云計(jì)算原理與實(shí)踐 課后答案

第1章概述

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.云計(jì)算的定義是什么？

云計(jì)算是種沖算模式，在這種模式下，動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展而且通常是虛擬化的資源通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式提供山來(lái)。P5

2.云計(jì)算的公共特征有哪幾個(gè)？

彈性伸縮、快速部署、資源抽象、按用量收費(fèi)、寬帶訪問(wèn)P14

3.云計(jì)算按照部署方式和服務(wù)類型分別分成哪幾類？

部署方式分類：公共云、私有云、社區(qū)云、混合云、行業(yè)云、其他類型云P15

服務(wù)類型分類：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(laaS)平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)軟件即服務(wù)(SaaS)

4.如何從三元認(rèn)識(shí)論的角度理解云計(jì)算？

云計(jì)算即是一種商業(yè)模式，也是一種計(jì)算范式，還是一種實(shí)現(xiàn)方式。P21

5.云計(jì)算作為一種計(jì)算范式可以分成哪兩種結(jié)構(gòu)？

橫向云體邏輯結(jié)構(gòu)：云運(yùn)行時(shí)環(huán)境+云應(yīng)用

縱向云體邏輯結(jié)構(gòu)：P23圖

6.開(kāi)源軟件、自由軟件和免費(fèi)軟件的區(qū)別于聯(lián)系是什么？

P25下方

課外思考

1.計(jì)算系統(tǒng)是如何演變成今天的云計(jì)算的？P5

2.如何理解“開(kāi)源是種方法論”？P29下方

3.開(kāi)源技術(shù)是如何促進(jìn)云計(jì)算發(fā)展的？

降低注入門檻

大部分組織機(jī)構(gòu)采用云技術(shù)是為了優(yōu)化他們的IT投資，從而提高現(xiàn)有的服務(wù)或者支持新的業(yè)務(wù)模式。在這種情況下，

開(kāi)源降低了新加入的組織機(jī)構(gòu)建設(shè)私有云計(jì)算的門檻。許多組織機(jī)構(gòu)已經(jīng)采用OpenNebula來(lái)打造私有云計(jì)算，當(dāng)中

一些只是連接數(shù)十臺(tái)主機(jī)的小型云服務(wù)，一些則是由幾個(gè)數(shù)據(jù)中心所連起來(lái)的大型基礎(chǔ)設(shè)備。對(duì)于大多數(shù)這種組織

機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，為使用商用軟件而支付授權(quán)許Z費(fèi)用是不怎么靠譜的，他們要么就選擇開(kāi)源云技術(shù)，要么就什么都不用。

促進(jìn)云服務(wù)的定制

許多組織機(jī)構(gòu)在開(kāi)源幫助下可以根據(jù)客戶實(shí)際需要而對(duì)云服務(wù)進(jìn)行定制，這也就是說(shuō)這些機(jī)構(gòu)組織可以根據(jù)用戶需

求打造具有差異化的云服務(wù)。兩個(gè)應(yīng)用于公共部門的著名例子就是荷蘭超級(jí)計(jì)算中心的SARA和它的云設(shè)施HPC,另

一個(gè)就是美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)云設(shè)施FermiCloudo托管公司和電信公司使用開(kāi)源代碼來(lái)向特定的市場(chǎng)和地區(qū)用戶

提供新的云服務(wù)模式。那些使用OpenNebula的解決方案中，AlterWay的H20Cloud和中國(guó)移動(dòng)的BigCloud就是很

好的例子。

開(kāi)源云服務(wù)衍生更多的云服務(wù)

開(kāi)源一樣鼓勵(lì)、支持并推動(dòng)了云服務(wù)產(chǎn)品的創(chuàng)新。我們看到了很多信息通訊技術(shù)人員如何以更低的成本打造云服務(wù)

的案例。CloudWeavers公司的一鍵式云解決方案和HederaTech的云管理軟件都是很好的例子。我們還可以算上先前

提及的開(kāi)源技術(shù)整合者，通過(guò)開(kāi)源云服務(wù)他們可以根據(jù)自身需求進(jìn)行創(chuàng)新和定制。

用戶-供應(yīng)商協(xié)作催生更好的云技術(shù)

技術(shù)供應(yīng)商和用戶的協(xié)作是開(kāi)源領(lǐng)域的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)。作為歐盟旗艦級(jí)云計(jì)算項(xiàng)目的衍生技術(shù)產(chǎn)品，OpenNebula和

那些由歐盟所投資的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施和項(xiàng)目保持著緊密合作，從而為最先進(jìn)的云計(jì)算部署提供獨(dú)特的功能。我們正

在從事那些建設(shè)泛歐多重云基礎(chǔ)設(shè)施的項(xiàng)目，比如說(shuō)BonFIRE、EGLHelixNebula.整個(gè)行業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和研究人員

正在聯(lián)手打造一個(gè)開(kāi)放的云技術(shù)生態(tài)，這也是歐洲的云計(jì)算戰(zhàn)略目標(biāo)之一。

和用戶直接接觸是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的唯一方法。在開(kāi)源項(xiàng)目里面，項(xiàng)目的計(jì)劃路線圖實(shí)際上是由用戶需求所引導(dǎo)的。這也

就是說(shuō)，具體是功能是用來(lái)滿足終端用戶的真正需求，而不是針對(duì)供應(yīng)商而言的。

第2章分布式計(jì)算

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.分布式計(jì)算的定義和特征是什么？P41

2.什么是ACID原則？P42下方

3.什么是CAP理論？P43下方

4.什么是BASE理論？P46

5.如何理解最終一致性？P46下方

6.分布式存儲(chǔ)與分布式計(jì)算的區(qū)別于聯(lián)系是什么？

P50最后一段，分布式系統(tǒng)和分布式儲(chǔ)存

P56分布式計(jì)算

課外思考

1.在我們的日常生活當(dāng)中，為什么我們所接觸到的分布式系統(tǒng)越來(lái)越多了？

1.增大系統(tǒng)容量。我們的業(yè)務(wù)量越來(lái)越大，而要能應(yīng)對(duì)越來(lái)越大的業(yè)務(wù)量，一臺(tái)機(jī)器的性能已經(jīng)無(wú)法滿足了，我們需要

多臺(tái)機(jī)器才能應(yīng)對(duì)大規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)景。所以，我們需要垂直或是水平拆分業(yè)務(wù)系統(tǒng)，讓其變成一個(gè)分布式的架構(gòu)。

2.加強(qiáng)系統(tǒng)可用。我們的業(yè)務(wù)越來(lái)越關(guān)鍵，需要提高整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的可用性，這就意味著架構(gòu)中不能存在單點(diǎn)故障。這

樣，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)機(jī)器出故障而導(dǎo)致整體不可用。所以，需要通過(guò)分布式架構(gòu)來(lái)冗余系統(tǒng)以消除單點(diǎn)故障，從

而提高系統(tǒng)的可用性。

3.因?yàn)槟K化，所以系統(tǒng)模塊重用度更高

4.因?yàn)檐浖?wù)模塊被拆分，開(kāi)發(fā)和發(fā)布速度可以并行而變得更快

5.系統(tǒng)擴(kuò)展性更高

6.團(tuán)隊(duì)協(xié)作流程也會(huì)得到改善

分布式計(jì)算優(yōu)點(diǎn)：

⑴資源共享。若干不同的節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)彼此互聯(lián)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的用戶可以使用其他節(jié)點(diǎn)上的資源，如分布式系統(tǒng)

允許設(shè)備共享，使眾多用戶共享昂貴的外部設(shè)備，如彩色打印機(jī)：允許數(shù)據(jù)共享，使眾多用戶訪問(wèn)共用的數(shù)據(jù)庫(kù)：可以

共享遠(yuǎn)程文件，使用遠(yuǎn)程特有的硬件設(shè)備(如高速陣列處理器)，以及執(zhí)行其他操作。

(2)加快計(jì)算速度。如果一個(gè)特定的計(jì)算任務(wù)可以劃分為若干個(gè)并行運(yùn)行的子任務(wù)，則可把這些子任務(wù)分散到不同的節(jié)

點(diǎn)上，使它們同時(shí)在這些節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，從而加快計(jì)算速度。另外，分布式系統(tǒng)具有計(jì)算遷移功能，如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)上的負(fù)

載太重，則可把其中一些作業(yè)移到其他節(jié)點(diǎn)去執(zhí)行，從而減輕該節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。這種作業(yè)遷移稱為負(fù)載平衡。

(3)可靠性高。分布式系統(tǒng)具有高可靠性。如果其中某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效了，則其余的節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)操作，整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)?/p>

一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障而全體崩潰。因此，分布式系統(tǒng)有很好的容錯(cuò)性能。

系統(tǒng)必須能夠檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的故障，采取適當(dāng)?shù)氖侄?，使它從故障中恢?fù)過(guò)來(lái).系統(tǒng)確定故障所在的節(jié)點(diǎn)后，就不再利用

它來(lái)提供服務(wù)，直至其恢復(fù)正常工作。如果失效節(jié)點(diǎn)的功能可由其他節(jié)點(diǎn)完成，則系統(tǒng)必須保證功能轉(zhuǎn)移的正確實(shí)施。

當(dāng)失效節(jié)點(diǎn)被恢復(fù)或者修復(fù)時(shí)，系統(tǒng)必須把它平滑地集成到系統(tǒng)中。

(4)通信方便、快捷。分布式系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起。通信網(wǎng)絡(luò)由通信線路、調(diào)制解調(diào)器和通信

處理器等組成，不同節(jié)點(diǎn)的用戶可以方便地交換信息。在低層，系統(tǒng)之間利用傳遞消息的方式進(jìn)行通信，這類似于單CPU

系統(tǒng)中的消息機(jī)制。單CPU系統(tǒng)中所有高層的消息傳遞功能都可以在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，如文件傳遞、登錄、郵件、Web

瀏覽和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RemoteProcedurecall,RPC)。

2.CAP定理中的幾個(gè)關(guān)鍵因素為什么不能同時(shí)保證？不同的組合有什么樣的應(yīng)用場(chǎng)景？

為什么：P45上方

場(chǎng)景：P45下方如果不能分區(qū)，就不是分布式系統(tǒng)了

3.通過(guò)了解區(qū)塊鏈的背景，說(shuō)說(shuō)你所理解的區(qū)塊鏈做為一種分布式系統(tǒng)背后的全新理念。

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系是：信任，協(xié)作。

區(qū)塊鏈各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系是：懷疑，制約。

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是在互聯(lián)網(wǎng)背景下應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)量和分布式請(qǐng)求的需求下產(chǎn)生的，其在中心化控制下假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都誠(chéng)實(shí)，

從而由多節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)一個(gè)具有邏輯整體性的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。其主要解決的是節(jié)點(diǎn)宕機(jī)或節(jié)點(diǎn)間通信不可靠的問(wèn)題

區(qū)塊鏈曰多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)一個(gè)分布式賬本，沒(méi)有中心化控制機(jī)構(gòu)。區(qū)塊鏈假設(shè)任何一個(gè)單點(diǎn)均不可靠但系統(tǒng)內(nèi)誠(chéng)實(shí)

節(jié)點(diǎn)占大多數(shù)，由此搭建起了一個(gè)無(wú)需信任的信任體系。其主要解決的是節(jié)點(diǎn)本身不可靠的問(wèn)題。

區(qū)塊鏈應(yīng)該屬于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的一種，它以犧牲一致性為代價(jià)把CAP定理中的Availability(可用性)和Partitiontolerance

(分區(qū)容錯(cuò)性)落實(shí)到了極致。當(dāng)然，雖然區(qū)塊鏈讀取速度很快，但是其寫入速度一直有嚴(yán)重瓶頸，如何在多方需求間

找到均衡點(diǎn)，應(yīng)該就是區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)者的使命了

第3章云計(jì)算構(gòu)架

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.云計(jì)算中的工作負(fù)載有哪幾種模式？它們的特征是什么？

模式：時(shí)開(kāi)時(shí)停模式、用量迅速增長(zhǎng)模式、瞬時(shí)暴漲模式、周期性增減模式

特征P78

2.如何避免云計(jì)算資源“超配”帶來(lái)的問(wèn)題？P80IT租賃

3.如何理解“云?！焙汀霸企w”的概念？P86

4.什么是軟件定義的數(shù)據(jù)中心？它的特點(diǎn)是上么？

定義：VMware對(duì)其描述為：“一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，提供了前所未有的自動(dòng)化、靈活性和效率，并轉(zhuǎn)變IT交付的

方式。匯集和匯總計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全性等可用性服務(wù)，并交付軟件，通過(guò)智能化的策略驅(qū)動(dòng)的軟件進(jìn)行管理

服務(wù)器在虛擬化應(yīng)用的基礎(chǔ)上，SDDC能夠虛擬網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源，使抽象的數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施可以通過(guò)應(yīng)用程序

和軟件進(jìn)行訪問(wèn)。SDDC的目標(biāo)是使數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的許多方面受益：更有效地利用資源：更加容易配置和重新配置；以及

更快地部署新的應(yīng)用程序。等等。

特點(diǎn)：

標(biāo)準(zhǔn)化-跨多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)X86硬件池交付的同構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)可消除不必要的復(fù)雜性。

全面-針對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)優(yōu)化的統(tǒng)一平臺(tái)，可靈活支持任何乃至所有工作負(fù)載.

自適應(yīng)-可根據(jù)不斷變化的應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)配置和重新配置的自編程基礎(chǔ)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)最大的吞吐量、敏捷性和

效率。

自動(dòng)化-采用內(nèi)置智能機(jī)制的管理框架，用于消除復(fù)雜而易出問(wèn)題的管理腳本，能夠以更少的手動(dòng)工作實(shí)現(xiàn)云級(jí)運(yùn)

營(yíng)并節(jié)省大量成本。

恢復(fù)能力強(qiáng)-基于軟件的體系結(jié)構(gòu)可以彌補(bǔ)硬件故障，并以最低的成本提供前所未有的恢復(fù)能力。

課外思考

1.云計(jì)算的架構(gòu)是如何演化的？P81

2.如何理解“軟件定義一切”的說(shuō)法？P94

軟件定義從最早的軟件定義無(wú)線電，到軟件定義網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、信息系統(tǒng)、世界。也就是說(shuō)，軟件可以定義一切。

為什么現(xiàn)在才提出軟件定義一切呢？因?yàn)閮蓚€(gè)最為重要的條件近年來(lái)才基本具備。

第一個(gè)條件是硬件越來(lái)越小，功耗越來(lái)越低，散熱越來(lái)越少，可靠性越來(lái)越高，加工工藝越來(lái)越成熟，成本越來(lái)越低，

可以比前些年更加圓滿地完成軟件發(fā)出的指令。

第二個(gè)蕓件是通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完全打破r時(shí)空的限制，隨時(shí)隨地存在，而且?guī)捲絹?lái)越高，可靠性越來(lái)越高，建設(shè)和運(yùn)

營(yíng)成本越米越低。這當(dāng)然也得益于軟件，因?yàn)檐浖x了頻率，定義了傳輸交換。于是，軟件不但可以指揮本地硬件實(shí)

現(xiàn)各種功能，還可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)指揮遠(yuǎn)處的信息系統(tǒng)協(xié)同實(shí)現(xiàn)各種功能。正是在硬件和網(wǎng)絡(luò)的大力支持下，軟件才進(jìn)

入了定義一切的時(shí)代。

人作為高級(jí)動(dòng)物，可以主動(dòng)地移動(dòng)，這是與植物和非物質(zhì)的主要區(qū)別。人際交往是人類的基本社會(huì)需求。隨著軟件定

義逐漸普及、完善，信息系統(tǒng)會(huì)更好地為人的移動(dòng)交際提供服務(wù)，更好地滿足人的本能和需求。盡管在硬件和通信支持

下，軟件好像已經(jīng)無(wú)所不能，但軟件定義的世界才剛剛開(kāi)始。人類社會(huì)還有很多尚未發(fā)現(xiàn)的真理、未曾發(fā)明的技術(shù)、有

待掌握的知識(shí)技能。

第4章虛擬化技術(shù)

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.什么是虛擬化技術(shù)？以及該技術(shù)有哪三種類型？

虛擬化是一種資源管理技術(shù)，是將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲(chǔ)等，予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)

出來(lái)，打破實(shí)體結(jié)構(gòu)間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來(lái)應(yīng)用這些資源。這些資源的新虛擬部

分是不受現(xiàn)有資源的架設(shè)方式，地域或物理組態(tài)所限制。一般所指的虛擬化資源包括計(jì)算能力和資料存儲(chǔ)。P106

2.全虛擬化技術(shù)和半虛擬化技術(shù)的區(qū)別是什么？P109上方

3.硬件虛擬化技術(shù)有哪些代表？P113

4.什么是輕量級(jí)虛擬化技術(shù)？其代表是什么？定義P124上代表：P123

課外思考

1.虛擬化技術(shù)對(duì)計(jì)算資源的利用率究竟帶來(lái)了怎樣的好處？

提高服務(wù)器利用率.、虛擬機(jī)資源調(diào)整、內(nèi)存復(fù)用

1、現(xiàn)在一些公司都使用桌面虛擬化，也就是說(shuō)，買一個(gè)大的服務(wù)器，在服務(wù)器上虛擬多個(gè)PC,每個(gè)員工可以占用其

中一個(gè)。這實(shí)際上要比為每個(gè)人配置一個(gè)PC的成本要低得多

2、假設(shè)一個(gè)小公司既需要windows域服務(wù)器，又需要linux的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器，用虛擬技術(shù)，一臺(tái)機(jī)器搞定，而且可以根

據(jù)兩個(gè)服務(wù)器的實(shí)際負(fù)載分配il?算資源.沒(méi)有虛擬技術(shù)的話，至少用兩個(gè)物理機(jī)器，還不能實(shí)現(xiàn)前面提到的靈活的

資源分配。

2.輕量級(jí)虛擬化技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足是什么？

優(yōu)勢(shì)：

對(duì)比傳統(tǒng)虛擬機(jī)總結(jié)

特性容器虛擬機(jī)

啟動(dòng)秒級(jí)分鐘級(jí)

硬盤使用一般MB一般GB

性能接近原生弱于

系統(tǒng)支持?單機(jī)支持上千個(gè)容器一般幾十個(gè)

缺點(diǎn)；

復(fù)雜性增加：隨著容器及應(yīng)用數(shù)量的增加，同時(shí)也伴隨著復(fù)雜性的增加。在生產(chǎn)環(huán)境中管理如此之多的容器是一個(gè)極

具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，可以使用Kubernetes和Mesos等工具管理具有一定規(guī)模數(shù)量的容器。

原生Linux支持：大多數(shù)容器技術(shù)，比如Docker,基于Linux容器（LXC）,相比于在原生Linux中運(yùn)行容器，在Microsoft

環(huán)境中運(yùn)行容器略顯笨拙，并且日常使用也會(huì)帶來(lái)復(fù)雜性。

不成熟：容器技術(shù)在市場(chǎng)上是相對(duì)新的技術(shù)，需要時(shí)間來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)。開(kāi)發(fā)者中的可用資源是有限的，如果某個(gè)開(kāi)發(fā)者

陷入某個(gè)問(wèn)題，可能需要花些時(shí)間才能解決問(wèn)題。

3.容器的輕量級(jí)虛擬技術(shù)還能進(jìn)一步的輕量化嗎？有些什么樣的方式？

專門為這個(gè)應(yīng)用做一個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核，這個(gè)內(nèi)核只提供能運(yùn)行這個(gè)服務(wù)的最基本功能，除了能跑這個(gè)應(yīng)用別的什么都

干不了。應(yīng)用和內(nèi)核也是link在一起的，你甚至不好說(shuō)是給這個(gè)應(yīng)用定制了一個(gè)內(nèi)核，還是定制了一個(gè)內(nèi)核具有一定應(yīng)

用功能。

為每個(gè)M用編譯一個(gè)梢簡(jiǎn)化的Linux內(nèi)核，這樣就不需要做應(yīng)用改造了。

第5章分布式存儲(chǔ)

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.分布式存儲(chǔ)的定義是什么？

分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是將為數(shù)眾多的普通計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，同時(shí)對(duì)外提供一個(gè)整體的存儲(chǔ)服務(wù)。

2.分布式存儲(chǔ)有哪幾種類型？P132

3.SAN和NAS的區(qū)別是什么？P134下方

4.比較不同文件系統(tǒng)的特點(diǎn)。P139表

課外思考

1.是否存在一種文件系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)所有類型的文件存儲(chǔ)？為什么？

不存在，因?yàn)閿?shù)據(jù)類型的多樣性，不同的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)適處理不同類型的數(shù)據(jù)。P132

2.Paxos的原理和機(jī)制是什么？

Paxos算法是基于消息傳遞且具有高度容錯(cuò)特性的一致性算法，是目前公認(rèn)的解決分布式一致性問(wèn)題最有效的算法之一。

一、兩個(gè)操作：ProposalValue：提議的值：ProposalNumber：提議編號(hào)，可理解為提議版本號(hào)，要求不能沖突：

二、三個(gè)角色：Proposer：提議發(fā)起者。Proposer可以有多個(gè)，Proposer提出議案（value）。所謂value,可以是任何

操作，比如”設(shè)置某個(gè)變最的值為value”.不同的Proposer可以提出不同的value,例如某個(gè)Proposer提議”將變量X

設(shè)置為1”,另一個(gè)Proposer提議”將變量X設(shè)置為2”,但對(duì)同一輪Paxos過(guò)程，最多只有一個(gè)value被批準(zhǔn)。Acceptor：

提議接受者；Acceptor有N個(gè)，Proposer提出的value必須獲得超過(guò)半數(shù)（N/2+1）的Acceptor批準(zhǔn)后才能通過(guò)°Acceptor

之間完全對(duì)等獨(dú)立。Learner：提議學(xué)習(xí)者。上面提到只要超過(guò)半數(shù)accpetor通過(guò)即可獲得通過(guò)，那么learner角色的目的

就是把通過(guò)的確定性取值同步給其他未確定的Acceptor。

三、協(xié)議過(guò)程?句話說(shuō)明是：proposer將發(fā)起提案（value）給所有accpetor,超過(guò)半數(shù)accpetor獲得批準(zhǔn)后，proposer

將提案寫入accpetor內(nèi)，最終所有accpetor獲得一致性的確定性取值，且后續(xù)不允許再修改。協(xié)議分為兩大階段，每個(gè)

階段又分為A/B兩小步驟：準(zhǔn)備階段（占坑階段）第一階段A：Proposer■選擇一個(gè)提議編號(hào)n,向所有的Acceptor廣播

Prepare（n）請(qǐng)求。第一階段B：Acceptor接收到Prepare（n）請(qǐng)求，若提議編號(hào)n比之前接收的Prepare請(qǐng)求都要大，

則承諾將不會(huì)接收提議編號(hào)比n小的提議，并且?guī)现癆ccept的提議中編號(hào)小于n的最大的提議，否則不予理會(huì)。接

受階段（提交階段）第二階段A：整個(gè)協(xié)議最為關(guān)鍵的點(diǎn)：Proposer得到了Acceptor響應(yīng)如果未超過(guò)半數(shù)accpetor響應(yīng)，

直接轉(zhuǎn)為提議失?。喝绻^(guò)多數(shù)Acceptor的承諾，又分為不同情況：如果所有Accepts都未接收過(guò)值（都為null）,那

么向所有的Acceptor發(fā)起自己的值和提議編號(hào)n,記住，一定是所有Acceptor都沒(méi)接受過(guò)值；如果有部分Acceptor接收

過(guò)值，那么從所有接受過(guò)的值中選擇對(duì)應(yīng)的提議編號(hào)最大的作為提議的值，提議編號(hào)仍然為n。但此時(shí)Proposer就不能

提議自己的值，只能信任Acceptor通過(guò)的值，維護(hù)一但獲得確定性取值就不能更改原則；第二階段B：Acceptor接收到提

議后，如果該提議版本號(hào)不等于自身保存記錄的版本號(hào)（第一階段記錄的），不接受該請(qǐng)求，相等則寫入本地。

第6章云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.什么是覆蓋網(wǎng)絡(luò)？P153

2.VXLAN協(xié)議是什么？P154

3.什么事大二層網(wǎng)絡(luò)？P154下方

4.Clos網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是什么樣的？

CLOS網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)有三個(gè)stage：ingress、middle、egressP156

：

Figure13-Mtageclo?network.注后帶路黨

5.軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）的概念是什么？

是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方式.其核心技術(shù)OpenFlow通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離開(kāi)來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流

量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)。

6.什么是控制平面和數(shù)據(jù)平面？

控制平面用于控制和管理所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供給路由器/交換機(jī)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、連接

鏈路和交互協(xié)議的準(zhǔn)確了解，并在網(wǎng)絡(luò)狀況發(fā)生改變時(shí)做出及時(shí)的調(diào)整以維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行?？刂破矫嫣峁┝藬?shù)據(jù)平

面數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)發(fā)前所必須的各種網(wǎng)絡(luò)信息和轉(zhuǎn)發(fā)查詢表項(xiàng)。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本任務(wù)是處理和轉(zhuǎn)發(fā)不同端口上各種類型的數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)處理過(guò)程中各種具體的處理轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程,

都屬于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的任務(wù)范疇。P163

7.什么是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）?P167上方

一種對(duì)7網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的概念，利用虛擬化技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)階層的功能，分割成幾個(gè)功能區(qū)塊，分別以軟件方式實(shí)作，

不再拘限于硬件架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的核心是虛擬網(wǎng)絡(luò)功能。它提供只能在硬件中找到的網(wǎng)絡(luò)功能，包括很多應(yīng)用，

比如路由、CPE、移動(dòng)核心、IMS、CDN、飾品、安全性、策略等等。

課外思考

1.SDN相對(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有些什么優(yōu)勢(shì)？

1、SDN可以改變傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)下應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)緊耦合的煙囪式架構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)資源池化的水平。

2、SDN網(wǎng)絡(luò)與云平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化部署配置，支持業(yè)務(wù)快速上線和靈活拓展

3、通過(guò)軟件代替手工編排，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)自動(dòng)化。

SDN是將網(wǎng)絡(luò)由硬變軟，提升網(wǎng)絡(luò)的集中控制能力，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)虛擬化、云計(jì)算等新技術(shù)的適應(yīng)性和支持度，最終提

升網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的服務(wù)、支撐能力

2.如果SDN是下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為什么直到到現(xiàn)在，SDN還沒(méi)能替代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)？

安全問(wèn)題，如果沒(méi)有部署適當(dāng)?shù)陌踩胧W(wǎng)絡(luò)可能遭到惡意攻擊或者意外更改，這兩者都會(huì)讓網(wǎng)絡(luò)崩潰。

SDN不是一場(chǎng)重大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革命。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括命名、編址和路由三大方面，SDN只是改變了TCP/IP的路由計(jì)算機(jī)制，

從分布式計(jì)算“螺旋式上升”成了集中式，是一場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的局部革命。分布還是集中，只是選擇，沒(méi)有絕對(duì)好壞。SDN

的北向接口。1/PaaS需要更好地彈性調(diào)度資源，應(yīng)該借助SDN。面向1/PaaS的SDN北向接口是必須的，但直接面向應(yīng)用

的SDN北向接口則破壞了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本原則，是有很大疑問(wèn)的。再補(bǔ)一刀，從智能網(wǎng)、NGN、IMS到IPTV,網(wǎng)絡(luò)北向

接口從來(lái)就沒(méi)有真正成功過(guò)，SDN會(huì)是一個(gè)特例嗎？SDN與NFV殊途同歸。SDN是從傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)業(yè)出發(fā)，希望為IP路由

引入電信行業(yè)傳統(tǒng)的做法：轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，路由控制從分布走向集中。NFV是從傳統(tǒng)電信業(yè)出發(fā)，希望為IP路由引入

傳統(tǒng)IT的做法：軟件與硬件分離，通用硬件平臺(tái)。與SDN相比，NFV更像是?種實(shí)現(xiàn)技術(shù)。二者起點(diǎn)不同，友誼的小船

將殊途同歸。SDN是CDN兩種“網(wǎng)SDN的N是連接網(wǎng)絡(luò)，CDN的N是分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。SDN改造的是IP的路由機(jī)制，CDN

補(bǔ)充的是TCP/IP架構(gòu)固有缺陷。SDN是IP層的組成部分，而CDN是重疊在IP層之上的。軟件定義的CDN是一種趨勢(shì)，

在看得見(jiàn)的未來(lái)，二者友誼的小船不會(huì)翻。SDK帶來(lái)的彈性優(yōu)勢(shì)要看性價(jià)比。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心對(duì)彈性的要求非常高，但

運(yùn)營(yíng)商的廠域網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)為什么也需要這么高的網(wǎng)絡(luò)資源彈性，或者為什么需要網(wǎng)絡(luò)（而不是比如應(yīng)用自身）去解決這一問(wèn)

題？在摩爾定律仍然可以源源不斷提供廉價(jià)資源的今天，任何試圖節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源的努力都會(huì)是艱難的。

SDN和MPLS對(duì)IP改變的程度相仿，就像VLAN對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的改變那樣。SDN本是一艘小船，但正被打扮成一般巡洋

艦。SDN與其它技術(shù)的友誼小船，也不是說(shuō)翻就會(huì)翻的。

3.ONOS和Opendaylight這樣的開(kāi)源項(xiàng)目是如何推動(dòng)SDN技術(shù)的？

眾所周知，SDN意在打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的“壟斷”，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制面與數(shù)據(jù)面的解耦。該技術(shù)滿足企業(yè)網(wǎng)絡(luò)更加

靈活和智能的轉(zhuǎn)型需求，因此得到飛速發(fā)展,但是，很多電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)于SDN升級(jí)持有避慎態(tài)度。由于運(yùn)營(yíng)商的存量網(wǎng)

絡(luò)設(shè)備復(fù)雜且規(guī)模巨大，同時(shí)電信級(jí)業(yè)務(wù)可靠性要求高，因此大部分運(yùn)營(yíng)商對(duì)于現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)向SDN演進(jìn)中的平滑性和代價(jià)

心存疑慮。ONOS/ODL能滿足敏捷、高效的網(wǎng)絡(luò)需求，并大大減少運(yùn)營(yíng)商的資本和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支，因此推動(dòng)SDN的發(fā)展。

第7章云計(jì)算安全

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.云計(jì)算的安全技術(shù)框架包含哪些內(nèi)容？

云計(jì)算安全服務(wù)體系（內(nèi)容在P185）、云計(jì)算安全標(biāo)準(zhǔn)及其測(cè)評(píng)體系P18，

2.虛擬化軟件棧面臨哪些安全威脅？P188下方

3.虛擬化軟件棧有哪些防御措施？P191

4.安全云存儲(chǔ)系統(tǒng)有哪些關(guān)鍵技術(shù)？P195下方

課外思考

1.云數(shù)據(jù)的安全與隱私問(wèn)題是否會(huì)阻止云計(jì)算的發(fā)展？

2.怎樣在云計(jì)算的便捷性和云計(jì)算的安全問(wèn)題上進(jìn)行取舍？

第3率云原生應(yīng)用

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.什么是云原生？

2.云原生包括哪幾個(gè)方面的內(nèi)容？

3.什么是持續(xù)集成與持續(xù)交付？

4.云原生的12要素是什么？

課外思考

1.相對(duì)于傳統(tǒng)云應(yīng)用，云原生應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)是上么？

2.Docker和Kubernetes技術(shù)為什么成為了云原生落地的最佳實(shí)踐之一？

第9章云OS

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.云操作系統(tǒng)的定義是什么？P244中間

2.云操作系統(tǒng)有哪些功能？P244中間+P247中間

3.什么是資源調(diào)度？P252上方

4.云資源調(diào)度的策略和算法分類是什么？P254圖

課外思考

1.怎么理解”操作系統(tǒng)體現(xiàn)了'軟件定義的系統(tǒng)'技術(shù)的集大成”？

對(duì)任何一個(gè)普通的計(jì)算機(jī)用戶，我們看到的操作系統(tǒng)實(shí)際上給了你一臺(tái)軟件定義的計(jì)算機(jī)。從我作為一個(gè)軟件研究

者的視角，操作系統(tǒng)的很多原理已經(jīng)體現(xiàn)到了我們軟件定義的集大成。主要的兩大功能是項(xiàng)下通過(guò)硬件資源的虛擬

化管理各種各樣的資源，向上通過(guò)管理功能的可編程提供各種公共的服務(wù)。因此，軟件定義的本質(zhì)就是把一體化硬

件基礎(chǔ)設(shè)施變成部件化，通過(guò)管控軟件對(duì)虛擬的部件實(shí)現(xiàn)的按需管理、按需使用，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)功能的靈

活定制和靈活擴(kuò)展.

2.類UNIX操作系統(tǒng)為什么能夠發(fā)展成為今天這樣占據(jù)云端服務(wù)器操作系統(tǒng)的主導(dǎo)地位？

P239P243

3.云端編程的挑戰(zhàn)和未來(lái)是什么？

P249

第10章云軟件

課內(nèi)復(fù)習(xí)

1.云件的概念是什么？P265第一段

2.云件形態(tài)的特征主要有哪些？P269下方

3.云件和Web