云计算系统架构与应用(新一代信息技术创新型教材)

本书通过四篇系统介绍 了云计算系统架构与应用。 其中，第一篇为云计算基础 ，主要介绍云计算概念、产 生背景、发展历程、特点， 并详细讲解了目前常用的云 计算架构、服务模式以及云 计算的关键技术；第二篇为 云计算主流平台，讲解 OpenStack、Kubernetes两 个主流开源云平台的概念、 理论、架构组件以及典型应 用场景；第三篇为云计算与 其他技术的融合应用，分析 云计算与大数据、人工智能 、高性能计算以及云边协同 计算之间的关系和融合应用 场景；第四篇为综合案例实 践，通过六个综合案例，给 出云计算技术在各领域的应 用解决方案。本书创新性地 引入了云计算与其他技术领 域的融合内容，通过理论与 实践相结合的方式，更深入 地讨论了云计算系统的关键 技术、系统架构以及融合应 用场景。 本书可以作为高等院校 计算机、大数据、人工智能 、电子信息、数学等相关学 科专业的大数据课程教材， 也可作为正在学习云计算技 术的人员的实践教材。

张虎，男，副研究员，重点从事云计算、大数据、高性能计算等领域的研究。工作期间，作为主要科研人员参与完成了国家核高基项目一项，国家重点研发计划项目一项，山东省重点研发计划一项，山东省创新公共服务平台专项计划一项，山东省创新公共服务平台项目一项，山东省自然基金两项。在国内外核心期刊上发表论文5篇；参与申报4项发明专利；参与申报20余项软件著作权。

第一篇 云计算基础 第1章 云计算概述 1.1 课程思政 1.2 云计算概念 1.3 云计算产生背景 1.4 云计算发展历程 1.4.1 云计算技术的形成阶段 1.4.2 云计算技术的发展和完善阶段 1.4.3 云计算技术的成熟应用阶段 1.5 云计算技术特点 1.6 云计算典型应用 1.7 总结 1.8 习题 第2章 云计算架构及模式 2.1 课程思政 2.2 云计算架构 2.2.1 基础设施即服务（IaaS） 2.2.2 平台即服务（PaaS） 2.2.3 软件即服务（SaaS） 2.2.4 数据即服务（DaaS） 2.3 云计算服务模式 2.3.1 公有云 2.3.2 私有云 2.3.3 混合云 2.4 总结 2.5 习题 第3章 云计算关键技术 3.1 课程思政 3.2 虚拟化技术 3.2.1 虚拟化技术简介 3.2.2 虚拟化技术分类 3.2.3 虚拟化与云计算 3.2.4 虚拟化技术的发展趋势 3.3 分布式技术 3.3.1 分布式技术简介 3.3.2 分布式技术分类 3.3.3 分布式技术与云计算 3.3.4 分布式技术的发展趋势 3.4 云计算管理技术 3.4.1 云计算管理技术概述 3.4.2 云计算管理技术构成 3.4.3 云计算管理未来发展趋势 3.5 云原生技术 3.5.1 云原生技术概述 3.5.2 云原生技术分类 3.5.3 云原生技术的发展趋势 3.6 总结 3.7 习题 第二篇 云计算主流平台 第4章 OpenStack平台简介 4.1 课程思政 4.2 OpenStack平台概述 4.3 OpenStack设计理念 4.4 OpenStack架构及组件 4.4.1 OpenStack的架构 4.4.2 OpenStack的组件介绍 4.5 OpenStack典型应用 4.6 总结 4.7 习题 第5章 Kubernetes平台简介 5.1 课程思政 5.2 Kubernetes平台概述 5.3 Kubernetes设计理念 5.4 Kubernetes架构与原理 5.4.1 Kubernctes的基本概念 5.4.2 Kubernetes的系统架构 5.4.3 Kubernetes的基础原理 5.5 Kubernetes典型应用 5.6 总结 5.7 习题 第三篇 云计算与其他技术的融合应用 第6章 云计算在其他领域的融合应用 6.1 课程思政 6.2 云计算与大数据 6.2.1 大数据技术概述 6.2.2 云计算与大数据的联系 6.2.3 云计算与大数据的融合应用 6.3 云计算与人工智能 6.3.1 人工智能技术概述 6.3.2 云计算与人工智能之间的关系 6.3.3 云计算与人工智能的融合应用 6.4 云计算与高性能计算 6.4.1 高性能计算技术概述 6.4.2 云计算与高性能计算之间的关系 6.4.3 云计算与高性能计算的融合应用 6.5 云边协同计算 6.5.1 云边协同计算技术概述 6.5.2 云计算与云边协同计算的关系 6.5.3 云边协同计算的应用场景 6.6 总结 6.7 习题 第四篇 综合案例实践 第7章 云计算关键技术实战 7.1 课程思政 7.2 OpenStack平台搭建及应用 7.2.1 OpenStack搭建案例简介 7.2.2 基础环境及Kolla-Ansible安装 7.2.3 准备安装前初始化配置 7.2.4 部署 7.2.5 OpenStack应用 7.3 Kubernetes平台搭建及应用 7.3.1 实战案例简介 7.3.2 实战环境搭建 7.3.3 基于Kubernetes创建Nginx服务 7.4 Spark连接Hive读取数据 7.4.1 实战案例简介 7.4.2 实战环境搭建 7.4.3 Spark连接Hive读写数据 7.5 Kubeflow平台搭建及模型训练 7.5.1 实战案例简介 7.5.2 实战环境搭建 7.5.3 基于Kubeflow创建MNIST训练任务 7.6 基于容器HPC平台的高性能计算作业提交 7.6.1 实战案例简介 7.6.2 实战环境搭建 7.6.3 基于Volcano提交HPC作业 7.7 云边协同平台搭建及案例 7.7.1 实战案例简介 7.7.2 实战环境搭建 7.7.3 运行KubeEdge示例 参考文献