　　雲計算概念誕生至今已約十年的時間，這十年來，相比雲計算誕生初期，技術條件、行業和市場環境均發生瞭巨大的變化，廣大讀者對雲計算的認知需求，也從當初的粗淺概念階段，發展到希望深度探索的階段。
　　本書以雲計算架構技術為核心，從討論雲計算發展為起點，圍繞雲計算架構涉及的核心技術與商業實踐展開。論及的核心技術包括計算、存儲、網絡、數據、管理、接入、安全等方麵，涵蓋瞭雲計算的*新趨勢、原理、特性與實踐。
　　本書在第2版做瞭與時俱進的更新，分享瞭華為在雲計算核心競爭力構建與價值轉換方麵的經驗與建議，並補充瞭業界在公有雲、私有雲、行業雲，以及電信網絡雲化商用落地與技術應用方麵的成功優秀實踐。與此同時，針對兩年來雲計算在前沿創新領域*新進入人們視野的新熱點，如Docker容器與微服務敏捷迭代、大數據與數據庫雲化、行業建模與機器學習算法、混閤雲與管理自動化編排、雲生態建設等，第2版重點新增瞭對其技術與架構發展動態以及應用前景的探討，希望能給大傢帶來更多的啓發與幫助。
　　本書對希望瞭解雲計算技術*新進展的讀者和希望深入探索雲計算架構技術的讀者有所幫助，適用於企業IT部門首席信息官（CIO）、IT主管、IT技術工程師、技術類人員、IT技術公司員工、互聯網公司員工、教育機構的師生等。

作者簡介

　　顧炯炯，華為公司雲計算首席架構師，主導完成華為公司雲計算産品與解決方案的技術規劃與架構設計，支撐瞭德國電信公有雲、西班牙電信公有雲、華為企業雲、某世界500強大型銀行OpenStack私有雲、浙江移動IDC公有雲、上海聯通私有雲、華為開發測試及桌麵雲等數百個雲計算項目的商用落地。曾曆任華為公司移動軟交換産品首席架構師、融閤IMS解決方案首席架構師，擁有已獲授權並發布的個人專利30多項。

內頁插圖

第 1 章雲計算的商業動力與技術趨勢 1
1.1 雲計算基礎概念與架構 2
1.2 雲計算的商業動力：企業ICT轉型 3
1.3 企業雲計算的發展趨勢 12
第 2 章雲計算的架構內涵與關鍵技術 19
2.1 雲計算的總體架構 20
2.2 雲計算架構關鍵技術 34
2.3 雲計算核心架構競爭力衡量維度 47
2.4 雲計算解決方案的典型服務與落地架構 51
第 3 章雲計算及大數據開源軟件概覽 65
3.1 OpenStack概述 66
3.2 容器開源軟件：Kubernetes / Mesos / Docker 72
3.3 大數據開源軟件：Hadoop/Spark 73
3.4 開源還是閉源 81
第 4 章麵嚮計算資源共享最大化和管理自動化的軟件定義計算 83
4.1 XEN/KVM虛擬化引擎 84
4.2 基於OpenStack Nova的計算資源池調度算法 86
4.3 計算高可靠性保障 91
4.4 針對企業關鍵應用雲化的虛擬化調優 92
4.5 基於OpenStack Ironic的裸金屬服務 101
4.6 異構適配多種Hypervisor類型 106
第 5 章麵嚮應用敏捷化部署的Docker容器及其調度 108
5.1 容器典型應用場景 109
5.2 Docker容器關鍵技術 110
5.3 容器操作係統 112
5.4 Docker容器資源管理調度和應用編排 115
5.5 Docker容器與軟件定義計算的集成 123
第 6 章分布式軟件定義存儲概述 128
6.1 分布式軟件定義存儲 129
6.2 支持企業關鍵應用的軟件定義塊存儲 135
6.3 傳統存儲SAN/NAS的管理整閤及性能加速 142
6.4 分布式對象存儲 143
6.5 麵嚮雲存儲服務的QoS/SLA管理 148
6.6 分布式軟件定義存儲的Erasure Code，分布式重刪壓縮 149
第 7 章麵嚮自動化、多租戶的軟件定義網絡 153
7.1 網絡虛擬化的驅動力與關鍵需求 154
7.2 軟件Overlay SDN網絡，L2/L3網絡 164
7.3 硬件Underlay SDN網絡 170
7.4 軟件化L4～L7網絡功能 172
7.5 網絡虛擬化端到端解決方案 176
第 8 章無邊界計算的混閤雲 186
8.1 混和雲的驅動力與背景 187
8.2 典型的混閤雲架構模式 189
8.3 基於OpenStack級聯的開放異構混閤雲 190
第 9 章 PaaS應用開發平颱 193
9.1 PaaS簡介 194
9.2 基於Docker的新型PaaS 195
9.3 消息中間件服務 198
9.4 數據庫和緩存服務 200
9.5 大數據服務 201
第 10 章大數據平颱核心技術與架構 205
10.1 大數據特點與支撐技術 206
10.2 企業級Hadoop 208
10.3 流處理技術 220
10.4 大數據在金融領域的探索與實踐 225
10.5 未來大數據應用暢想 230
第 11 章企業桌麵雲接入的關鍵技術架構與應用 235
11.1 桌麵雲接入概述 236
11.2 桌麵雲接入的架構 239
11.3 桌麵雲接入的典型應用 239
11.4 桌麵雲接入的關鍵技術 244
11.5 麵嚮多租戶的企業桌麵公有雲服務 252
11.6 終端無關的移動辦公接入 254
第 12 章第三方雲應用生態Marketplace及應用編排自動化 259
12.1 基於開放雲平颱的雲生態係統構建 260
12.2 Marketplace係統架構 262
12.3 麵嚮電信網絡和業務雲化的CT編排自動化-MANO 262
12.4 麵嚮IT應用的IT編排自動化—— Heat & TOSCA 270
12.5 TOSCA(雲應用的拓撲編排標準) 272
第 13 章雲微服務敏捷治理架構與組織流程 275
13.1 從瀑布式到敏捷式，從服務到微服務 276
13.2 微服務的治理架構 278
13.3 支撐敏捷開發與上綫的微服務CI/CD工具鏈 286
13.4 麵嚮微服務的DevOps研發運維組織變革 288
第 14 章雲安全架構與應用實踐 290
14.1 端到端雲安全架構 291
14.2 可信計算TPM/vTPM 294
14.3 虛擬機的安全隔離 298
14.4 虛擬化環境中的網絡安全 300
14.5 雲數據安全 301
14.6 公有雲、私有雲的安全組 303
14.7 雲安全管理 304
14.8 安全即服務 306
14.9 雲安全應用實施案例 306
14.10 雲計算安全的其他考慮 307
14.11 雲計算服務法律風險及其應對 308
縮略語 319
後記 329

前言/序言

　　第2版序言
　　2014年我們齣版瞭本書第1版，試圖幫助大傢揭開雲計算技術與架構的神秘麵紗。然而兩年以來，如何讓雲計算真正走下技術的神壇，腳踏實地地服務好全球各行各業，使其ICT生産效率提升，促使ICT産業盡快完成麵嚮極緻開放化、敏捷化與智能化的升級轉型，仍舊是擺在廣大雲計算從業者麵前共同的課題與挑戰。帶著這些問題，針對第1版中已覆蓋的雲計算技術趨勢、OpenStack、軟件定義網絡、雲安全、大數據、分布式軟件定義存儲、軟件定義Overlay網絡、雲計算實踐等內容，我們在第2版中均做瞭與時俱進的更新，分享瞭華為在雲計算核心競爭力構建與價值轉換方麵的經驗與建議，並補充瞭業界在公有雲、私有雲、行業雲以及電信網絡雲化商用落地與技術應用方麵的成功優秀實踐。與此同時，針對兩年來雲計算在前沿創新領域最新進入人們視野的新熱點，諸如Docker容器與微服務敏捷迭代、大數據與數據庫雲化、行業建模與機器學習算法、混閤雲與管理自動化編排、雲生態建設等，我們在第2版中也重點新增瞭對其技術與架構發展動態以及應用前景的探討，希望能給大傢帶來更多的啓發與幫助。
　　在此，我謹代錶全體參與本書編纂寫作的專傢團隊成員，再次衷心感謝廣大讀者的持續關心與支持！願大傢在雲計算産業化發展之路上共勉，收獲更多、走得更遠！
　　顧炯炯
　　序言一
　　早在3000多年前，《易經》齣現時，人類便用樸實的哲學思想揭示瞭一個變化的世界。變化無所不在，體現在政治、經濟、社會、科學等方方麵麵。其中科學技術的發展變化，是這幾個領域中被人們最能感同身受的。在科學技術領域，IT技術又成瞭科技變化發展的急先鋒。IT領域的“雲計算”在2007年還是個未知概念，到2014年“雲計算”不僅已經傢喻戶曉，而且在基於雲計算平颱上，創造瞭一個又一個發展速度的新紀錄：一款在雲平颱上的遊戲，可以在幾個月發展數韆萬用戶；雲平颱支撐的電子商務，1秒鍾可以完成數萬筆交易。目前這種IT雲計算領域的發展變化模式已經不再局限於令人瞠目的數字，而是已經開始嚮傳統行業乃至國傢整體經濟與社會領域進行快速滲透。我們相信，在不久的將來，全球的經濟、社會與科學的麵貌，在雲計算技術、服務與理念的推動下會煥然一新。這就是我們過去十幾年常說的“信息技術革命”，在我們眼前正在發生、發展和不斷演變著。
　　“雲計算”這個名詞雖然目前已經傢喻戶曉，而且業內基本認可美國國傢標準與技術研究院(NIST)對雲計算的概念定義，但人們對雲計算的理解至今依舊不同。究其根因，一方麵是雲計算的技術、服務模式和理念在不斷演進和發展變化，另一方麵，雲計算的宣傳推廣主體，齣於商業或理念的差異而對雲計算的內涵進行瞭不同方嚮的強化和引申。人們對雲計算的不同理解，勢必引發概念定義上的爭議，但一個不爭的共識是：雲計算已經落地生根，並快速地發展壯大，“像用電一樣使用信息服務”的雲計算理想雖然還未完全實現，但距離這個目標已經越來越近。我們每個人對雲計算的發展階段同樣可能有不同的理解和劃分，這很正常，也很有益，因為多樣化的觀點碰撞是創新靈感的源泉。本書也將“雲計算”的技術內涵進行瞭更大範圍的發展和延伸。這讓我聯想到互聯網行業正在發生的變化，早期的互聯網公司僅僅開發與其直接相關的web網站，但現如今，大型互聯網公司，所做的産品與業務早已遠遠地超齣當初的範疇，不僅在看似簡單的web網站下麵搭建瞭一個龐大的數據處理與分析平颱，而且支撐其網站的服務器、存儲、網絡乃至數據中心這些硬件産品均由互聯網公司自己研發與設計，領先的互聯網公司做的産品還遠不止這些，Google推齣瞭手機操作係統、眼鏡，並緻力於開發、完善無人駕駛汽車；亞馬遜開發無人飛機用於物流投遞；Facebook在虛擬現實領域進行瞭高額投入；國內的阿裏、騰訊等公司在開發各種金融類創新産品。針對這些巨大的變化，在沒有更好的名稱之前，我們依然要稱呼它們是互聯網公司，我們隻能說當今互聯網的含義比10年前的互聯網更加寬泛。“雲計算”也是如此。在IT領域，基本上每3～5年便會進行一次産品技術的更新換代，雲計算經過多年發展，無論在技術深度還是在技術廣度上均會有顯著延展。通過閱讀此書，可以明顯感受到雲計算技術這些年來的發展和進步，以及雲計算技術在企業IT和電信網絡重構中的作用。
　　雲計算不僅對企業和電信的發展有重大的推動作用，對教育科研領域也將有深遠的影響。“雲計算”是由企業提齣的概念，並一直由企業主導“雲計算”技術的研發、推廣與應用。特彆是雲計算所支撐的大數據概念與技術的齣現，企業主導，特彆是互聯網企業主導技術發展的趨勢更加明顯。之所以企業能夠主導雲計算與大數據技術的發展，原因可能來自三個方麵：一是企業擁有的雄厚資金；二是雲計算技術與企業應用及市場需求呈現齣瞭緊耦閤的發展；三是企業(特彆是互聯網企業)擁有足量的數據資源和計算資源。企業主導，也同時意味著傳統先有理論後有應用，大學科研機構負責理論(學術)創新，企業負責應用創新(工程實踐)的分工模式，在雲計算與大數據領域基本不再適用。大學教育科研機構，特彆是信息技術學科，需要調整自身角色來順應這一趨勢的發展。雲計算領域提供瞭非常豐富的開源環境，例如OpenStack、Hadoop、 Xen、 KVM等，互聯網同時提供瞭數量龐大的信息技術文章，雲計算廠商會提供免費或低價的試用軟件或雲計算環境，再加上不斷齣版更新的信息技術類書籍，這些資源構成瞭一個開放且實時更新的教學乃至實驗環境，可以供廣大學生學習和實踐使用。未來大學對學生的培養工作可能將集中在四個方麵：方嚮性的指導；綜閤技能的認證；給學生提供專心學習交流的環境；為學生搭建創新的平颱。大學的信息技術類學科的科研機構，需要與企業和市場更加緊密的結閤，雙方共享數據，共享研發測試環境，專利交叉共享，項目收益共享。大學科研機構可側重承擔企業偏遠期的雲計算與大數據技術的開發，企業側重承擔近期應用技術開發，雙方的界限會很模糊。在雲計算時代，年齡、資曆和職稱都不再是科研創新的門檻，大學生可以廣泛參與和承擔雲平颱類産品應用開發，學生的自主創新成果(同時參照産品受市場歡迎的程度)將是個人能力認證的一個重要依據。
　　希望本書的所有讀者，在瞭解到雲計算技術的同時，都能夠積極地投身到雲計算産業實踐中來。隻有更多的人認識到雲計算的價值，纔能挖掘齣更多雲計算的價值，雲計算産業纔會有源源不斷的動力來蓬勃發展，相信讀者中的很多人都將成為雲計算産業的中堅力量。
　　李德毅
　　中國工程院院士，國際歐亞科學院院士
　　序言二
　　閤作創新，雲以緻用
　　雲計算從概念到大規模實踐，短短數年間迅猛發展。它與諸多行業深度融閤，帶來瞭顛覆性的創新，凸顯齣巨大應用價值和發展前景。讀到華為公司雲計算首席架構師顧炯炯新著《雲計算架構技術與實踐(第2版)》，我倍感興奮。著作概括瞭華為的雲計算構想，錶明華為雲計算布局已走在行業的前列，也預示著英特爾和華為在雲計算方麵的閤作將更加密切。
　　隨著計算的延伸與擴展、移動互聯網的發展，中國消費者擁有瞭越來越多的智能設備。為瞭讓消費者在不同時間、不同場閤獲得實時信息服務，需要將各種內容和應用通過雲端進行整閤、匹配，推嚮不同的終端用戶，實現從雲到端高效順暢的體驗。從電信運營商到服務提供商，通過雲架構部署各種移動設備和個性化服務，無疑是非常經濟、便捷的途徑。
　　同時，在經濟發展和行業變革中，人們所遇到的挑戰也日益復雜，需要綜閤的解決方案來應對。例如，在城鎮化進程中，利用雲計算結閤物聯網與大數據解決方案，可推動智能交通、平安城市、智慧醫療、環境監控等項目建設，帶來更好的城市運行管理和公共服務。將雲計算與傳統行業融閤，將帶來跨界創新，催生前所未有的商業模式、産業生態。雲計算越來越從一種降低成本與提高效率的方式，演變成嚮企業和消費者提供新服務的途徑。
　　麵對在綫應用、服務和數據的高速增長，數據中心規模急劇膨脹，需要對數據中心 IT 基礎設施的主要組成部分——服務器、存儲和網絡設備進行以軟件定義為導嚮的創新，實現自動供給的 IT 資源池。英特爾於2013年開始踐行“軟件定義基礎設施”戰略，在開放平颱上由用戶自行定義他們的基礎設施，這將使用戶在雲資源池內“調兵遣將”時更加輕鬆，進而也讓他們的新應用和新服務更快得到底層支持，實現迅速交付。
　　英特爾長期專注於計算的創新，我們提供從服務器到存儲、網絡全麵的計算能力及軟件優化支持，與産業夥伴共同應對各種雲計算發展難題，真正實現“雲以緻用”。為此英特爾與産業界協同閤作，基於開放架構推齣瞭英特爾雲構建計劃，幫助開放數據中心聯盟發掘和定義企業用戶的雲計算需求，並提供豐富的雲計算解決方案。
　　攜手推動雲計算創新，英特爾與華為的閤作是一個很好的例證。華為不僅在通信行業處於領先地位，過去幾年間其雲計算業務也成倍增長。英特爾與華為的閤作由來已久，雙方都較早受到信息通信産業中最大的潮流——信息技術和通信技術融閤的影響，閤作領域不斷拓展，從最初在通信領域，擴展到服務器、存儲、網絡領域，現在又把共同的目標放在瞭雲計算和大數據的創新機會上。我們對雙方的閤作前景充滿信心。
　　中國互聯網用戶眾多，信息終端普及率很高，企業及消費者對於IT技術的瞭解和接受速度也非常快，再加上政府大力支持雲計算産業，並實施寬帶中國戰略，這就使得中國在雲計算部署規模、技術以及商業模式創新方麵迅猛發展。我們期待著與國內閤作夥伴深化和擴展閤作領域，讓更多源自中國的雲計算創新成果去影響並推動全球信息技術和通信産業的發展進程！
　　楊敘
　　英特爾公司
　　全球副總裁兼中國區總裁
　　前??言
　　什麼是雲計算？美國國傢標準與技術協會(NIST)對此有這樣一個權威和經典的定義： “所謂雲計算，就是這樣一種模式，該模式允許用戶通過無所不在的、便捷的、按需獲得的網絡接入到一個可動態配置的共享計算資源池(其中包括瞭網絡設備、服務器、存儲、應用以及業務)，並且以最小的管理代價或者業務提供者交互復雜度即可實現這些可配置計算資源的快速發放與發布。”
　　雲計算的核心可以用五大基本特徵、三種服務模式以及四類部署模式來概括。五大基本特徵是：按需獲得的自助服務，廣泛的網絡接入、資源池化、快捷的彈性伸縮以及可計量的服務。三種服務模式為：雲基礎設施即服務(IaaS)，雲平颱即服務(PaaS)，以及雲軟件即服務(SaaS)。四類部署模式可以劃分為：專有雲(私有雲)、行業雲、公有雲，以及混閤雲。
　　從各類雲服務的創建、部署以及消費角度來描述雲計算的實質，意味著雲計算天然要求支持麵嚮服務的能力。現代企業通常會將其IT基礎設施、業務平颱以及軟件即服務的對外開放作為其整體端到端企業信息架構SOA解決方案中的重要一環來執行。當然軟件即服務(SaaS)作為一個流行多年的話題，其最早齣現是在雲計算概念齣現之前，其實已經不是什麼新鮮概念瞭。
　　以亞馬遜2006年3月13日發布的S3服務為起點，到“雲計算”概念2008年最早被Google提齣，至今已有10年多的曆史瞭，其核心理念已廣為人們所傳播和接受，也經曆瞭方興未艾的發展。當雲計算還處於概念炒作的初始階段時，雲計算一度成為IT業界、媒體傳播渠道，乃至所有涉及IT信息化、政府宏觀規劃、關係國計民生的各大垂直行業關注的焦點，雲計算也因此成為街頭巷尾熱議的 “時髦”話題，與此同時，各種關於雲計算的商業和解決方案應運而生，各類理念和包裝良莠不齊、不一而足，反而讓大傢對雲計算到底能做些什麼，對其潛在的客戶到底能夠解決什麼實際問題，能夠帶來什麼樣的實際價值感到迷惘，使得大傢對雲計算的未來前景産生瞭懷疑。
　　關於雲計算的社會價值與意義，我們常常用一句話錶達雲計算的目標訴求：“未來讓人們像用水和用電那樣使用雲計算”。在這裏，人們將雲計算視為一種“水和電”那樣無處不在、人類社會日常生産和生活過程中必不可少的基礎資源。這裏我們用“電力”來形容雲計算可能更為恰當，因為電力是上一個工業文明時代最關鍵的生産資料。電燈、收音機、電視機、電冰箱、電風扇，乃至於自動化生産綫等無不需要依賴於電力驅動。相比電力，雲計算則對應於當前的知識與信息時代進行任何信息分析與處理的生産資料，用於支撐ERP/CRM/Email/BI大數據乃至金融實時交易數據處理等所有維持企業業務正常運作所需的按需獲取、按需分配的關鍵資源。
　　從技術架構演進的視角來看，有人將雲計算視為自IT領域馮·諾依曼計算機架構誕生之後的第三次裏程碑式的變革，是對傳統計算架構與計算模式的顛覆與創新。也有人認為雲計算無非是一種商業理念上的包裝，所謂“新瓶裝舊酒”，隻是各個IT廠商用來“促銷”自己産品的一種“營銷活動”，並沒有帶來根本性的技術變革，也並沒有給IT架構帶來根本性的變化，那麼真相究竟是怎樣的呢？
　　迴顧企業IT架構演進的整個曆史，我們不難看到，馮·諾依曼架構的第一颱計算機誕生以來的前30年，計算高度集中化、支持多用戶多任務的大型機和小型機是企業IT的主流形雲計算架構技術與實踐（第2版）下載 mobi epub pdf txt 電子書

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