云计算已经成为信息社会和商业创新的重要基础设施，它的出现提高了人们生产、生活的效率，降低了创新、创业的门槛。本书通过三个系列实验，让读者理解和掌握云计算相关的概念、组成、使用和搭 建方法。全书共18 章，分为三个部分：第一部分（第 1 ～ 7 章）介绍公有云计算的概念和起源，然后分别在阿里云和亚马逊云两个平台上申请和使用计算、存储和网络资源；第二部分（第 8 ～ 16 章）介绍了开源私有云计算平台 OpenStack 的概念和组成，然后在虚拟机上部署和使用私有云计算平台；第 三部分（第 17 ～ 18 章）介绍了开源云存储系统 Ceph 的概念和组成，讲解了如何搭建和使用 Ceph 存储系统。本书可作为高等院校云计算实验课程的教材，或作为云计算理论课程的实验教材，还可以作为对云 计算和云存储系统感兴趣的研究人员和工程技术人员的参考资料。

张晓，博士，副教授。2001年4月―至今，任西北工业大学计算机学院教师；2012年7月―2013年7月，在美国奥本大学进修访问；2018年3月―2019年3月，在美国伊利诺理工大学进修访问。

第 1 章 　云计算简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 001
1．1 云计算概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．001
1．2 云计算历史．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 003
1．3 为什么会出现云计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 004
1．4 云计算学习资源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 005
第 2 章 　公有云服务器配置实验（阿里云）．．．．．．．．．．．．．．．．．007
2．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 007
2．2 实验 1：创建云主机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 008
2．2．1 创建云主机 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 008
2．2．2 连接云主机的两种方法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．011
2．3\t 实验 2：在云主机上搭建 Web
服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．013
2．3．1 安装 Apache2 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 013
2．3．2 修改 Web 显示的内容 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 014
2．3．3 查看连接请求 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 015
2．4\t 实验 3：在云主机上部署开源
网站．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．016
2．4．1 选择开源网站并配置环境 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 016
2．4．2 修改 PHP 版本（根据部署的网站类
型确定） ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 017
2．4．3 根据提示部署网站 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 018
2．5 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 022
第 3 章 　公有云网络和安全配置实验（阿里云）．．．．．．．．．．．023
3．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 023
3．2 实验 1：创建和使用专有网络．．．．．．．． 025
3．2．1 创建专有网络 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 026
3．2．2 创建 Web 服务云主机 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 027
3．2．3 创建管理云主机 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 028
3．2．4 创建安全组 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 030
3．3\t 实验 2：使用 VPN 连接专有网络
（可选）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 033
3．3．1 PPTP 代理服务器 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 034
3．3．2 修改安全组 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 034
3．3．3 VPN 服务器的使用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 037
3．4 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．041
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CONTENTS
云计算和云存储 系统实战
VI
第 4 章 　公有云存储配置实验（阿里云）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．042
4．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 042
4．2 实验 1：块存储服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 043
4．2．1 创建云盘 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 043
4．2．2 创建和使用快照 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 046
4．3 实验 2：文件存储服务．．．．．．．．．．．．．．．．． 048
4．4 实验 3：使用对象存储服务．．．．．．．．．．．．051
4．5 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 056
第 5 章 　公有云服务器实验（AWS）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．057
5．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 057
5．2 创建实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 058
5．2．1 选择 AMI ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 058
5．2．2 选择实例类型 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 058
5．2．3 配置实例详细信息 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 059
5．2．4 添加存储 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 060
5．2．5 添加标签 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 060
5．2．6 配置安全组 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 061
5．2．7 审核与启动 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 062
5．2．8 选择查看实例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 063
5．3 查看实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 065
5．3．1 查看描述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 065
5．3．2 查看监控 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 065
5．3．3 获取系统日志 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 066
5．3．4 获取屏幕截图 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 067
5．4 访问实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 068
5．4．1 查询安全组 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 068
5．4．2 编辑入站规则 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 068
5．4．3 HTTP 访问 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 069
5．5 资源再配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 069
5．5．1 实例停止 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 069
5．5．2 再配置资源 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 070
5．5．3 实例启动 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 070
5．6 终止实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．071
5．7 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．071
第 6 章 　公有云网络和安全配置实验（AWS）．．．．．．．．．．．．072
6．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 072
6．2 密钥对的创建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 073
6．2．1 访问 EC2 管理界面 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 073
6．2．2 密钥对的创建 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 073
6．3 创建 VPC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 074
6．3．1 访问 VPC 管理界面 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 075
6．3．2 创建并配置 VPC ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 075
6．3．3 创建其他子网 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 077
6．3．4 修改路由表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 079
6．4 创建安全组．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 080
6．4．1 创建 VPC 安全组 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 081
6．4．2 编辑入站规则 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 081
6．5 创建实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．1 配置实例详细信息 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．2 添加标签 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．3 配置安全组 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 082
6．5．4 审核与启动 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 083
6．6 Web 访问．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 083
6．7 远程 SSH 访问．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 084
6．8 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 085
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VII
目录 | 第 7 章 　公有云存储配置实验（AWS）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．086
7．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 086
7．2 Linux 实例确认．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 087
7．2．1 查看实例的基本信息 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 087
7．2．2 远程 SSH 访问确认 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 087
7．3 EBS 卷的创建和使用．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．3．1 创建 EBS 卷 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．3．2 挂载 EBS 卷 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．3．3 创建文件系统 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 088
7．4 创建和使用快照．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 089
7．4．1 向卷中写数据 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．4．2 对 EBS 卷创建快照 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．4．3 删除数据 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．4．4 恢复快照 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 090
7．5 使用对象存储 S3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．091
7．6 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．091
第 8 章 　开源私有云计算系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．092
8．1 OpenStack 是什么．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 092
8．2 OpenStack 的历史．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 093
8．3 OpenStack 的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 093
8．4 OpenStack 的使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 095
8．5 OpenStack 的学习资源．．．．．．．．．．．．． 096
第 9 章 　私有云计算实验环境准备（Windows 平台）．．．．097
9．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 097
9．2\t 实验 1：安装 VMware
Workstation 14．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 098
9．3\t 实验 2：在 VMware Workstation 14
上安装 Ubuntu 16．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 102
9．4\t 实验 3：安装 OpenStack 的
准备工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．108
9．5 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 110
第 10 章 　私有云计算实验环境准备（Linux 平台）．．．．．．．． 111
10．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 111
10．2 实验 1：安装虚拟化平台 KVM．．．．．．． 112
10．3 实验 2：安装虚拟化管理平台．．．．．．．．． 115
10．4\t 实验 3：安装 OpenStack 的
准备工作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 118
10．5 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．120
第 11 章 　安装 OpenStack 的环境准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．121
11．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 121
11．2 实验 1：网络环境配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 121
11．2．1 节点 Controller 和节点 Compute
配置 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 125
11．3\t 实验 2：安装 OpenStack
所需软件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126
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云计算和云存储 系统实战
VIII
第 12 章 　安装 OpenStack 的鉴权组件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 130
12．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．130
12．2 实验 1：安装 Identity 服务．．．．．．．．．．．130
12．3 实验 2：创建租户、用户和角色．．．．．．132
12．4 实验 3：验证相关配置是否正常．．．．．．134
12．5\t 实验 4：创建 OpenStack 客户端
环境脚本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．136
12．6\t 实验 5：Keystone 服务故障的
检查与排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．138
12．7 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．140
第 13 章 　安装 OpenStack 的镜像管理组件．．．．．．．．．．．．．．．．．141
13．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 141
13．2 实验 1：安装 Glance 服务．．．．．．．．．．．．142
13．3\t 实验 2：验证 Glance 服务是否
正常安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．145
13．4\t 实验 4：Glance 服务故障的检查与
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．146
13．5 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．148
第 14 章 　安装 OpenStack 的计算组件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 149
14．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．149
14．2 实验 1：在节点 Controller 上安装和配
置 Nova 服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．149
14．3 实验 2：在节点 Compute 上安装和配
置 Nova 服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．156
14．4 实验 3：验证 Nova 服务是否正常安装
159
14．5\t 实验 4：Nova 服务故障的检查与
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．160
14．6 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163
第 15 章 　安装 OpenStack 的网络组件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 164
15．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164
15．2\t 实验 1：在节点 Controller 上安装和
配置 Neutron 服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 164
15．3\t 实验 2：在节点 Compute 上安装和
配置 Neutron 服务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 169
15．4 实验 3：设置网络参数．．．．．．．．．．．．．．．．．． 171
15．5\t 实验 4：Neutron 服务故障的检查与
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175
15．6 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．177
第 16 章 　安装 OpenStack 的 UI 组件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 178
16．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．178
16．2 实验 1：安装 Dashboard 服务．．．．．178
16．3 实验 2：创建租户、用户和角色．．．．．． 181
16．4 实验 3：创建网络、子网、路由．．．．．．182
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IX
目录 |
16．5\t 实验 4：从 DashBoard 创建
虚拟机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184
16．6 Horizon 服务的故障检查与排除．．．．．185
16．7 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．186
第 17 章 　开源云存储系统 Ceph 简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 187
17．1 Ceph 是什么．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．187
17．2 Ceph 有什么优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
17．3 Ceph 的学习资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
第 18 章 　安装和使用 Ceph 云存储系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 190
18．1 实验准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．190
18．2 实验 1：安装 Ceph 云存储系统．．．．． 191
18．3\t 实验 2：使用 Ceph 云存储系统的
块存储．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 202
18．4\t 实验 3：使用 Ceph 云存储系统的
文件接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 207
18．5\t 实验 4：使用 Ceph 云存储系统的
对象接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
18．6\t 实验 5：Ceph 服务故障的检查与
排除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．210
18．7 思考题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 211
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 212