云计算通俗讲义（第3版）

本书力求简明扼要地阐述云计算的基本概念，让非IT专业人士也能轻松看懂这一现在人人都能接触（以后程度会更深）的事物?D?D云计算。本书遵循一条由感性到理性、由浅入深的主线展开：首先采用情景描述，让外行的人对云计算也能产生感性认识；其次从计算机的基本知识开始逐步引出云计算的概念，使人产生理性认识；接着列举一系列生活中的典型云应用例子，让人们明白云计算给生活带来的确切好处；*后采用OpenStack搭建单节点和三节点方案让人们感受组建云计算中心的过程，以达到抛砖引玉之功效。本书可作为高等院校学生教材。

王良明，从事IT工作二十余年，先后在银行、华为、上海大唐工作过，2004年涉足云计算，期间自己创业两次，都是云计算产品。

正如一位读者写的评论：“这本书确实写得好，通俗易懂。引用作者前言‘非技术人员通过阅读本书，能感性认识云计算’，确实是这样的。这就是目前我想找的有关云计算的书。”这本书更新到第3版，只能让这个写作理念贯彻得更彻底，书的内容也经过了作者和前两版读者的打磨，精益求精。

从2011年开始，云计算成为国内线上线下的热谈，政府主导的5个云计算中心浮现在国人的眼前，各种新型云计算公司如雨后春笋般涌现，许多非互联网公司也纷纷增加与云计算有关的产品线，各种云存储产品容量节节攀升。伴随而来的是云计算书籍的大量涌现，在书店和网店都占据着显著的位置。笔者从2006年开始涉足云计算，自然不会错过这些新涌现的书籍，但翻了很多这类书之后发现，这些书中堆满了各种专业术语和英文单词，很多内容都是直译外国文档资料，但都没有说清楚什么是云计算。在云计算应用风起云涌的当下，云计算、物联网和大数据的概念异常混乱，而且诸如智慧小区、智慧城市和智慧地球等新概念又不断被炒出来，更是让人“不识庐山真面目”了。

在中国，云计算呈现冰火两重天的怪象：这边厢，供应商们个个摩拳擦掌、热情高涨，大家恨不得从“万亿云计算市场”蛋糕中分得一大块，却鲜有人脚踏实地做产品；那边厢，用户们迷茫、观望者众多，大家都牢牢捂紧各自的钱袋，怯怯地问：“云计算到底是什么？能给我带来什么好处？”

笔者深刻地感受到，必须要向民众简单明了地讲清楚云计算的概念，同时对各种热炒的新概念做一个全面的梳理，正本清源，才能使得国内云计算产业步入良性发展的轨道。

本书遵循由感性认识到理性认识、由浅入深的原则展开讨论。第1章“云”畅想，以未来一家人的衣食住行为情节来描述美好的云生活，使得读者对云计算有一个初步的感性认识。第2章“云”概念，从最基本的计算机知识开始，逐步引入云计算的几个主要特征，最后阐述云计算的概念就水到渠成了。第3章“云”架构，重点介绍美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）发布的云计算架构模型。第4章“云”组件，从整体上梳理云计算的组成结构，并阐述各个组成部分对应的开源和商业解决方案。第5章“云”技术，介绍组建云计算中心需要用到的技术，向读者表明云计算只不过就是传统IT技术的集大成者，并没有什么神秘的新技术。第6章“云”安全，从多个角度介绍云计算的安全性，意在消除部分民众认为云计算不安全的恐惧心理。第7章“云”应用，罗列一些生活当中最典型的云应用，目前这些云应用无一被实现，是未来的重点发展方向。第8章“云”实验，采用OpenStack分别搭建单节点和三节点IaaS云实验平台，步骤详细。

本书自第1版发行以来，收到了很多读者的反馈，于是笔者结合自己的最新教学总结，加上云计算快速发展带来的新东西，在第2版的基础上继续推出第3版。相对于第2版，第3版主要做了如下改进：第6章增加了当前主流云服务提供商的各自产品介绍和综合比较；第8章全部重写，方便读者在一台电脑上就能搭建云实验平台。

非技术人员通过阅读本书，能感性认识云计算；

企业管理者通过阅读本书，能发现商机；

IT技术人员通过阅读本书，能建立IT环境的全局观，并对云计算涉及的方方面面技术产生理性认识；

云计算工程师通过阅读本书，会重新梳理大脑中原先杂乱无章的概念，且有可能将对云计算的认识提高到哲学层面；

大学生通过阅读本书，可以很好地建构自己的云计算知识体系……

总之，每个读者都能从中获益，至少对云计算不再“云里雾里”了。

我要感谢一路陪同我的妻子、女儿、父母及兄弟姐妹，他们是上帝赐予我最宝贵的财富，我们一路同行，一路欢笑。

恳求各位读者提出宝贵的意见和建议，荣誉归于你们，不胜感激。

本书一些配套的资料请浏览网站www.veryopen.org，有意见和建议请发送邮件至[email protected]。

目 录

第1章 “云”畅想 1

第2章 “云”概念 18

2.1 软件的概念 19

2.2 计算机系统 25

2.3 计算机网络 27

2.4 IT系统组成 32

2.5 云计算概念 36

2.6 3种服务模式 42

2.6.1 IaaS 43

2.6.2 PaaS 47

2.6.3 SaaS 52

2.7 4种部署模型 59

2.7.1 私有云 60

2.7.2 社区云 62

2.7.3 公有云 64

2.7.4 混合云 65

2.8 云计算的优劣分析 68

2.8.1 情景案例 68

2.8.2 云计算的优势 73

2.8.3 云计算的劣势 74

第3章 “云”架构 76

3.1 云架构参考模型 76

3.2 云服务消费者 80

3.3 云服务提供商 81

3.3.1 服务编排 82

3.3.2 云服务管理 83

3.3.3 安全保障 86

3.3.4 隐私保护 88

3.4 云计算审计员 89

3.5 云服务代理商 89

3.6 云服务承运商 91

第4章 “云”组件 92

4.1 开源组件 95

4.1.1 开源计算项目 95

4.1.2 虚拟化 97

4.1.3 操作系统 103

4.1.4 数据库 104

4.1.5 中间件 114

4.1.6 基础服务组件 118

4.1.7 云管理工具 124

4.1.8 应用软件 139

4.2 商业组件 140

4.2.1 VMware 140

4.2.2 Citrix 141

4.2.3 Microsoft 143

第5章 “云”技术 145

5.1 云端技术 145

5.1.1 云布局 147

5.1.2 存储 150

5.1.3 虚拟化与容器技术 157

5.1.4 远程桌面 168

5.1.5 负载均衡 172

5.1.6 集群 174

5.1.7 容错计算 177

5.1.8 家目录漫游 181

5.1.9 租户隔离 183

5.1.10 统一身份认证 187

5.1.11 SOA 189

5.1.12 微服务 195

5.2 终端技术 195

5.2.1 终端分类 195

5.2.2 质量控制 198

5.2.3 终端项目 198

5.3 通信协议 200

第6章 “云”安全 212

6.1 信息管理与数据安全 213

6.1.1 云信息架构 213

6.1.2 数据打散存储 216

6.1.3 数据安全生命周期 216

6.1.4 数据安全 217

6.2 计算可用性 220

6.3 互操作性与可移植性 223

6.3.1 互操作性 223

6.3.2 可移植性 224

6.3.3 实施建议 225

6.3.4 用户自由度 227

6.4 加密与密钥管理 228

6.4.1 加密介绍 229

6.4.2 云端数据库加密 229

6.4.3 密钥管理 230

6.5 云服务提供商 232

第7章 “云”应用 239

7.1 企业私有办公云 240

7.2 园区云 241

7.3 医疗云 243

7.4 公民档案云 244

7.5 卫生保健云 245

7.6 教育云 245

7.7 交通云 247

7.8 出行云 248

7.9 购物云 248

7.10 农村农业云 249

7.11 高性能计算云 250

7.12 人工智能云 250

第8章 “云”实验 252

8.1 单节点安装 255

8.1.1 系统设计 255

8.1.2 安装过程 255

8.1.3 启动一台虚拟机 279

8.1.4 安装Horizon 282

8.2 三节点安装 284

8.2.1 系统设计 284

8.2.2 安装过程 288

8.3 OpenStack管理 345