雲計算實戰

劉鵬
教授，清華大學博士畢業。
現任中國大數據技術與應用聯盟副理事長、中國大數據應用聯盟人工智能專家委員會主任、
中國雲計算專家諮詢委員會專家委員、工業和信息化部雲計算研究中心專家。

蘇翔宇
高級講師，第45屆世界技能大賽云計算項目中國代表隊教練組成員，□□□AWS SAP高級解決方案架構師、華為雲計算HCNP-CLOUD認證工程師，現為深圳技師學院雲計算技術應用教研室主任。主要研究方向為雲計算技術與應用、微服務與無服務器計算應用。獲得省部級教學成果一等獎□項、二等獎□項。發表論文10餘篇，主編教材□部。

李騰
副教授，世界技能大賽云計算項目國家技術指導專家、雲計算開發高級工程師、國家註冊信息安全工程師，現為重慶電子工程職業學院雲計算與大數據系書記兼主任。獲得國家j教學成果二等獎1項；省部級教學成果一等獎1項、二等獎1項；省部級優秀教育技術科研成果一等獎1項；行業協會教學成果特等獎1項、一等獎□項。為重慶電子工程職業學院校級教學團隊“雲計算技術創新教學團隊”骨干成員。主持省部級以上項目6項；主編專著3部；擁有專利□項、軟件著作權1項；發表論文10餘篇，其中SCI源刊1篇；主編教材6部。

目 錄
第1章　雲計算與AWS 1
1.1　雲計算的概念 1
1.1.1　什麼是雲計算 1
1.1.2　雲計算的服務形式（IaaS、PaaS和SaaS） 2
1.2　雲計算的發展和優勢 4
1.2.1　雲計算的演化發展 5
1.2.2　雲計算的優勢 6
1.3　亞馬遜雲計算服務AWS 7
1.3.1　行業巨頭AWS 7
1.3.2　AWS優勢 9
1.4　世界技能大賽——雲計算比賽 10
1.4.1　大賽簡介 10
1.4.2　雲計算項目 11
習題 16
參考文獻 17

第2章　AWS基礎設施 18
2.1　雲計算的優勢 18
2.2　良好的雲計算架構 20
2.3　基礎設施及服務 21
2.3.1　數據中心 21
2.3.2　可用區（AZ） 21
2.3.3　區域（Region） 22
2.3.4　全球基礎設施 22
2.3.5　AWS全球基礎架構安全 24
2.4　AWS服務 25
2.4.1　AWS服務與傳統網絡 25
2.4.2　AWS服務架構 26
2.4.3　AWS服務介紹 27
2.5　註冊AWS賬戶 29
2.6　第一個AWS服務 32
2.6.1　創建EC2實例 32
2.6.2　測試EC2實例 38
2.6.3　反思與改進 43
2.7　AWS幫助 45
2.7.1　AWS培訓 45
2.7.2　AWS認證 46
2.7.3　AWS學習資源 48
習題 48
參考文獻 48

第3章　計算服務 49
3.1　亞馬遜彈性計算雲EC2 49
3.1.1　EC2介紹[1] 49
3.1.2　AMI映像 50
3.1.3　實例 52
3.1.4　EC2網絡與安全 58
3.1.5　存儲[1] 59
3.1.6　創建EC2實例[2] 61
3.1.7　EC2 負載均衡[1] 66
3.1.8　EC2自動縮放組[1] 69
3.2　AWS Lambda 無服務器計算服務 74
3.2.1　Lambda 的背景及介紹[1] 74
3.2.2　Lambda 的使用 75
3.3　AWS Batch批處理服務 92
3.3.1　Batch介紹[1] 92
3.3.2　Batch的作業配置[4] 94
3.4　Amazon ECS 容器服務 105
3.4.1　ECS簡介[1] 105
3.4.2　ECS集群配置[2][4] 105
3.4.3　ECS任務定義 107
習題 110
參考文獻 111

第4章　存儲服務 112
4.1　可擴展雲存儲S3 112
4.1.1　S3存儲桶基本操作 113
4.1.2　靜態網站託管 119
4.2　低成本歸檔存儲Glacier 124
4.2.1　創建生命週期規則 124
4.2.2　測試Glacier與生命週期規則 126
4.3　彈性塊存儲EBS 127
4.3.1　創建EBS卷 127
4.3.2　實例掛載EBS卷 128
4.3.3　創建及恢復EBS快照 131
習題 133
參考文獻 133

第5章　數據庫服務 134
5.1　關係型數據庫服務Amazon RDS 134
5.1.1　Amazon Aurora數據庫 135
5.1.2　MySQL數據庫 143
5.1.3　MariaDB數據庫 148
5.1.4　PostgreSQL數據庫 150
5.1.5　Oracle數據庫 153
5.1.6　Microsoft SQL Server數據庫 156
5.2　非關係型數據庫服務Amazon DynamoDB 159
5.2.1　DynamoDB 核心組件 160
5.2.2　使用AWS CLI訪問 DynamoDB數據庫 165
5.2.3　AWS DynamoDB 基礎使用 168
5.3　緩存服務Amazon ElastiCache 173
5.3.1　MemCache緩存服務 173
5.3.2　Redis緩存服務 175
5.4　數據倉庫服務Amazon Redshift 178
5.4.1　開始使用Amazon Redshift數據倉庫服務 179
5.4.2　創建 IAM 角色 179
5.4.3　啟動Amazon Redshift集群 182
5.4.4　連接到Amazon Redshift集群 182
5.5　數據庫遷移服務 186
5.5.1　AWS DMS工作原理 187
5.5.2　開始使用AWS DMS數據庫遷移服務 188
5.5.3　創建複製實例 188
5.5.4　指定源終端節點和目標終端節點 189
5.5.5　創建任務 191
5.5.6　查看數據庫遷移任務 193
習題 195
參考文獻 195

第6章　網絡服務 196
6.1　VPC基礎 196
6.1.1　基礎概念 197
6.1.2　默認VPC的配置 199
6.1.3　默認VPC配置講解 201
6.1.4　默認VPC部分配置AWS CLI輸出 204
6.2　嚮導創建VPC 205
6.2.1　VPC及子網創建 206
6.2.2　路由表及Internet網關創建 207
6.2.3　ACL及安全組創建 208
6.2.4　AWS CLI命令下配置輸出 209
6.3　自定義創建VPC 213
6.3.1　子網創建 214
6.3.2　Igw網關創建 216
6.3.3　NAT網關創建 218
6.3.4　AWS CLI配置輸出 221
6.4　創建對等連接 225
6.4.1　創建兩個公有子網VPC 225
6.4.2　配置對等連接 226
6.4.3　對等連接配置AWS CLI輸出 226
習題 230
參考文獻 230

第7章　安全防護 231
7.1　賬戶安全 231
7.1.1　IAM管理 231
7.1.2　IAM用戶權限設置 233
7.1.3　IAM角色管理 237
7.2　網絡環境安全 239
7.2.1　ACL管理設置 240
7.2.2　安全組設置 253
7.2.3　網關設置 262
7.2.4　NAT實例設置 269
7.3　安全組件 277
7.3.1　WAF & Shield安全管理服務 277
7.3.2　AWS Certificate Manager證書管理服務 288
7.3.3　AWS KMS 秘鑰管理服務 293
7.3.4　安全管理服務應用 301
習題 303
參考文獻 303

第8章　AWS推薦框架 304
8.1　AWS良好架構框架 304
8.1.1　卓越運營支柱 305
8.1.2　安全性支柱 306
8.1.3　可靠性支柱 308
8.1.4　性能效率支柱 309
8.1.5　成本優化支柱 311
8.1.6　一般設計原則 311
8.2　構建可伸縮的架構 312
8.2.1　彈性伸縮 312
8.2.2　AWS Auto Scaling服務 313
8.2.3　AWS Auto Scaling的配置 315
8.2.4　可伸縮的Web應用程序服務架構 318
8.3　構建容錯的架構 319
8.3.1　容錯的機制 319
8.3.2　AWS中的容錯組件 321
8.3.3　基於多可用區的容錯架構 323
8.4　構建安全的架構 326
8.4.1　責任共擔模型 326
8.4.2　權限管理 327
8.4.3　數據保護 328
8.4.4　操作系統及應用程序安全 329
8.4.5　保護基礎設施安全 330
8.4.6　示例：構建安全Web服務 331
習題 333
參考文獻 333

第9章　Web應用部署 335
9.1　AWS 部署服務組件 335
9.1.1　組件簡介 336
9.1.2　組件常見功能 338
9.2　AWS Elastic Beanstalk 341
9.2.1　AWS EB簡介 341
9.2.2　AWS EB部署Web應用 342
9.3　Docker應用部署 345
9.3.1　Docker部署Rocket.Chat 346
9.3.2　AWS ECS部署Rocket.Chat 348
9.4　高可用Web應用部署 354
9.4.1　Nextcloud簡介 354
9.4.2　簡易部署 355
9.4.3　搭建數據庫緩存 358
9.4.4　彈性架構 360
9.5　Elastic Beanstalk命令行界面（EB CLI） 361
9.5.1　安裝EB CLI 361
9.5.2　配置EB CLI 363
習題 366
參考文獻 367

第10章　成本管理 368
10.1　AWS計費方式 368
10.2　基本定價性能 369
10.2.1　Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2） 369
10.2.2　Amazon Relational Database Service（Amazon RDS） 370
10.2.3　Amazon Simple Storage Service（Amazon S3） 372
10.2.4　Amazon CloudFront 372
10.3　成本管理器的使用 372
10.3.1　啟用成本管理器 373
10.3.2　成本管理器的訪問控制 374
10.3.3　成本管理器的使用 375
10.4　利用預算管理成本 377
習題 382
參考文獻 384

第11章　開發運維 385
11.1　AWS Command Line Interface（CLI） 385
11.1.1　AWS CLI的安裝配置 385
11.1.2　AWS CLI常用命令 386
11.2　AWS系統管理器Systems Manager（ssm） 387
11.2.1　Systems Manager（ssm）主要功能 388
11.2.2　Systems Manager（ssm）應用實例 389
11.3　AWS CloudFormation 395
11.3.1　AWS CloudFormation基礎操作 395
11.3.2　AWS CloudFormation應用實例 400
11.4　Amazon CloudWatch 403
11.5　AWS CloudTrail 404
11.6　AWS Config 405
11.7　運維綜合案例 405
習題 410
參考文獻 411

第12章　AWS GameDay 412
12.1　GameDay與世界技能大賽 412
12.2　GameDay功能解析 413
12.2.1　儀錶盤Dashboard 414
12.2.2　計分板Scoreboard 416
12.3 GameDay比賽案例解析 416
12.4 GameDay實戰心得 419
習題 420
參考文獻 420

第13章　Jam平台 421
13.1　關於Jam平台 421
13.1.1　Jam的不同種類劃分 421
13.1.2　Jam平台在第45屆世界技能大賽中 422
13.1.3　Jam和AWS 423
13.1.4　Jam平台和GameDay平台 423
13.1.5　Jam的核心 423
13.2　使用Jam平台 424
13.2.1　註冊Jam賬號 424
13.2.2　開始Jam挑戰 425
13.2.3　使用線索 426
13.2.4　加入新的Jam會話 427
13.2.5　完成相應挑戰 427
13.3　Jam挑戰解析 428
13.3.1　案例“尋找遺留的秘密” 428
13.3.2　案例“黑客篡改”430
參考文獻 432

第14章　雲計算實訓平台 433
14.1　背景介紹 434
14.1.1　背景 434
14.1.2　雲計算實訓平台背景 434
14.2　實驗系統 435
14.2.1　實驗系統概述 435
14.2.2　實驗列表清單 437
14.3　競賽系統 440
14.3.1　競賽系統概述 440
14.3.2　系統功能介紹 443
14.3.3　比賽樣題剖析 444
14.4　挑戰系統 448
參考文獻 453