士后科學(xué)基金一等資助四川省杰出青年基金和四川省教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目，主要研究方向?yàn)椴⑿杏?jì)算量子計(jì)算已發(fā)表論文60余篇出版著作兩本，《并行計(jì)算應(yīng)用及實(shí)戰(zhàn)》、《移動(dòng)搜索引擎原理與實(shí)踐》。

書籍目錄

第一篇 云計(jì)算基礎(chǔ)第1章 從歷史中走過來的云計(jì)算1.1 樸素的計(jì)算機(jī)1.1.1 算籌1.1.2 象形文字民族的計(jì)算工具——算盤1.1.3 符號(hào)文字民族的計(jì)算工具——計(jì)算尺1.2 計(jì)算技術(shù)的第一次觸電1.2.1 第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生1.2.2 計(jì)算機(jī)的特效減肥藥——晶體管1.2.3 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)騰飛的翅膀——集成電路1.3 計(jì)算機(jī)飛入尋常百姓家1.3.1 破繭而出的新生——微機(jī)1.3.2 給計(jì)算機(jī)嵌入靈魂——軟件1.3.3 操作系統(tǒng)的誕生1.4 世界觸手可及——互聯(lián)網(wǎng)1.4.1 第一次信息傳遞——以太網(wǎng)的出現(xiàn)1.4.2 世界因此而變小——因特網(wǎng)的出現(xiàn)1.5 云計(jì)算的嬰兒時(shí)期1.5.1 單機(jī)計(jì)算時(shí)代1.5.2 并行計(jì)算1.5.3 分布式計(jì)算1.5.4 網(wǎng)格計(jì)算1.5.5 SaaS——軟件就是服務(wù)1.5.6 云計(jì)算——軟硬件都是服務(wù)第2章 云計(jì)算思想的萌發(fā)2.1 并行計(jì)算2.1.1 并行計(jì)算的思想2.1.2 并行計(jì)算的硬件基礎(chǔ)2.1.3 并行機(jī)體系基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2.1.4 并行計(jì)算軟件的開發(fā)2.1.5 并行計(jì)算與分布式計(jì)算的異同2.1.6 并行計(jì)算與云計(jì)算2.2 網(wǎng)格計(jì)算2.2.1 網(wǎng)格計(jì)算的思想2.2.2 網(wǎng)格計(jì)算的特點(diǎn)2.2.3 網(wǎng)格的應(yīng)用2.2.4 網(wǎng)格的現(xiàn)狀2.2.5 網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算2.3 SaaS時(shí)代2.3.1 SaaS的思想2.3.2 SaaS的安全技術(shù)2.3.3 SaaS的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)2.3.4 SaaS與云計(jì)算第3章 云端漫步3.1 云計(jì)算基礎(chǔ)3.1.1 云計(jì)算基本原理3.1.2 云計(jì)算的興起及發(fā)展3.1.3 云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)3.2 云計(jì)算模式下的網(wǎng)絡(luò)3.3 云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)3.3.1 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)3.3.2 云計(jì)算服務(wù)層次3.3.3 云計(jì)算技術(shù)層次3.4 典型云計(jì)算平臺(tái)3.4.1 MapReduce分布式處理技術(shù)3.4.2 Hadoop架構(gòu)3.4.3 Google云計(jì)算執(zhí)行過程3.5 云計(jì)算應(yīng)用3.6 與云計(jì)算零距離3.6.1 云計(jì)算對(duì)個(gè)人的影響3.6.2 云計(jì)算對(duì)企業(yè)的影響第4章 云計(jì)算的“大門”——瀏覽器4.1 Google 的Chrome瀏覽器4.1.1 揭開Chrome瀏覽器的神秘面紗4.1.2 領(lǐng)略Chrome4.1.3 Chrome瀏覽器的魅力所在4.1.4 Chrome瀏覽器的不足之處4.1.5 Chrome在“云”中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷4.2 火狐瀏覽器4.2.1 火狐瀏覽器的應(yīng)運(yùn)而生4.2.2 火狐瀏覽器的發(fā)展歷程4.2.3 Firefox的特色4.2.4 Firefox的缺點(diǎn)4.3 我們期待的瀏覽器第5章 云應(yīng)用初步介紹5.1 云應(yīng)用平臺(tái)5.1.1 Google云應(yīng)用平臺(tái)5.1.2 Amazon基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)5.2 Google文檔5.2.1 初識(shí)Google文檔5.2.2 Google文檔的功能5.2.3 Google文檔初體驗(yàn)5.2.4 按需選擇辦公軟件5.3 Google App Engine5.3.1 初識(shí)App Engine5.3.2 App Engine的框架5.3.3 App Engine初體驗(yàn)5.4 Amazon網(wǎng)絡(luò)服務(wù)5.4.1 初識(shí)Amazon網(wǎng)絡(luò)服務(wù)5.4.2 彈性計(jì)算云5.4.3 簡單存儲(chǔ)服務(wù)5.4.4 簡單數(shù)據(jù)庫5.4.5 云端5.4.6 簡單隊(duì)列服務(wù)5.4.7 AWS應(yīng)用案例5.5 AWS與App Engine的比較5.6 其他云應(yīng)用簡介5.6.1 Force.com軟件平臺(tái)5.6.2 微軟Azure操作系統(tǒng)5.6.3 IBM“藍(lán)云”平臺(tái)5.6.4 Adobe AIR平臺(tái)5.7 云應(yīng)用的未來第6章 云計(jì)算界面交互技術(shù)簡介6.1 界面交互技術(shù)的發(fā)展歷程6.2 RIA技術(shù)概述6.3 界面交互技術(shù)的比較6.4 Flex技術(shù)簡介6.5 Flex開發(fā)環(huán)境的搭建6.5.1 如何獲取Flex Builder 36.5.2 Flex Builder 3安裝6.6 類Windows云窗口的Flex實(shí)現(xiàn)6.6.1 桌面背景和圖標(biāo)的實(shí)現(xiàn)6.6.2 生成任務(wù)欄6.6.3 應(yīng)用程序工具欄6.6.4 二級(jí)頁面——開始菜單的制作6.6.5 用戶交互——云窗口圖標(biāo)拖動(dòng)的實(shí)現(xiàn)6.6.6 動(dòng)態(tài)效果——窗口旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)第二篇 一個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)例——云腦第7章 云腦系統(tǒng)概述7.1 云腦系統(tǒng)理念的產(chǎn)生7.1.1 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系回顧7.1.2 本書的云計(jì)算機(jī)體系7.2 云腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.2.1 云腦系統(tǒng)整體架構(gòu)7.2.2 云腦系統(tǒng)功能分析7.2.3 云腦系統(tǒng)工作流程7.3 云腦系統(tǒng)預(yù)覽7.3.1 云登錄界面7.3.2 云文件界面7.3.3 云存儲(chǔ)界面7.3.4 云應(yīng)用界面7.3.5 云監(jiān)控界面7.4 云腦系統(tǒng)機(jī)群的搭建7.4.1 機(jī)群系統(tǒng)概覽7.4.2 并行集群的搭建7.5 Linux下JDK的搭建7.6 Linux下HTTP服務(wù)器的搭建7.7 Linux下MySQL的搭建第8章 云腦系統(tǒng)的云登錄實(shí)現(xiàn)8.1 云登錄實(shí)現(xiàn)前的技術(shù)難點(diǎn)8.1.1 Java與XML的轉(zhuǎn)換8.1.2 XML數(shù)據(jù)交互問題8.1.3 共享數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)8.2 云登錄的功能分析8.3 云登錄的客戶端的實(shí)現(xiàn)8.3.1 注冊(cè)與登錄的實(shí)現(xiàn)8.3.2 業(yè)務(wù)訂制的實(shí)現(xiàn)8.4 主服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)8.4.1 數(shù)據(jù)模型的抽象8.4.2 主服務(wù)器邏輯的實(shí)現(xiàn)8.4.3 主服務(wù)控制器的實(shí)現(xiàn)第9章 云腦系統(tǒng)的云文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)9.1 云文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)前的技術(shù)準(zhǔn)備9.1.1 Flex與Java間的中文轉(zhuǎn)換9.1.2 MySQL中的中文問題9.2 云文件系統(tǒng)功能分析9.3 云客戶端的實(shí)現(xiàn)9.3.1 云文件夾的制作9.3.2 創(chuàng)建云文件系統(tǒng)的樹目錄9.3.3 云文件系統(tǒng)中的后退與前進(jìn)的實(shí)現(xiàn)9.3.4 云文件列表及其操作9.3.5 新建云文件夾功能的實(shí)現(xiàn)9.3.6 其余功能的實(shí)現(xiàn)9.4 主服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)9.4.1 數(shù)據(jù)模型的抽象9.4.2 主服務(wù)器邏輯的實(shí)現(xiàn)9.4.3 主服務(wù)控制器的實(shí)現(xiàn)第10章 云腦系統(tǒng)的云存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)10.1 云存儲(chǔ)模塊技術(shù)難點(diǎn)10.1.1 客戶端的文件操作10.1.2 Ajax實(shí)現(xiàn)異步傳輸10.1.3 Flex與JavaScript交互10.2 云存儲(chǔ)的功能分析10.3 文件并行上傳10.3.1 并行上傳的工作流程10.3.2 并行上傳客戶端的處理10.3.3 并行上傳主服務(wù)器的處理10.3.4 并行上傳存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的處理10.4 文件并行下載10.4.1 并行下載的工作流程10.4.2 并行下載客戶端的處理10.4.3 并行下載主服務(wù)器的處理10.4.4 并行下載存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的處理第11章 云腦系統(tǒng)的云監(jiān)控實(shí)現(xiàn)11.1 云監(jiān)控簡介11.1.1 本地化云監(jiān)控介紹11.1.2 網(wǎng)絡(luò)化云監(jiān)控介紹11.2 基于Linux的云監(jiān)控的介紹11.2.1 使用現(xiàn)有的工具實(shí)現(xiàn)云監(jiān)控11.2.2 利用內(nèi)核模塊實(shí)現(xiàn)云監(jiān)控11.2.3 讀取/proc虛擬文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控11.3 基于Linux的云監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)11.3.1 云監(jiān)控系統(tǒng)界面布局的實(shí)現(xiàn)11.3.2 云監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)11.3.3 云監(jiān)控系統(tǒng)閾值設(shè)置的實(shí)現(xiàn)11.3.4 云監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)采集的實(shí)現(xiàn)11.3.5 云監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)控制的實(shí)現(xiàn)第12章 云腦系統(tǒng)的云計(jì)算器實(shí)現(xiàn)12.1 云計(jì)算器實(shí)現(xiàn)前的技術(shù)準(zhǔn)備12.1.1 Java與C的通信12.1.2 并行處理中的MPI函數(shù)12.2 云計(jì)算器功能分析12.3 云計(jì)算器功能實(shí)現(xiàn)12.3.1 云計(jì)算器的界面實(shí)現(xiàn)12.3.2 云計(jì)算器的Java服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)12.3.3 云計(jì)算器的C服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)12.3.4 云計(jì)算器的π并行程序?qū)崿F(xiàn)第13章 云計(jì)算技術(shù)展望13.1 云計(jì)算技術(shù)發(fā)展所面臨的問題13.2 手機(jī)上的云計(jì)算13.3 云計(jì)算時(shí)代資源的融合13.4 云計(jì)算的商業(yè)發(fā)展參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章從歷史中走過來的云計(jì)算人類計(jì)算工具從最原始的算籌發(fā)展到現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)，從體積龐大的ENIAC發(fā)展到現(xiàn)在的手提電腦，計(jì)算模式從單機(jī)計(jì)算到云計(jì)算，計(jì)算技術(shù)的發(fā)展貫穿了人類幾千年的文明史，是人類文明進(jìn)程的一個(gè)縮影。進(jìn)入21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展使“云”進(jìn)入了我們的視野，人類的計(jì)算技術(shù)在走過幾千年以后，終于得到了飛翔的翅膀，走向云端。人類的計(jì)算工具是如何從原始的小竹棍發(fā)展到當(dāng)今的超級(jí)計(jì)算機(jī)的呢？計(jì)算技術(shù)是如何從實(shí)體走向服務(wù)的？“云計(jì)算”是怎樣走過它的嬰兒時(shí)期的？讀史可以明智，我們將順著歷史的脈絡(luò)來端詳已逐漸向我們走近的云計(jì)算。1.1樸素的計(jì)算機(jī)在電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，人類就采用了多種工具來進(jìn)行計(jì)算，由于東西方不同的文化背景，各民族的人都按照自己樸素世界觀和審美情趣設(shè)計(jì)了計(jì)算工具。東方象形文字民族設(shè)計(jì)出了充滿象形特色的算籌和算盤，西方符號(hào)文字民族設(shè)計(jì)出了極富符號(hào)抽象特點(diǎn)的計(jì)算尺。1.1.1算籌當(dāng)我們幼年擺弄小竹棍時(shí)，也許沒有想過就是這小小的竹棍在人類文明的歷史中扮演了重要的角色，創(chuàng)造了我國輝煌的歷史。我國古代人民在長期的生活中發(fā)現(xiàn)，將一些小竹棍按照一定的順序擺放，就可以表示交換貨物數(shù)量。這些小竹棍長為13～14cm，徑粗約為0.2～0.3cm。通過擺放這些竹棍來計(jì)算交易金額，使得貨物交易變得更輕松，計(jì)算也變得更加容易。經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展與改良，人們將270根左右的小棍子分為一束，放在一個(gè)小袋子里隨身攜帶，當(dāng)需要計(jì)算時(shí)，就拿出來使用，這就是算酬（如圖1—1所示）。正是這些不起眼的小棍子，為中國的數(shù)學(xué)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)古人寫下“運(yùn)籌幃幄”這句話時(shí)，也許沒有想到“決勝千里”在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的幫助下已成為一件相當(dāng)容易的事情。

編輯推薦

《走近云計(jì)算》首先對(duì)云計(jì)算的起源、發(fā)展以及現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的介紹，使讀者對(duì)云計(jì)算這一新技術(shù)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，然后通過講解一個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)例——云腦系統(tǒng)，介紹了如何在現(xiàn)有技術(shù)條件下完成一個(gè)簡單云計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。全面講解云計(jì)算起源、發(fā)展、現(xiàn)狀和未來，詳盡剖析云腦系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法，提供云腦系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)代碼和關(guān)鍵操作視頻。

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