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分布式系統(tǒng)及云計算概論(第2版)(計算機(jī)系列教材)
云計算是一個新興的術(shù)語,很多技術(shù)還處在起步階段。云計算涉及的范圍非常廣,包括分布式計算、并行計算、效用計算等。本書從分布式系統(tǒng)的角度出發(fā),系統(tǒng)地對云計算進(jìn)行全面介紹,既有分布式系統(tǒng)和云計算系統(tǒng)的理論分析和內(nèi)核技術(shù)闡述,又有對各大IT公司的云計算軟件產(chǎn)品的使用方法的介紹和比較分析。本書作者隊(duì)伍強(qiáng)大,有海內(nèi)外一流高校的教授和研究學(xué)者,也有IT公司的云計算技術(shù)的開發(fā)和管理人員。本書可以作為高年級本科生、研究生的教材,也可供云計算的應(yīng)用開發(fā)人員、行業(yè)專業(yè)人士以及相關(guān)學(xué)科的研究者作參考。
1.1分布式計算與分布式系統(tǒng)/1 1.1.1分布式計算簡介/1 1.1.2分布式系統(tǒng)的實(shí)例/2 1.1.3分布式系統(tǒng)的目標(biāo)/4 1.2云計算/5 1.2.1簡介/5 1.2.2云計算的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)/7 1.3本書概要/10 1.4小結(jié)/11 習(xí)題/12第一篇分布式系統(tǒng)第2章分布式系統(tǒng)入門/15 2.1分布式系統(tǒng)的定義/15 2.1.1分布式與集中式/15 2.1.2分布式與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/16 2.1.3分布式系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)/17 2.1.4分布式系統(tǒng)分類/18 2.2分布式系統(tǒng)中的軟硬件/19 2.2.1硬件/19 2.2.2軟件/20 2.3分布式系統(tǒng)中的主要特征/21 2.3.1容錯性/21 2.3.2安全性/22 2.4小結(jié)/23 習(xí)題/23第3章客戶—服務(wù)器端架構(gòu)/25 3.1客戶—服務(wù)器模式的基本概念和優(yōu)點(diǎn)/25 3.1.1客戶—服務(wù)器模式的基本概念/25 3.1.2客戶—服務(wù)器模式優(yōu)點(diǎn)/26 3.2客戶—服務(wù)器端架構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)/26 3.2.1面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)/26 3.2.2應(yīng)用程序的層次結(jié)構(gòu)/27 3.2.3客戶—服務(wù)器模型體系結(jié)構(gòu)/29 3.3客戶—服務(wù)器模型的進(jìn)程通信/32 3.3.1進(jìn)程通信中客戶—服務(wù)器模型的 實(shí)現(xiàn)方法/32 3.3.2客戶—服務(wù)器模型的進(jìn)程 通信協(xié)議/34 3.4客戶—服務(wù)器端模型的變種/37 3.4.1移動代碼/37 3.4.2移動代理/38 3.4.3網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)/39 3.4.4瘦客戶/40 3.4.5移動設(shè)備和自組網(wǎng)絡(luò)/40 3.5小結(jié)/41 習(xí)題/42第二篇云計算技術(shù)第4章分布式云計算概述/45 4.1云計算入門/45 4.1.1云計算的定義/45 4.1.2云計算的發(fā)展歷史/46 4.1.3云計算的特點(diǎn)/48 4.2云服務(wù)/49 4.2.1使用云平臺的理由/49 4.2.2云平臺的服務(wù)類型/50 4.2.3云平臺服務(wù)的安全性/51 4.2.4云平臺服務(wù)的供應(yīng)商/51 4.2.5云平臺服務(wù)的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)/54 4.3云計算比較/55 4.3.1集群計算和云計算/55 4.3.2網(wǎng)格計算和云計算/57 4.3.3效用計算和云計算/59 4.3.4并行計算、分布計算和云計算/60 4.4小結(jié)/61 習(xí)題/62第5章Google公司的三大技術(shù)/63 5.1Google文件系統(tǒng)/63 5.1.1前言/63 5.1.2設(shè)計概要/64 5.1.3系統(tǒng)交互/68 5.1.4主控服務(wù)器操作/69 5.1.5容錯和檢測/70 5.2Bigtable技術(shù)/71 5.2.1Bigtable簡介/71 5.2.2Bigtable數(shù)據(jù)模型/72 5.2.3API/73 5.2.4Bigtable所依賴的框架/74 5.2.5Bigtable實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵/75 5.2.6Bigtable性能優(yōu)化方案/78 5.2.7Bigtable應(yīng)用實(shí)例/81 5.2.8經(jīng)驗(yàn)總結(jié)/83 5.3MapReduce技術(shù)/84 5.3.1前言/84 5.3.2編程模型/85 5.3.3實(shí)例/85 5.3.4輸入輸出類型/85 5.3.5更多實(shí)例/86 5.3.6MapReduce執(zhí)行/86 5.4小結(jié)/89 習(xí)題/89第6章Yahoo!公司的云平臺技術(shù)/91 6.1什么是PNUTS——靈活通用的表存儲平臺/91 6.1.1前言/91 6.1.2PNUTS概述/92 6.1.3PNUTS的設(shè)計和功能/93 6.1.4PNUTS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/93 6.1.5PNUTS的數(shù)據(jù)存儲和檢索/94 6.1.6副本和一致性/95 6.1.7其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能/97 6.1.8數(shù)據(jù)庫服務(wù)/98 6.2Pig系統(tǒng)簡述/98 6.2.1Pig的定義/98 6.2.2Pig簡介/98 6.3ZooKeeper系統(tǒng)簡述/99 6.3.1什么是ZooKeeper/99 6.3.2ZooKeeper項(xiàng)目介紹/99 6.4小結(jié)/100 習(xí)題/100第7章Greenplum數(shù)據(jù)庫技術(shù)/101 7.1什么是Greenplum/101 7.2Greenplum 分析數(shù)據(jù)庫/101 7.3Greenplum數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)/102 7.3.1無共享大規(guī)模并行處理 體系結(jié)構(gòu)/102 7.3.2Greenplum的分段單元服務(wù)/103 7.3.3數(shù)據(jù)分布和并行掃描/103 7.3.4容錯能力和先進(jìn)的復(fù)制技術(shù)/104 7.3.5全局并行查詢優(yōu)化技術(shù)/105 7.3.6gNet軟件互聯(lián)/105 7.3.7并行數(shù)據(jù)流引擎/106 7.3.8統(tǒng)一的分析處理/107 7.3.9基于標(biāo)準(zhǔn),建立在開源PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之上/107 7.4Greenplum的關(guān)鍵特性和優(yōu)點(diǎn)/107 7.5小結(jié)/108 習(xí)題/108第8章Amazon公司的Dynamo技術(shù)/109 8.1Dynamo初步介紹/109 8.2Dynamo的背景資料/110 8.2.1系統(tǒng)的假設(shè)和需求/110 8.2.2服務(wù)層協(xié)議/111 8.2.3設(shè)計考慮因素/112 8.3Dynamo系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)/113 8.3.1系統(tǒng)接口/114 8.3.2分割算法/114 8.3.3復(fù)制/115 8.3.4數(shù)據(jù)版本/116 8.3.5Dynamo中的get()和 put()的操作/118 8.3.6臨時性故障處理/118 8.3.7處理永久的錯誤: 同步復(fù)制/119 8.3.8成員關(guān)系和故障檢測/119 8.3.9增加/刪除存儲結(jié)點(diǎn)/120 8.4小結(jié)/121 習(xí)題/121第9章IBM公司的云計算技術(shù)/122 9.1IBM公司的云計算概述/122 9.2云風(fēng)暴/123 9.3智能商業(yè)服務(wù)/124 9.4智慧地球計劃/124 9.5Z系統(tǒng)/125 9.6虛擬化的動態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)/126 9.6.1虛擬化/127 9.6.2虛擬化的云計算技術(shù)/128 9.6.3實(shí)現(xiàn)虛擬化策略的關(guān)鍵解決 方案/129 9.7小結(jié)/132 習(xí)題/132第三篇分布式云計算的程序開發(fā)第10章Hadoop系統(tǒng)/135 10.1Hadoop簡介/135 10.1.1Hadoop系統(tǒng)的由來/135 10.1.2Hadoop的作用/135 10.1.3Hadoop的優(yōu)勢/136 10.1.4Hadoop應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢/136 10.2Hadoop項(xiàng)目及其結(jié)構(gòu)/137 10.3Hadoop體系結(jié)構(gòu)/139 10.4Hadoop集群安全策略/141 10.5小結(jié)/143第11章MapReduce詳解/145 11.1MapReduce簡介/145 11.2MapReduce計算模型/146 11.2.1MapReduce Job/146 11.2.2Hadoop中hello world程序/147 11.2.3運(yùn)行MapReduce應(yīng)用程序/150 11.2.4新的API/152 11.2.5MapReduce的數(shù)據(jù)流和 控制流/154 11.3MapReduce工作機(jī)制/155 11.3.1MapReduce作業(yè)的執(zhí)行流程/155 11.3.2提交作業(yè)/156 11.3.3初始化作業(yè)/158 11.3.4分配任務(wù)/160 11.3.5執(zhí)行任務(wù)/162 11.3.6更新任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度和狀態(tài)/163 11.3.7完成作業(yè)/164 11.4開發(fā)MapReduce應(yīng)用程序/164 11.4.1系統(tǒng)參數(shù)的配置/165 11.4.2配置開發(fā)環(huán)境/167 11.4.3編寫MapReduce程序/168 11.4.4本地測試/170 11.4.5在集群上運(yùn)行/170 11.5小結(jié)/173第12章HDFS詳解/174 12.1HDFS簡介/175 12.2HDFS的相關(guān)概念/176 12.3HDFS的體系結(jié)構(gòu)/177 12.4HDFS的基本操作/179 12.4.1HDFS的命令行操作/179 12.4.2HDFS的Web界面/180 12.5HDFS中的讀寫數(shù)據(jù)流/180 12.5.1文件的讀取/180 12.5.2文件的寫入/182 12.5.3一致性模型/183 12.6小結(jié)/184第13章基于HBase系統(tǒng)的開發(fā)/186 13.1HBase簡介/186 13.2HBase體系結(jié)構(gòu)/187 13.2.1HRegion/187 13.2.2HRegion Server/188 13.2.3HBase Master/189 13.2.4ROOT表和META表/189 13.2.5HBase與ZooKeeper/190 13.3HBase數(shù)據(jù)模型/190 13.3.1數(shù)據(jù)模型/190 13.3.2概念視圖/191 13.3.3物理視圖/191 13.4HBase與HDFS/192 13.5Java API與HBase編程/192 13.5.1Java API簡介/192 13.5.2HBase編程/198 13.6小結(jié)/201第14章基于Hive系統(tǒng)的開發(fā)/202 14.1Hive簡介/202 14.1.1Hive的數(shù)據(jù)存儲/202 14.1.2Hive的元數(shù)據(jù)存儲/204 14.2Hive QL/204 14.2.1數(shù)據(jù)定義(DDL)操作/204 14.2.2數(shù)據(jù)管理(DML)操作/214 14.2.3SQL操作/216 14.2.4Hive QL使用實(shí)例/219 14.3Hive網(wǎng)絡(luò)接口/221 14.3.1Hive網(wǎng)絡(luò)接口配置/221 14.3.2Hive網(wǎng)絡(luò)接口操作實(shí)例/222 14.4Hive編程/225 14.5Hive優(yōu)化/228 14.6小結(jié)/230第15章基于Google App Engine系統(tǒng)的開發(fā)/231 15.1Google App Engine簡介/231 15.1.1Google App Engine 基本功能/231 15.1.2Google App Engine 環(huán)境配置/233 15.1.3Google App Engine 資源配額/235 15.2如何使用Google App Engine/235 15.2.1Google App Engine Java SDK 使用/236 15.2.2Google App Engine Python SDK 使用/250 15.3基于Google App Engine的應(yīng)用程序開發(fā) 實(shí)例/256 15.4小結(jié)/261 習(xí)題/261第16章基于Windows Azure系統(tǒng)的開發(fā)/263 16.1微軟公司的云計算概述/263 16.1.1微軟公司的云計算戰(zhàn)略/263 16.1.2微軟公司的動態(tài)云計算解決 方案/264 16.2Windows Azure平臺簡介/267 16.2.1Windows Azure/268 16.2.2SQL Azure/271 16.2.3.NET 服務(wù)/273 16.3Windows Azure服務(wù)使用/275 16.3.1Windows Azure環(huán)境配置/276 16.3.2開發(fā)GuestBook應(yīng)用程序/276 16.3.3發(fā)布GuestBook應(yīng)用程序/287 16.4小結(jié)/289 習(xí)題/290附錄A云計算在線檢測平臺/291 A.1平臺介紹/291 A.2結(jié)構(gòu)和功能/291 A.2.1前臺用戶接口的結(jié)構(gòu)和功能/292 A.2.2后臺程序運(yùn)行的結(jié)構(gòu)和功能/293 A.2.3平臺程序過濾功能/293 A.3檢測流程/295 A.4使用介紹/296 A.4.1功能使用/296 A.4.2返回結(jié)果介紹/297 A.4.3使用注意事項(xiàng)/298 A.5小結(jié)/299技術(shù)名詞索引/300參考文獻(xiàn)/306后記/316
第1章緒論
1.1分布式計算與分布式系統(tǒng) 1.1.1分布式計算簡介 1.1.2分布式系統(tǒng)的實(shí)例 1.1.3分布式系統(tǒng)的目標(biāo) 1.2云計算 1.2.1簡介 1.2.2云計算的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 1.3本書概要 1.4小結(jié) 習(xí)題12第一篇分布式系統(tǒng)第2章分布式系統(tǒng)入門 2.1分布式系統(tǒng)的定義 2.1.1分布式與集中式 2.1.2分布式與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 2.1.3分布式系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 第1章緒論
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