云计算的关键技术与应用实例
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- 作者： 王鹏
- 出版社：人民邮电出版社
- ISBN：9787115217127
- 上架时间：2009-12-23
- 出版日期：2010 年1月
- 开本：16开
- 页码：235
- 版次：1-1
- 所属分类：
计算机 > 电子商务与计算机文化 > 综合
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揭示云计算的关键技术
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本书从并行计算切入，以全新的视角全面讲述了云计算技术，主要内容包括并行计算技术、云计算的关键技术、架构及实例、云计算与智能、云计算技术的竞争性分析等内容。
书中针对云计算中的大量技术架构、细节及战略问题提出了自己的看法和解决方案，并对云计算的底层技术给出了具体的模型化实现实例——云计算v0.01。这些内容大多数来自于我们近期在云计算领域的研究成果和开发实际项目经验。
全书内容丰富，知识跨度较大，对云计算技术人员、技术战略分析人员和爱好者均有重要的参考价值，也可供高等院校研究云计算和并行计算的研究者和同学作为参考资料及教材使用。
书中针对云计算中的大量技术架构、细节及战略问题提出了自己的看法和解决方案，并对云计算的底层技术给出了具体的模型化实现实例——云计算v0.01。这些内容大多数来自于我们近期在云计算领域的研究成果和开发实际项目经验。
全书内容丰富，知识跨度较大，对云计算技术人员、技术战略分析人员和爱好者均有重要的参考价值，也可供高等院校研究云计算和并行计算的研究者和同学作为参考资料及教材使用。
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第1篇 从并行计算到云计算
第1章 并行计算与云计算 3
1.1 并行计算到云计算的演变 3
1.2 云计算需要定义吗？ 5
1.3 云计算是否是新瓶装旧酒 7
1.4 mpi与hadoop，不同学科学者的选择 7
1.5 云计算与浏览器 9
第2章 mpi并行计算环境的建立 13
2.1 配置前的准备工作 13
2.2 挂载nfs文件系统 14
2.3 配置ssh实现mpi节点间用户的无密码访问 15
2.4 安装mpich2 16
2.5 建立并行计算环境时的注意事项 17
第3章 并行计算时代的程序设计方法 19
3.1 最简单的并行程序 19
3.2 获取进程标志和机器名 22
3.3 有消息传递功能的并行程序 25
3.4 monte carlo法在并行程序设计中的应用 29
3.5 并行计算中节点间的reduce操作 31
3.6 用mpi的6个基本函数实现reduce函数功能 34
第1章 并行计算与云计算 3
1.1 并行计算到云计算的演变 3
1.2 云计算需要定义吗？ 5
1.3 云计算是否是新瓶装旧酒 7
1.4 mpi与hadoop，不同学科学者的选择 7
1.5 云计算与浏览器 9
第2章 mpi并行计算环境的建立 13
2.1 配置前的准备工作 13
2.2 挂载nfs文件系统 14
2.3 配置ssh实现mpi节点间用户的无密码访问 15
2.4 安装mpich2 16
2.5 建立并行计算环境时的注意事项 17
第3章 并行计算时代的程序设计方法 19
3.1 最简单的并行程序 19
3.2 获取进程标志和机器名 22
3.3 有消息传递功能的并行程序 25
3.4 monte carlo法在并行程序设计中的应用 29
3.5 并行计算中节点间的reduce操作 31
3.6 用mpi的6个基本函数实现reduce函数功能 34
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从并行计算、网格计算到云计算的发展历程，是一个技术从阳春白雪向下里巴人的发展过程。云计算使计算机上了云端，却让并行技术走进了人们的生活。云计算从定位上讲一开始就是面向所有普通用户的，所以云计算概念的提出马上得到了一线IT企业和大众的关注，使其成为一种改变现有计算机使用模式的革命性技术。Amazon的云计算系统在市场上的成功更是给了大家强大的信心。
云计算的发展到底到了什么阶段?我们以王国维在他的《人间词话》中的一段话来描述，“古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界”。“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路”，此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，此第二境也。“众里寻他千百度，蓦然回首，那人正在灯火阑珊处”，此第三境也。云计算发展到今天，我们认为应该还处于第一境界：望尽天涯路。前路漫漫，云计算最后将走向何方我们还不得而知，在技术上“你方唱罢我登场”，最后谁会成功我们也不得而知，现在正是需要大家开始以“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”的精神去找寻云计算的“天涯之路”，相信终会到达“众里寻他千百度，蓦然回首，那人正在灯火阑珊处”的境界。
云计算概念被提出以后并行计算技术和虚拟化技术成为其核心支撑技术，云计算将按需计算带给了普通的用户，也使并行计算成为普通用户方便使用的技术，而且并行计算中的“单一系统映像技术”实际也反映系统虚拟化的思想，所以从广义来看并行计算技术本身可能包括虚拟化技术，因而并行计算技术是云计算技术中的一个相当重要的技术基础。
云计算及高性能计算的逐步普及使并行程序设计成为许多程序设计人员不可避免的一项艰巨工作，特别是云计算、个人高性能计算机(PHPC)等技术的深入发展，使许多技术人员开始从单机工作模式向并行计算模式转变。由于并行程序设计现在还没有一个很好的集成开发平台提供方便的组件给设计者使用，几乎所有的设计工作都需要从底层自己完成，因此并行程序的设计往往使很多程序设计者望而却步。MPI作为并行程序设计事实上的标准被广泛地应用于各个领域，不少企业及研究机构逐步认识到MPI的重要性。
并行程序设计虽然被很多人认为很难，但入门却相当容易，笔者在第一次接触并行计算时对并行计算可以说是一无所知，且本是学物理出身对计算机技术并不熟悉，这使笔者能切实体会一个初学者的难处，所以本书面向初学者使读者在实例帮助下不知不觉实现从初学者到专家的转变。本书的着眼点在于并行编程的方法和思想，并不打算系统地介绍并行程序设计的所有知识细节，希望读者从并行计算开始进入云计算，在并行环境下的工作经验对理解云计算技术很有好处。
本书从并行计算技术入手，展示并行计算向云计算的发展过程，本书最后的落脚点是云计算技术，我们并没有能力对云计算技术未来的发展做出决定性的论断，云计算技术的未来发展方向将可能是多元化的，本书的目的是希望读者阅读本书进行实践， 自己去体会云计算技术，并形成自己的认识和观点。
云计算是软件和硬件发展到一定阶段的必然结果，各国在云计算技术上虽然存在一定的差距，但总体的水平相差不大，特别对我国的软件产业来说是一个千载难逢的发展机遇，如果能够重视在这一技术上的投入和支持，我们有望在云计算技术上与国际水平保持一致，扭转现在我国软件产业在操作系统等核心技术和产品被国外所垄断的局面。产业的变革机遇不是经常有的，国内的研究者、企业以及政府部门都应抓住这一机遇取得在信息技术上的主导权，这对我国的长远发展是一个战略性的改变。云计算技术体系现在层出不穷，一派“你方唱罢我登场，缄头变换霸王旗”的热闹景象，希望有一天城头能插上我国自己技术的霸王之旗。
云计算并不是计算技术的终结，云计算仍然是典犁的冯．诺依曼体系的堆叠，在数据处理上仍然是采用逐点计算，大自然对数据的并行处理模式才是计算技术的终极方法，本书对此也做了较为深入的讨论，对不确定性和隐含并行性做了分析。隐含并行计算是真正的隐于无形的计算模式。
本书知识跨度大，对大量云计算相关的问题提出了自己的观点，但我们并不保证书中所阐述的观点是普遍而成熟的，只代表我们自己当前的认识，也希望读者能辩证地看待。
本书力求以一种新的方法和新的视角来看待并行计算及云计算技术。本书主要对以下主题进行了讨论：
·并行计算技术；
·云计算技术；
·并行计算与云计算的关系；
·云计算、智能与不确定性；
·云计算技术及市场的竞争性分析。
本书的特点包括：兼顾技术性和思想性，兼顾架构和代码实现，兼顾当前技术和前瞻性技术，兼顾理论和应用，兼顾技术和市场。通过本书，读者可以获得对云计算的全面认识，本书的最后还对计算技术的未来发展给出了自己的看法。
感谢中国贸易报副社长刘德辉先生对本书的指导；感谢美国Unigen公司的张伟先生、何鹏先生和Micheal的帮助和讨论；感谢唐华、陈晓攀、何子俊、董静宜、陈磊和任超等同学在本书写作过程中提供的资料和技术支持；感谢人民邮电出版社黄焱编辑的指导和帮助；感谢SaaS中国的黄华峰先生的指导；感谢清华同方公司提供云终端试用和测试。
本书的写作及书中项目得到以下基金的资助：国家自然科学基金(60702075)、第41批中国博士后科学基金一等(20070410385)、第45批中国博士后科学基金二等(20090451420)、四川省青年科学基金前期资助(09ZQ026-068)、四川省教育厅自然科学重点项目(07ZA014)、成都信息工程学院自然科学与技术发展基金(CSRF200701)。
云计算是一项正在飞速发展的技术，在我们写作的过程中技术就在不断地变化和发展，本书涉及的知识面广，书中的内容是笔者在研究中所获得的结果和心得，因此难免出现偏颇和错误之处，希望各位读者不吝赐教，如有任何疑问可通过作者电子邮箱指正和讨论：wp002005@163．com。
作者
云计算的发展到底到了什么阶段?我们以王国维在他的《人间词话》中的一段话来描述，“古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界”。“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路”，此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，此第二境也。“众里寻他千百度，蓦然回首，那人正在灯火阑珊处”，此第三境也。云计算发展到今天，我们认为应该还处于第一境界：望尽天涯路。前路漫漫，云计算最后将走向何方我们还不得而知，在技术上“你方唱罢我登场”，最后谁会成功我们也不得而知，现在正是需要大家开始以“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”的精神去找寻云计算的“天涯之路”，相信终会到达“众里寻他千百度，蓦然回首，那人正在灯火阑珊处”的境界。
云计算概念被提出以后并行计算技术和虚拟化技术成为其核心支撑技术，云计算将按需计算带给了普通的用户，也使并行计算成为普通用户方便使用的技术，而且并行计算中的“单一系统映像技术”实际也反映系统虚拟化的思想，所以从广义来看并行计算技术本身可能包括虚拟化技术，因而并行计算技术是云计算技术中的一个相当重要的技术基础。
云计算及高性能计算的逐步普及使并行程序设计成为许多程序设计人员不可避免的一项艰巨工作，特别是云计算、个人高性能计算机(PHPC)等技术的深入发展，使许多技术人员开始从单机工作模式向并行计算模式转变。由于并行程序设计现在还没有一个很好的集成开发平台提供方便的组件给设计者使用，几乎所有的设计工作都需要从底层自己完成，因此并行程序的设计往往使很多程序设计者望而却步。MPI作为并行程序设计事实上的标准被广泛地应用于各个领域，不少企业及研究机构逐步认识到MPI的重要性。
并行程序设计虽然被很多人认为很难，但入门却相当容易，笔者在第一次接触并行计算时对并行计算可以说是一无所知，且本是学物理出身对计算机技术并不熟悉，这使笔者能切实体会一个初学者的难处，所以本书面向初学者使读者在实例帮助下不知不觉实现从初学者到专家的转变。本书的着眼点在于并行编程的方法和思想，并不打算系统地介绍并行程序设计的所有知识细节，希望读者从并行计算开始进入云计算，在并行环境下的工作经验对理解云计算技术很有好处。
本书从并行计算技术入手，展示并行计算向云计算的发展过程，本书最后的落脚点是云计算技术，我们并没有能力对云计算技术未来的发展做出决定性的论断，云计算技术的未来发展方向将可能是多元化的，本书的目的是希望读者阅读本书进行实践， 自己去体会云计算技术，并形成自己的认识和观点。
云计算是软件和硬件发展到一定阶段的必然结果，各国在云计算技术上虽然存在一定的差距，但总体的水平相差不大，特别对我国的软件产业来说是一个千载难逢的发展机遇，如果能够重视在这一技术上的投入和支持，我们有望在云计算技术上与国际水平保持一致，扭转现在我国软件产业在操作系统等核心技术和产品被国外所垄断的局面。产业的变革机遇不是经常有的，国内的研究者、企业以及政府部门都应抓住这一机遇取得在信息技术上的主导权，这对我国的长远发展是一个战略性的改变。云计算技术体系现在层出不穷，一派“你方唱罢我登场，缄头变换霸王旗”的热闹景象，希望有一天城头能插上我国自己技术的霸王之旗。
云计算并不是计算技术的终结，云计算仍然是典犁的冯．诺依曼体系的堆叠，在数据处理上仍然是采用逐点计算，大自然对数据的并行处理模式才是计算技术的终极方法，本书对此也做了较为深入的讨论，对不确定性和隐含并行性做了分析。隐含并行计算是真正的隐于无形的计算模式。
本书知识跨度大，对大量云计算相关的问题提出了自己的观点，但我们并不保证书中所阐述的观点是普遍而成熟的，只代表我们自己当前的认识，也希望读者能辩证地看待。
本书力求以一种新的方法和新的视角来看待并行计算及云计算技术。本书主要对以下主题进行了讨论：
·并行计算技术；
·云计算技术；
·并行计算与云计算的关系；
·云计算、智能与不确定性；
·云计算技术及市场的竞争性分析。
本书的特点包括：兼顾技术性和思想性，兼顾架构和代码实现，兼顾当前技术和前瞻性技术，兼顾理论和应用，兼顾技术和市场。通过本书，读者可以获得对云计算的全面认识，本书的最后还对计算技术的未来发展给出了自己的看法。
感谢中国贸易报副社长刘德辉先生对本书的指导；感谢美国Unigen公司的张伟先生、何鹏先生和Micheal的帮助和讨论；感谢唐华、陈晓攀、何子俊、董静宜、陈磊和任超等同学在本书写作过程中提供的资料和技术支持；感谢人民邮电出版社黄焱编辑的指导和帮助；感谢SaaS中国的黄华峰先生的指导；感谢清华同方公司提供云终端试用和测试。
本书的写作及书中项目得到以下基金的资助：国家自然科学基金(60702075)、第41批中国博士后科学基金一等(20070410385)、第45批中国博士后科学基金二等(20090451420)、四川省青年科学基金前期资助(09ZQ026-068)、四川省教育厅自然科学重点项目(07ZA014)、成都信息工程学院自然科学与技术发展基金(CSRF200701)。
云计算是一项正在飞速发展的技术，在我们写作的过程中技术就在不断地变化和发展，本书涉及的知识面广，书中的内容是笔者在研究中所获得的结果和心得，因此难免出现偏颇和错误之处，希望各位读者不吝赐教，如有任何疑问可通过作者电子邮箱指正和讨论：wp002005@163．com。
作者
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云计算是近年来兴起的新理念，目标是将计算和存储简化为像公共的水和电一样易用的资源，用户只要连上网络即可方便地使用，按量付费。云计算提供了灵活的计算能力和高效的海量数据分析方法，企业不需要构建自己专用的数据中心就可以在云平台上运行各种各样的业务系统，这种创新的计算模式和商业模式吸引了产业界和学术界的广泛关注。
云计算是企业实现信息化管理的基石，是重要的支撑技术。王鹏博士凭借多年的经验积累，将这些经验以及资料，进行系统论述。目前云计算仍处于普及阶段，需要人们更多地了解和接受，而云计算的概念就像它的名字本身一样，似乎仍被云雾笼罩，让人难识其真面目。本书让广大同行和读者了解本领域最新的技术成果，共同感受信息产业变革带来的机遇与挑战。作者在写作过程中，力求用严谨的语言来阐述概念，用科学的精神来介绍技术，从大局的角度分析业界动态。
阅读本书，我发现专业问题普通化是本书的特点。对云计算的讲述，用普通的语言解析专业知识，用实例说明云计算在企业中的应用。篇幅不长，对要介绍内容的层次把握得较好，几乎囊括了云计算所有重要的概念。在这个意义上，这本书是比较好读的，有一定计算机专业知识的人都可以饶有兴趣地读下去，得到的收获是对有关领域的宏观把握，这不仅对在业界把握技术走向的管理人员有用，对在大学把握研究方向的教授有用，而且对具体从事虚拟化和云计算技术研究与开发的人员也同样有用。
作为一本系统、全面介绍云计算的新著，本书为广大读者勾勒出云计算的宋龙去脉，揭示这些抽象名字背后的技术细节。还能够为企业的技术主管和研发人员揭示未来信息产业的发展方向，将高校教师和学生带入一个新的科学技术领域，启发立志创业的人士找到时代赐予的机遇。
云计算的优势已经展现出来，但是更多的人还停留在概念上，针对此种情况，王鹏博士对云计算知识进行深入浅出的讲解，使更多的人了解云计算专业知识。本书将对云计算在中国发展产生重大影响，还将对中国经济起到积极的促进作用。
八百客(北京)软件技术有限公司 创始人、总经理 李智
云计算是企业实现信息化管理的基石，是重要的支撑技术。王鹏博士凭借多年的经验积累，将这些经验以及资料，进行系统论述。目前云计算仍处于普及阶段，需要人们更多地了解和接受，而云计算的概念就像它的名字本身一样，似乎仍被云雾笼罩，让人难识其真面目。本书让广大同行和读者了解本领域最新的技术成果，共同感受信息产业变革带来的机遇与挑战。作者在写作过程中，力求用严谨的语言来阐述概念，用科学的精神来介绍技术，从大局的角度分析业界动态。
阅读本书，我发现专业问题普通化是本书的特点。对云计算的讲述，用普通的语言解析专业知识，用实例说明云计算在企业中的应用。篇幅不长，对要介绍内容的层次把握得较好，几乎囊括了云计算所有重要的概念。在这个意义上，这本书是比较好读的，有一定计算机专业知识的人都可以饶有兴趣地读下去，得到的收获是对有关领域的宏观把握，这不仅对在业界把握技术走向的管理人员有用，对在大学把握研究方向的教授有用，而且对具体从事虚拟化和云计算技术研究与开发的人员也同样有用。
作为一本系统、全面介绍云计算的新著，本书为广大读者勾勒出云计算的宋龙去脉，揭示这些抽象名字背后的技术细节。还能够为企业的技术主管和研发人员揭示未来信息产业的发展方向，将高校教师和学生带入一个新的科学技术领域，启发立志创业的人士找到时代赐予的机遇。
云计算的优势已经展现出来，但是更多的人还停留在概念上，针对此种情况，王鹏博士对云计算知识进行深入浅出的讲解，使更多的人了解云计算专业知识。本书将对云计算在中国发展产生重大影响，还将对中国经济起到积极的促进作用。
八百客(北京)软件技术有限公司 创始人、总经理 李智
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“云计算技术”从各种学术解释和争论的大雅之堂走入“寻常百姓家”，是自王鹏博士的《云计算的关键技术和应用实例》开始。
——《中国贸易报社》副社长 刘德辉
目前，几乎所有与IT相关的个人和组织都在探讨“云计算”这个新兴的行业热点，各大IT厂商和学术界纷纷提出自己的观点、理论、技术和产品。初次涉及这一领域的读者可能会有茫然无措的感觉，所以有必要从最基本的一些概念、知识和实例开始普及。本书为读者打开了一扇通往“云计算”的便捷之门。
——EMC大中华区技术解决方寞中心教育推广经理
全球网络存储工业协会(中国)教育委员会副主席 王永康
本书将云计算以务实的方式展示到我们面前。特别是在书里提到的“云计算不信任节点服务器”的观点，以不稳定的计算节点
构建出稳定的云计算系统，从理论上让云计算摆脱了高昂的的硬件费用问旺，这对云计算Q，普及、让云计算进入实用化提供了一条新的道路。“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”，相信本书的出版必将推动云计算服务在实用化上的进程。
——《软件报》专栏撰稿人。应用服务器专家 黄华峰
王博士的《云计算的关键技术与应用实例》一书，从技术架构上给出了自己的云计算实践和解决方案，使技术人员能够了解云计算晰后故事和技术细节；企业用户阅读本书可以更好地了解云计算的概念。云计算对现有技术架构所带来的影响、如何使自己私有企业技术架构平滑地过渡到云计算架构。
——企业应用资深技术顾问、SaaS架构开发设计资深技术顾问 邢波涛
本书高屋建瓴地从并行计算走向云计算，给我们在云计算的实施应用中指明了方向。王鹏博士在Google的云计算方面有深入的研究，使普通读者学习云计算有了一个好的切入点。
——企业云计算网(http：／／ecloud．com．cn)
云计算中心强大的网络计算能力使得同方云终端作为网络计算终端成为可能。
——清华同方华北区销售经理 秦川
——《中国贸易报社》副社长 刘德辉
目前，几乎所有与IT相关的个人和组织都在探讨“云计算”这个新兴的行业热点，各大IT厂商和学术界纷纷提出自己的观点、理论、技术和产品。初次涉及这一领域的读者可能会有茫然无措的感觉，所以有必要从最基本的一些概念、知识和实例开始普及。本书为读者打开了一扇通往“云计算”的便捷之门。
——EMC大中华区技术解决方寞中心教育推广经理
全球网络存储工业协会(中国)教育委员会副主席 王永康
本书将云计算以务实的方式展示到我们面前。特别是在书里提到的“云计算不信任节点服务器”的观点，以不稳定的计算节点
构建出稳定的云计算系统，从理论上让云计算摆脱了高昂的的硬件费用问旺，这对云计算Q，普及、让云计算进入实用化提供了一条新的道路。“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”，相信本书的出版必将推动云计算服务在实用化上的进程。
——《软件报》专栏撰稿人。应用服务器专家 黄华峰
王博士的《云计算的关键技术与应用实例》一书，从技术架构上给出了自己的云计算实践和解决方案，使技术人员能够了解云计算晰后故事和技术细节；企业用户阅读本书可以更好地了解云计算的概念。云计算对现有技术架构所带来的影响、如何使自己私有企业技术架构平滑地过渡到云计算架构。
——企业应用资深技术顾问、SaaS架构开发设计资深技术顾问 邢波涛
本书高屋建瓴地从并行计算走向云计算，给我们在云计算的实施应用中指明了方向。王鹏博士在Google的云计算方面有深入的研究，使普通读者学习云计算有了一个好的切入点。
——企业云计算网(http：／／ecloud．com．cn)
云计算中心强大的网络计算能力使得同方云终端作为网络计算终端成为可能。
——清华同方华北区销售经理 秦川
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发表于：2009-12-25 12:10:00
几乎所有与IT相关的个人和组织都在探讨“云计算”这个新兴的行业热点，各大IT厂商和学术界纷纷提出自己的观点、理论、技术和产品。初次涉及这一领域的读者可能会有茫然无措的感觉，所以有必要从最基本的一些概念、知识和实例开始普及。本书为读者打开了一扇通往“云计算”的便捷之门。书中针对云计算中的大量技术架构、细节及战略问题提出了自己的看法和解决方案，并对云计算的底层技术给出了具体的模型化实现实例——云计算V0.01。这些内容大多数来自于我们近期在云计算领域的研究成果和开发实际项目经验。
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