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| 內容簡介： |
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。
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| 關於作者： |
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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。
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| 目錄：
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第一篇 云计算基础
第1 章云计算概述003
11 课程思政 003
12 云计算概念 003
13 云计算产生背景 005
14 云计算发展历程 006
141 云计算技术的形成阶段006
142 云计算技术的发展和完善阶段007
143 云计算技术的成熟应用阶段008
15 云计算技术特点 009
16 云计算典型应用 011
17 总结 016
18 习题 016
第2 章云计算架构及模式017
21 课程思政 017
22 云计算架构 017
221 基础设施即服务（IaaS）018
222 平台即服务（PaaS）022
223 软件即服务（SaaS）025
224 数据即服务（DaaS）028
23 云计算服务模式 031
231 公有云031
232 私有云032
233 混合云033
24 总结 033
25 习题 034
第3 章云计算关键技术035
31 课程思政 035
32 虚拟化技术 036
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321 虚拟化技术简介036
322 虚拟化技术分类040
323 虚拟化与云计算043
324 虚拟化技术的发展趋势043
33 分布式技术 044
331 分布式技术简介044
332 分布式技术分类047
333 分布式技术与云计算052
334 分布式技术的发展趋势052
34 云计算管理技术 052
341 云计算管理技术概述052
342 云计算管理技术构成054
343 云计算管理未来发展趋势057
35 云原生技术 057
351 云原生技术概述057
352 云原生技术分类060
353 云原生技术的发展趋势065
36 总结 065
37 习题 065
第二篇 云计算主流平台
第4 章 OpenStack 平台简介 069
41 课程思政 069
42 OpenStack 平台概述069
43 OpenStack 设计理念072
44 OpenStack 架构及组件073
441 OpenStack 的架构 073
442 OpenStack 的组件介绍 074
45 OpenStack 典型应用083
46 总结 084
47 习题 085
第5 章 Kubernetes 平台简介 086
51 课程思政 086
52 Kubernetes 平台概述086
53 Kubernetes 设计理念089
54 Kubernetes 架构与原理090
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541 Kubernetes 的基本概念090
542 Kubernetes 的系统架构097
543 Kubernetes 的基础原理100
55 Kubernetes 典型应用103
56 总结 103
57 习题 104
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107
61 课程思政 107
62 云计算与大数据 107
621 大数据技术概述107
622 云计算与大数据的联系 111
623 云计算与大数据的融合应用112
63 云计算与人工智能 115
631 人工智能技术概述115
632 云计算与人工智能之间的关系121
633 云计算与人工智能的融合应用124
64 云计算与高性能计算 127
641 高性能计算技术概述127
642 云计算与高性能计算之间的关系133
643 云计算与高性能计算的融合应用134
65 云边协同计算 135
651 云边协同计算技术概述135
652 云计算与云边协同计算的关系136
653 云边协同计算的应用场景138
66 总结 140
67 习题 140
第四篇 综合案例实践
第7 章云计算关键技术实战143
71 课程思政 143
72 OpenStack 平台搭建及应用143
721 OpenStack 搭建案例简介 143
722 基础环境及Kolla-Ansible 安装145
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723 准备安装前初始化配置147
724 部署149
725 OpenStack 应用 150
73 Kubernetes 平台搭建及应用155
731 实战案例简介155
732 实战环境搭建156
733 基于Kubernetes 创建Nginx 服务 168
74 Spark 连接Hive 读取数据172
741 实战案例简介172
742 实战环境搭建174
743 Spark 连接Hive 读写数据183
75 Kubeflow 平台搭建及模型训练 191
751 实战案例简介191
752 实战环境搭建193
753 基于Kubeflow 创建MNIST 训练任务 204
76 基于容器HPC 平台的高性能计算作业提交215
761 实战案例简介215
762 实战环境搭建217
763 基于Volcano 提交HPC 作业219
77 云边协同平台搭建及案例 226
771 实战案例简介226
772 实战环境搭建227
773 运行KubeEdge 示例 233
参考文献237
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| 內容試閱：
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党的二十大报告提出“推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人
工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”“加
快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业
集群”。
党的二十大报告为我国新一代信息技术产业发展指明了方向。而云计算技术是目前最
热门的新一代信息技术之一，云计算平台已经成为支撑国计民生的新型基础设施。云计算
技术作为基础支撑技术，正在不断与大数据、人工智能、高性能计算等其他学科、其他技
术融合发展，其应用场景也更为复杂。在此背景下，如何培养既懂云计算关键技术原理，
又懂云计算与其他新一代信息技术融合应用的复合型人才，对推动云计算技术乃至新一代
信息技术发展具有非常重要的意义。
本书围绕云计算系统架构与应用，以理论为基础，以融合为导向，以实践促提高，为
计算机、大数据、人工智能等相关专业的高校师生和企业技术人员提供了兼顾理论技术、
融合应用和综合案例的云计算技术用书。本书分4 篇，共7 章，包括云计算基础、云计算
主流平台、云计算与其他技术的融合应用、综合案例实践。
（1）第一篇云计算基础，包括第1~3 章。第1 章简单介绍了云计算技术的概念、产生
背景、发展历程、技术特点以及在典型领域的应用；第2 章详细介绍了云计算的四种常用
架构，包括基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）、数据即
服务（DaaS），并介绍了公有云、私有云、混合云三类云计算服务模式；第3 章重点讲解
了云计算在虚拟化、分布式、云管理和云原生四个方面的关键技术。
（2）第二篇云计算主流平台，包括第4、5 章。从平台设计理念、平台架构与原理、
典型应用等方面，详细讲解了目前已经非常成熟且不断发展的OpenStack 和Kubernetes 平
台。两个平台分别是虚拟机管理平台和容器编排平台的佼佼者。
（3）第三篇云计算与其他技术的融合应用，包括第6 章。从大数据、人工智能、高性
能计算、云边协同4 个方向介绍了新一代信息技术与云计算技术之间的关系，以及融合应
用的场景和案例。该章内容是本书的创新性内容，力求通过深入浅出的方式让读者可以迅
速了解云计算与其他新一代信息技术的关系，对读者从全局掌握新一代信息技术的架构和
关系非常有帮助。
（4）第四篇综合案例实践，包括第7 章。围绕云计算综合应用场景，使用六个综合案
例，对实战案例环境搭建、典型应用场景测试等事件操作进行了详细介绍。六个综合案例
包括虚拟机、容器云平台的搭建、云环境支撑大数据处理、云环境支撑人工智能模型训
练、云环境支撑高性能计算作业提交、云边协同计算。
本书内容丰富、涵盖了云计算方面主要的概念和技术内容。同时单独以一章篇幅，详
细论述了云计算与大数据、人工智能、高性能计算、云边协同技术等新一代信息技术的关
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云计算系统架构与应用云计算系统架构与应用云计算系统架构与应用云计算系统架构与应用云计算系统架构与应用云计算系统架构与应用
系与融合应用场景，有效拓宽学生视野，培养学生多学科交叉融合的理念，有助于学生今
后朝不同的研究方向发展。在本书的最后，也设有云计算及交叉融合方面综合实训案例，
能够让学生理论与实践相结合，增强学生的实践创新能力。
本书配套资源丰富，包括课件教案、程序源码、扩展训练答案，同时配有120 分钟的
微课视频。
本书由齐鲁工业大学张虎、郭莹、杨美红、陈静、李娜、葛菁、王迪和山东正云信息
科技有限公司的孙明辉、房靖晶共同编写，其中张虎主持教案编写，李娜编写第1 章，陈
静、郭莹编写第2 章，张秋萍、张虎编写第3 章，张秋萍编写第4 章、孙明辉编写第5 章，
以上人员共同完成第6、7 章的编写。齐鲁工业大学学生许洪玉参与项目环境部署、项目
实践的验证和修订工作，在此一并表示衷心的感谢。本书获得齐鲁工业大学计算机科学与
技术学科经费资助。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请广大读者批评、指正。
张虎
2023 年10 月
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