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本書是從大數(shù)據(jù)和云計算相結合的視角，系統(tǒng)地介紹大數(shù)據(jù)云架構技術與實踐的專業(yè)圖書，全書分為五篇19章，分別介紹大數(shù)據(jù)云計算的概論、關鍵技術、體系架構、云架構實踐與編程和安全。本書層次清晰，結構合理，主要內容包括大數(shù)據(jù)云計算關系、大數(shù)據(jù)應用價值、分布式計算、NoSQL數(shù)據(jù)庫、機器學習、虛擬化、Docker容器、Web 2.0、綠色數(shù)據(jù)中心、基礎設計即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）、軟件即服務（SaaS）、容器即服務（CaaS）、大數(shù)據(jù)云架構搭建、Spark大數(shù)據(jù)編程、大數(shù)據(jù)和云計算面臨的安全威脅、保障大數(shù)據(jù)安全、應用大數(shù)據(jù)保障安全等。本書可作為高年級本科生和研究生教材，也可作為廣大科學技術人員和計算機愛好者的參考書。

前言移動互聯(lián)網(wǎng)、電子商務及社交媒體的快速發(fā)展使得人類需要面臨的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長。根據(jù)IDC《數(shù)字宇宙》(Digital Universe)研究報告顯示，2020年全球新建和復制的信息量將超過40ZB，是當前的10倍;而中國的數(shù)據(jù)量則會在2020年超過8ZB，比當前增長20倍。數(shù)據(jù)量的飛速增長帶來了大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展和服務市場的繁榮，同時在學術界，關于大數(shù)據(jù)的科研工作如火如荼，越來越多的學者投入到大數(shù)據(jù)云計算研究之中，相關文獻呈指數(shù)增長。不斷積累的大數(shù)據(jù)包含著很多在小數(shù)據(jù)量時不具備的深度知識和價值，帶來巨大的技術創(chuàng)新與商業(yè)機遇。大數(shù)據(jù)分析挖掘將為行業(yè)/企業(yè)帶來巨大的商業(yè)價值，實現(xiàn)各種高附加值的增值服務，進一步提升行業(yè)/企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。談到大數(shù)據(jù)，不可避免地要提及云計算，云計算結合大數(shù)據(jù)，這是時代發(fā)展的必然趨勢。有人把云計算和大數(shù)據(jù)比作是一個硬幣的兩面。云計算是大數(shù)據(jù)的IT基礎和平臺，而大數(shù)據(jù)是云計算范疇內最重要、最關鍵的應用。大數(shù)據(jù)必然架構在云上才能高效運作并對外服務，兩者之間缺一不可，相輔相成，相互促進。大數(shù)據(jù)云計算正在快速發(fā)展，相關技術熱點也呈現(xiàn)百花齊放的局面，業(yè)界各大廠商紛紛制定相應的戰(zhàn)略，新的概念、觀點和產品不斷涌現(xiàn)。大數(shù)據(jù)和云計算作為新一代IT技術變革的核心，必將成為廣大學生、科技工作者構建自身IT核心競爭能力的戰(zhàn)略機遇。因而作為高層次IT人才，學習大數(shù)據(jù)和云計算知識，掌握相關技術迫在眉睫。然而，大數(shù)據(jù)和云計算密切相關，當前國內外相關的資料還相當少，缺乏比較系統(tǒng)完整的論述。目前在我國急需要一本教材能夠全面而又系統(tǒng)地講解大數(shù)據(jù)和云計算，普及大數(shù)據(jù)和云計算知識，推廣云計算中大數(shù)據(jù)的應用，解決大數(shù)據(jù)架構的實際問題，進而培養(yǎng)高層次大數(shù)據(jù)人才。在這樣的背景下，作者著眼于大數(shù)據(jù)和云計算有機結合的視角，從理論探索和應用實踐兩個方面來撰寫本書，適合對大數(shù)據(jù)和云計算具有初步認識并希望對大數(shù)據(jù)云架構進行深入、全面了解，并進行實踐的計算機信息相關專業(yè)高年級本科生使用，同時本書也將成為廣大專業(yè)工程技術人員不可缺少的參考資料。本書分為5篇19章，第1~第3章為大數(shù)據(jù)云計算概論篇，第4~第10章為大數(shù)據(jù)云計算關鍵技術篇，第11~第14章為云計算架構篇，第15和第16章為大數(shù)據(jù)云架構實踐與編程篇，第17~第19章為大數(shù)據(jù)安全篇。各章內容如下：第1章大數(shù)據(jù)概述，介紹大數(shù)據(jù)產生背景，大數(shù)據(jù)發(fā)展歷程，大數(shù)據(jù)概念和特點，大數(shù)據(jù)應用場景，大數(shù)據(jù)研究展望等內容。第2章大數(shù)據(jù)和云計算，介紹大數(shù)據(jù)和云計算的關系，云計算的概念，云計算的由來，云計算類型，云計算的商業(yè)模式。第3章大數(shù)據(jù)應用價值，介紹大數(shù)據(jù)的應用價值，數(shù)據(jù)的生成、分析、存儲、分享、檢索、消費都在大數(shù)據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)中進行，應用大數(shù)據(jù)技術，讓數(shù)據(jù)參與決策，發(fā)掘找到大數(shù)據(jù)真正有效的價值，進而改變人們的未來，革新生活模式，產生社會變革。第4章分布式計算框架，介紹構成大數(shù)據(jù)云計算的主要關鍵技術分布式計算技術，以及Hadoop、Spark、Flink等分布式大數(shù)據(jù)計算框架。第5章NoSQL數(shù)據(jù)庫，介紹NoSQL(NoSQL = Not Only SQL)，這是一項全新的數(shù)據(jù)庫技術，然后引出分布式數(shù)據(jù)庫的重要理論CAP，最后介紹HBase。第6章機器學習，介紹機器學習的概念、分類和發(fā)展歷程，簡要介紹多種機器學習算法。第7章虛擬化，介紹構成云計算的主要關鍵技術虛擬技術，它整合多種計算資源，實現(xiàn)架構動態(tài)化，并達到集中管理和動態(tài)使用物理資源及虛擬資源，以提高系統(tǒng)結構的彈性和靈活性，降低成本、改進服務、減少管理風險等目標。第8章Docker容器，介紹Docker容器相關的概念、優(yōu)勢、由來和實現(xiàn)原理。第9章Web 2．0，介紹構成云計算主要的關鍵技術Web 2．0，是因特網(wǎng)的一次理念和思想體系的升級換代，由原來自上而下的由少數(shù)資源控制者集中控制主導的因特網(wǎng)體系轉變?yōu)樽韵露系挠蓮V大用戶集體智慧和力量主導的因特網(wǎng)體系。第10章綠色數(shù)據(jù)中心，介紹構成云計算的主要關鍵技術綠色數(shù)據(jù)中心，是指數(shù)據(jù)機房中的IT系統(tǒng)、機械、照明和電氣等能取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響。第11章基礎設施即服務，介紹云計算環(huán)境中的IaaS(Infrastructure as a Service)，分析Amazon公司的IaaS案例。第12章平臺即服務，介紹云計算環(huán)境中的PaaS(Platform as a Service)，分析Google App Engine和Windows Azure Platform的PaaS案例。第13章軟件即服務，介紹云計算環(huán)境中的SaaS(Software as a Service),分析Salesforce的SaaS案例。第14章容器即服務，介紹云計算環(huán)境中的CaaS(Container as a Service),闡述Kubernetes和Mesos容器調度框架，分析互聯(lián)網(wǎng)公司SAE容器云和互聯(lián)網(wǎng)公司去哪網(wǎng)容器云。第15章大數(shù)據(jù)云架構搭建，介紹分布式的Hadoop與Spark集群搭建和基于Docker容器的Spark大數(shù)據(jù)云架構。第16章Spark大數(shù)據(jù)編程，介紹使用Intellij IDEA構建Spark開發(fā)環(huán)境，并列舉應用Spark計算框架的WordCount和基于Spark Streaming股票趨勢預測案例。第17章大數(shù)據(jù)云計算面臨的安全威脅，介紹大數(shù)據(jù)云計算面臨的各種安全威脅，闡述不同行業(yè)大數(shù)據(jù)安全的需求，指出大數(shù)據(jù)安全應該包括保障大數(shù)據(jù)安全和大數(shù)據(jù)用于安全兩個層面的含義。第18章保障大數(shù)據(jù)安全，介紹保障大數(shù)據(jù)安全的相關技術和相關實踐。第19章應用大數(shù)據(jù)保障安全，介紹應用大數(shù)據(jù)保障安全，包括大數(shù)據(jù)安全檢測及應用，安全大數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡態(tài)勢感知和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的安全應用等方面內容。在本書最后給出了相關的參考文獻，有興趣的讀者可以進一步閱讀。此外，關于虛擬化技術，作者認為普通虛擬化和容器虛擬化是完全不同的兩種技術，大數(shù)據(jù)云平臺多采用容器架構，所以Docker容器技術作為本書獨立一章，并且在第4篇詳細介紹基于Docker容器的大數(shù)據(jù)云架構實踐。在方興未艾的大數(shù)據(jù)云計算時代，統(tǒng)一的標準和解決方案還未成形，不同人在不同背景下的需求和觀點是不一樣的，我們花費一年多的時間努力編著本書，希望能提供比較深入的見解，每一個對大數(shù)據(jù)和云計算感興趣的讀者都能學有所得。更進一步，大數(shù)據(jù)和云計算是新一代IT技術變革的核心，是中國建立自己IT體系的戰(zhàn)略機遇，閱讀本書，期待讀者既能從宏觀角度更全面地認識大數(shù)據(jù)云架構，同時也能從微觀技術實踐角度接觸大數(shù)據(jù)和云計算，更深入地學習和掌握大數(shù)據(jù)和云計算知識。本書適合于從頭至尾閱讀，也可以按照喜好和關注點挑選獨立的章節(jié)閱讀。希望本書的介紹能加深讀者對云計算的理解。由于編者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。編者2016年5月

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