云計算已經(jīng)成為信息社會和商業(yè)創(chuàng)新的重要基礎設施，它的出現(xiàn)提高了人們生產(chǎn)、生活的效率，降低了創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的門檻。本書通過三個系列實驗，讓讀者理解和掌握云計算相關的概念、組成、使用和搭 建方法。全書共18 章，分為三個部分：第一部分（第 1 ～ 7 章）介紹公有云計算的概念和起源，然后分別在阿里云和亞馬遜云兩個平臺上申請和使用計算、存儲和網(wǎng)絡資源；第二部分（第 8 ～ 16 章）介紹了開源私有云計算平臺 OpenStack 的概念和組成，然后在虛擬機上部署和使用私有云計算平臺；第 三部分（第 17 ～ 18 章）介紹了開源云存儲系統(tǒng) Ceph 的概念和組成，講解了如何搭建和使用 Ceph 存儲系統(tǒng)。本書可作為高等院校云計算實驗課程的教材，或作為云計算理論課程的實驗教材，還可以作為對云 計算和云存儲系統(tǒng)感興趣的研究人員和工程技術人員的參考資料。
張曉，博士，副教授。2001年4月―至今，任西北工業(yè)大學計算機學院教師；2012年7月―2013年7月，在美國奧本大學進修訪問；2018年3月―2019年3月，在美國伊利諾理工大學進修訪問。
第 1 章 云計算簡介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 001
1．1 云計算概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．001
1．2 云計算歷史．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 003
1．3 為什么會出現(xiàn)云計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 004
1．4 云計算學習資源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 005
第 2 章 公有云服務器配置實驗（阿里云）．．．．．．．．．．．．．．．．．007
2．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 007
2．2 實驗 1：創(chuàng)建云主機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 008
2．2．1 創(chuàng)建云主機 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 008
2．2．2 連接云主機的兩種方法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．011
2．3\t 實驗 2：在云主機上搭建 Web
服務．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．013
2．3．1 安裝 Apache2 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 013
2．3．2 修改 Web 顯示的內容 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 014
2．3．3 查看連接請求 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 015
2．4\t 實驗 3：在云主機上部署開源
網(wǎng)站．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．016
2．4．1 選擇開源網(wǎng)站并配置環(huán)境 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 016
2．4．2 修改 PHP 版本（根據(jù)部署的網(wǎng)站類
型確定） ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 017
2．4．3 根據(jù)提示部署網(wǎng)站 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 018
2．5 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 022
第 3 章 公有云網(wǎng)絡和安全配置實驗（阿里云）．．．．．．．．．．．023
3．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 023
3．2 實驗 1：創(chuàng)建和使用專有網(wǎng)絡．．．．．．．． 025
3．2．1 創(chuàng)建專有網(wǎng)絡 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 026
3．2．2 創(chuàng)建 Web 服務云主機 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 027
3．2．3 創(chuàng)建管理云主機 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 028
3．2．4 創(chuàng)建安全組 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 030
3．3\t 實驗 2：使用 VPN 連接專有網(wǎng)絡
（可選）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 033
3．3．1 PPTP 代理服務器 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 034
3．3．2 修改安全組 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 034
3．3．3 VPN 服務器的使用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 037
3．4 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．041
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CONTENTS
云計算和云存儲 系統(tǒng)實戰(zhàn)
VI
第 4 章 公有云存儲配置實驗（阿里云）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．042
4．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 042
4．2 實驗 1：塊存儲服務．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 043
4．2．1 創(chuàng)建云盤 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 043
4．2．2 創(chuàng)建和使用快照 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 046
4．3 實驗 2：文件存儲服務．．．．．．．．．．．．．．．．． 048
4．4 實驗 3：使用對象存儲服務．．．．．．．．．．．．051
4．5 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 056
第 5 章 公有云服務器實驗（AWS）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．057
5．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 057
5．2 創(chuàng)建實例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 058
5．2．1 選擇 AMI ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 058
5．2．2 選擇實例類型 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 058
5．2．3 配置實例詳細信息 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 059
5．2．4 添加存儲 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 060
5．2．5 添加標簽 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 060
5．2．6 配置安全組 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 061
5．2．7 審核與啟動 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 062
5．2．8 選擇查看實例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 063
5．3 查看實例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 065
5．3．1 查看描述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 065
5．3．2 查看監(jiān)控 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 065
5．3．3 獲取系統(tǒng)日志 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 066
5．3．4 獲取屏幕截圖 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 067
5．4 訪問實例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 068
5．4．1 查詢安全組 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 068
5．4．2 編輯入站規(guī)則 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 068
5．4．3 HTTP 訪問 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 069
5．5 資源再配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 069
5．5．1 實例停止 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 069
5．5．2 再配置資源 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 070
5．5．3 實例啟動 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 070
5．6 終止實例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．071
5．7 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．071
第 6 章 公有云網(wǎng)絡和安全配置實驗（AWS）．．．．．．．．．．．．072
6．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 072
6．2 密鑰對的創(chuàng)建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 073
6．2．1 訪問 EC2 管理界面 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 073
6．2．2 密鑰對的創(chuàng)建 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 073
6．3 創(chuàng)建 VPC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 074
6．3．1 訪問 VPC 管理界面 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 075
6．3．2 創(chuàng)建并配置 VPC ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 075
6．3．3 創(chuàng)建其他子網(wǎng) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 077
6．3．4 修改路由表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 079
6．4 創(chuàng)建安全組．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 080
6．4．1 創(chuàng)建 VPC 安全組 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 081
6．4．2 編輯入站規(guī)則 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 081
6．5 創(chuàng)建實例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．1 配置實例詳細信息 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．2 添加標簽 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．3 配置安全組 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．4 審核與啟動 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 083
6．6 Web 訪問．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 083
6．7 遠程 SSH 訪問．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 084
6．8 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 085
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VII
目錄 | 第 7 章 公有云存儲配置實驗（AWS）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．086
7．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 086
7．2 Linux 實例確認．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 087
7．2．1 查看實例的基本信息 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 087
7．2．2 遠程 SSH 訪問確認 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 087
7．3 EBS 卷的創(chuàng)建和使用．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．3．1 創(chuàng)建 EBS 卷 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．3．2 掛載 EBS 卷 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．3．3 創(chuàng)建文件系統(tǒng) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．4 創(chuàng)建和使用快照．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 089
7．4．1 向卷中寫數(shù)據(jù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．4．2 對 EBS 卷創(chuàng)建快照 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．4．3 刪除數(shù)據(jù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．4．4 恢復快照 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．5 使用對象存儲 S3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．091
7．6 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．091
第 8 章 開源私有云計算系統(tǒng)簡介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．092
8．1 OpenStack 是什么．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 092
8．2 OpenStack 的歷史．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 093
8．3 OpenStack 的組成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 093
8．4 OpenStack 的使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 095
8．5 OpenStack 的學習資源．．．．．．．．．．．．． 096
第 9 章 私有云計算實驗環(huán)境準備（Windows 平臺）．．．．097
9．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 097
9．2\t 實驗 1：安裝 VMware
Workstation 14．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 098
9．3\t 實驗 2：在 VMware Workstation 14
上安裝 Ubuntu 16．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 102
9．4\t 實驗 3：安裝 OpenStack 的
準備工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．108
9．5 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 110
第 10 章 私有云計算實驗環(huán)境準備（Linux 平臺）．．．．．．．． 111
10．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 111
10．2 實驗 1：安裝虛擬化平臺 KVM．．．．．．． 112
10．3 實驗 2：安裝虛擬化管理平臺．．．．．．．．． 115
10．4\t 實驗 3：安裝 OpenStack 的
準備工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 118
10．5 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．120
第 11 章 安裝 OpenStack 的環(huán)境準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．121
11．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 121
11．2 實驗 1：網(wǎng)絡環(huán)境配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 121
11．2．1 節(jié)點 Controller 和節(jié)點 Compute
配置 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 125
11．3\t 實驗 2：安裝 OpenStack
所需軟件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126
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云計算和云存儲 系統(tǒng)實戰(zhàn)
VIII
第 12 章 安裝 OpenStack 的鑒權組件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 130
12．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．130
12．2 實驗 1：安裝 Identity 服務．．．．．．．．．．．130
12．3 實驗 2：創(chuàng)建租戶、用戶和角色．．．．．．132
12．4 實驗 3：驗證相關配置是否正常．．．．．．134
12．5\t 實驗 4：創(chuàng)建 OpenStack 客戶端
環(huán)境腳本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．136
12．6\t 實驗 5：Keystone 服務故障的
檢查與排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．138
12．7 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．140
第 13 章 安裝 OpenStack 的鏡像管理組件．．．．．．．．．．．．．．．．．141
13．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 141
13．2 實驗 1：安裝 Glance 服務．．．．．．．．．．．．142
13．3\t 實驗 2：驗證 Glance 服務是否
正常安裝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．145
13．4\t 實驗 4：Glance 服務故障的檢查與
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．146
13．5 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．148
第 14 章 安裝 OpenStack 的計算組件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 149
14．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．149
14．2 實驗 1：在節(jié)點 Controller 上安裝和配
置 Nova 服務．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．149
14．3 實驗 2：在節(jié)點 Compute 上安裝和配
置 Nova 服務．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．156
14．4 實驗 3：驗證 Nova 服務是否正常安裝
159
14．5\t 實驗 4：Nova 服務故障的檢查與
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．160
14．6 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163
第 15 章 安裝 OpenStack 的網(wǎng)絡組件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 164
15．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164
15．2\t 實驗 1：在節(jié)點 Controller 上安裝和
配置 Neutron 服務．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 164
15．3\t 實驗 2：在節(jié)點 Compute 上安裝和
配置 Neutron 服務．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 169
15．4 實驗 3：設置網(wǎng)絡參數(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．． 171
15．5\t 實驗 4：Neutron 服務故障的檢查與
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175
15．6 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．177
第 16 章 安裝 OpenStack 的 UI 組件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 178
16．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．178
16．2 實驗 1：安裝 Dashboard 服務．．．．．178
16．3 實驗 2：創(chuàng)建租戶、用戶和角色．．．．．． 181
16．4 實驗 3：創(chuàng)建網(wǎng)絡、子網(wǎng)、路由．．．．．．182
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IX
目錄 |
16．5\t 實驗 4：從 DashBoard 創(chuàng)建
虛擬機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184
16．6 Horizon 服務的故障檢查與排除．．．．．185
16．7 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．186
第 17 章 開源云存儲系統(tǒng) Ceph 簡介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 187
17．1 Ceph 是什么．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．187
17．2 Ceph 有什么優(yōu)勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
17．3 Ceph 的學習資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
第 18 章 安裝和使用 Ceph 云存儲系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 190
18．1 實驗準備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．190
18．2 實驗 1：安裝 Ceph 云存儲系統(tǒng)．．．．． 191
18．3\t 實驗 2：使用 Ceph 云存儲系統(tǒng)的
塊存儲．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 202
18．4\t 實驗 3：使用 Ceph 云存儲系統(tǒng)的
文件接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 207
18．5\t 實驗 4：使用 Ceph 云存儲系統(tǒng)的
對象接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
18．6\t 實驗 5：Ceph 服務故障的檢查與
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．210
18．7 思考題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 211
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 212
書單推薦
