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內(nèi)容簡介

　　虛擬化技術(shù)是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的重要技術(shù)，它在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界得到了廣泛的重視。本書立足于虛擬化技術(shù)研究的前沿，從原理與應(yīng)用兩個(gè)角度詳細(xì)論述了虛擬化技術(shù)本身以及與之相關(guān)的主要問題，分別介紹了虛擬化技術(shù)的基本概念與發(fā)展歷程、指令級虛擬化、單計(jì)算系統(tǒng)虛擬化、多計(jì)算系統(tǒng)虛擬化、桌面虛擬化虛擬機(jī)安全與可信、虛擬機(jī)評測和標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用高效能計(jì)算機(jī)的虛擬化技術(shù)以及仿真應(yīng)用中的虛擬化技術(shù)，最后總結(jié)了虛擬化技術(shù)的現(xiàn)狀并對未來進(jìn)行了展望。本書是有關(guān)虛擬化的學(xué)術(shù)專著，包含了開展虛擬化研究以來在學(xué)術(shù)界、工業(yè)界有價(jià)值、有影響力的成果，在內(nèi)容編寫上力求新穎、具體、實(shí)用。本書既可作為高等學(xué)校高年級本科生及研究生的教材，也可作為學(xué)術(shù)界、企業(yè)界虛擬化技術(shù)研究者的重要參考書。

作者簡介

　　金海，博士，華中科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長、“集群與網(wǎng)格計(jì)算湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“服務(wù)計(jì)算技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”主任，清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)兼職教授，中國科學(xué)院計(jì)算所客座研究員、博士生導(dǎo)師。武漢市政協(xié)委員。國務(wù)院特殊津貼專家。中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、湖北省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理事長、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)對外聯(lián)絡(luò)部副主任、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專委會(huì)委員和普通計(jì)算專委會(huì)委員。973計(jì)劃“計(jì)算系統(tǒng)虛擬化基礎(chǔ)理淪與方法研究”首席科學(xué)家，教育部重大專項(xiàng)“中國教育科研網(wǎng)格hinaGrid”計(jì)劃專家組組長。教育部“長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人，湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人。金海是國家杰出青年基金獲得者，霍英東高等院校青年教師基金獲得者，入選“首批新性紀(jì)百千萬人才工程國家級人選”，2004年獲中國軟件行業(yè)十大杰出青年稱號(hào)。第五屆湖北省青年科技獎(jiǎng)獲得者，湖北省第六屆十大杰出青年獲得者。2003年獲中共中央組織部、中共中央宣傳部、中共中央統(tǒng)戰(zhàn)部、國家人事部、國家教育部、國家科技部六部委聯(lián)合頒發(fā)的“留學(xué)回國人員成就獎(jiǎng)”。獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國家發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、教育部科技進(jìn)步／技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、湖北省科技進(jìn)步／技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。金海1994年畢業(yè)于原華中理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。1996年獲德國DAAD交換學(xué)者獎(jiǎng)學(xué)金，在德國chcmnitz大學(xué)從事scl互連的sMP集群計(jì)算機(jī)的科研合作。1998年至2000年赴香港大學(xué)從事博士后研究，期間于1999年至2000年赴美國南加州大學(xué)繼續(xù)從事博士后研究工作。2000年底回國工作至今。曾參加香港大學(xué)和美國南加州大學(xué)的集群及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究。主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算系統(tǒng)虛擬化、集群計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算、對等計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)與并行I／O、網(wǎng)絡(luò)安全等。金海是IEEE及IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高級會(huì)員、ACM會(huì)員，全球網(wǎng)絡(luò)論壇策劃安員會(huì)（6GFSG）委員?，F(xiàn)任《Parallel Computing》、《International Journal of Grid and Utility Coreputing》、《International Journal on Web and Grid Services》、《Journal of Autonomic and Trusted Computing》、《Journal of Ubiquitous Computing and Intelligence》、《Intematiorial Journal of Computer and Applications》、《Journal of Sciencc and Technology》等雜志編委，網(wǎng)格與普適計(jì)算國際學(xué)術(shù)會(huì)議指導(dǎo)委員會(huì)主席、亞人服務(wù)計(jì)算國際學(xué)術(shù)會(huì)議指導(dǎo)委員會(huì)主席以及IEEE／AcM集群和網(wǎng)格計(jì)算國際會(huì)議、集群和協(xié)同計(jì)算國際會(huì)議、IFlP網(wǎng)絡(luò)與并行計(jì)算國際會(huì)議、泛在與智能計(jì)算國際會(huì)議、自主與可信計(jì)算國際會(huì)議等指導(dǎo)委員會(huì)委員。先后40余次擔(dān)任國際學(xué)術(shù)會(huì)議／程序委員會(huì)主席／副主席、230余次擔(dān)任國際學(xué)術(shù)會(huì)議程序委員會(huì)委員，50余次在國際／國內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議上作大會(huì)主題演講或特邀報(bào)告。金海在國內(nèi)外正式發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，其中被SCI、EI等權(quán)威檢索刊物收錄160余篇次。獲國家發(fā)明專利19項(xiàng)、申報(bào)國家發(fā)明專利48項(xiàng)，申報(bào)美國發(fā)明專利1項(xiàng)，獲國家軟件著作版權(quán)52項(xiàng)。主持了一批重大科研項(xiàng)目，包括973項(xiàng)目、教育部重大專項(xiàng)、國家杰出青年基金項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重大／重點(diǎn)項(xiàng)目、863重點(diǎn)項(xiàng)目、CNGI項(xiàng)目、霍英東高等院校青年教師基金項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目等。

圖書目錄

第1章概述
1.1 虛擬化簡介
1.2 虛擬化技術(shù)的發(fā)展與分類
1.2.1 發(fā)展歷程
1.2.2 虛擬化技術(shù)的分類
1.3 虛擬化的相關(guān)研究內(nèi)容
1.3.1 多計(jì)算系統(tǒng)的虛擬化
1.3.2 虛擬用戶使用環(huán)境
1.3.3 虛擬計(jì)算系統(tǒng)的安全可信機(jī)制
1.3.4 虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能評測
1.4 虛擬化的應(yīng)用
1.4.1 虛擬化在高效能計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用
1.4.2 虛擬化仿真技術(shù)的應(yīng)用
1.5 各章內(nèi)容簡介
第2章指令級虛擬化
2.1 二進(jìn)制翻譯技術(shù)概覽
2.1.1 解釋執(zhí)行
2.1.2 靜態(tài)二進(jìn)制翻譯
2.1.3 動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯
2.1.4 二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)框架
2.1.5 動(dòng)態(tài)優(yōu)化
2.2 二進(jìn)制翻譯的技術(shù)難點(diǎn)
2.2.1 指令集的相關(guān)問題
2.2.2 代碼挖掘問題
2.2.3 運(yùn)行環(huán)境仿真
2.2.4 二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)的效率
2.3 典型的二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)
2.3.1 DAISY／BOA系統(tǒng)
2.3.2 Crusoe處理器
2.3.3 Arles和IA一32 EL
2.3.4 Dynamo動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)
2.3.5 JIT編譯技術(shù)
2.4 二進(jìn)制翻譯處理器
2.5 本章小結(jié)
第3章計(jì)算系統(tǒng)虛擬化方法
3.1 系統(tǒng)級虛擬化概述
3.2 CPU虛擬化
3.2.1 經(jīng)典虛擬化的邏輯模型
3.2.2 x86的CPU虛擬化方法
3.2.3 虛擬CPU的調(diào)度
3.2.4 小結(jié)
3.3 內(nèi)存虛擬化
3.3.1 內(nèi)存虛擬化的基本原理
3.3.2 內(nèi)存虛擬化的優(yōu)化機(jī)制
3.3.3 小結(jié)
3.4 I／O虛擬化
3.4.1 當(dāng)前I／O設(shè)備虛擬化的幾種方法
3.4.2 虛擬機(jī)的直接I／O訪問
3.4.3 小結(jié)
3.5 操作系統(tǒng)適配
3.5.1 遷入虛擬化環(huán)境
3.5.2 支持虛擬機(jī)管理
3.5.3 為特殊項(xiàng)目定制
3.5.4 虛擬裝置
3.5.5 小結(jié)
3.6 系統(tǒng)級多機(jī)虛擬化
3.6.1 傳統(tǒng)的單一映像管理系統(tǒng)MOSIX
3.6.2 系統(tǒng)級多機(jī)虛擬化概述
3.6.3 系統(tǒng)級多機(jī)虛擬化的主要方法
3.6.4 現(xiàn)有系統(tǒng)級多機(jī)虛擬化系統(tǒng)
3.6.5 小結(jié)
3.7 其他虛擬化方法：進(jìn)程級虛擬化及語言級虛擬化
3.7.1 進(jìn)程級虛擬化
3.7.2 語言級虛擬化
3.7.3 網(wǎng)格和虛擬化
3.8 本章小結(jié)
第4章多虛擬機(jī)監(jiān)控與管理
4.1 多虛擬機(jī)之間的遷移
4.1.1 虛擬機(jī)遷移步驟
4.1.2 虛擬機(jī)遷移機(jī)制
4.1.3 虛擬機(jī)遷移的特點(diǎn)
4.1.4 虛擬機(jī)遷移過程中的資源遷移
4.2 多虛擬機(jī)資源管理實(shí)例
4.2.1 多虛擬機(jī)服務(wù)器管理軟件——Virtual Infrasltructure
4.2.2 多虛擬機(jī)服務(wù)器管理軟件——Parallax
4.2.3 多虛擬機(jī)桌面管理系統(tǒng)——Collective
4.2.4 用戶計(jì)算環(huán)境的移動(dòng)化——Internet：Suspend／Resume系統(tǒng)
4.2.5 部署和評測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的全球平臺(tái)——PlanetLab
4.3 本章小結(jié)
第5章虛擬用戶使用環(huán)境
5.1 虛擬化：從服務(wù)器到桌面
5.2 用戶使用環(huán)境虛擬化
5.2.1 應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程虛擬顯示
5.2.2 用戶遠(yuǎn)程虛擬執(zhí)行環(huán)境
5.2.3 用戶本地環(huán)境快速構(gòu)建
5.2.4 用戶環(huán)境的遷移
5.2.5 用戶環(huán)境的回滾和重放
5.3 應(yīng)用程序的虛擬化
5.3.1 Thinstall系統(tǒng)
5.3.2 Appstream系統(tǒng)
5.4 虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)
5.4.1 虛擬機(jī)支持的虛擬網(wǎng)絡(luò)
5.4.2 虛擬化網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行環(huán)境
5.5 虛擬化編程環(huán)境
5.5.1 LLVM輕量級虛擬機(jī)
5.5.2 Joeq系統(tǒng)
5.6 本章小結(jié)
第6章安全可信的虛擬計(jì)算系統(tǒng)
6.1 虛擬化系統(tǒng)的安全挑戰(zhàn)
6.2 虛擬化系統(tǒng)基本安全機(jī)制
6.2.1 虛擬機(jī)基本安全機(jī)制
6.2.2 KVM基本安全機(jī)制
6.2.3 實(shí)例系統(tǒng)安全機(jī)制分析
6.3 基于虛擬機(jī)的入侵檢測
6.3.1 入侵檢測簡介
6.3.2 基于虛擬機(jī)的入侵檢測的基本原理
6.3.3 基于虛擬機(jī)的入侵檢測原型系統(tǒng)
6.3.4 基于虛擬機(jī)的蜜罐系統(tǒng)
6.3.5 基于虛擬機(jī)的蜜網(wǎng)系統(tǒng)
6.4 惡意代碼檢測與隔離
6.4.1 惡意代碼的安全威脅
6.4.2 虛擬化惡意軟件
6.4.3 基于虛擬機(jī)的惡意代碼檢測與隔離
6.5 虛擬可信機(jī)制
6.5.1 可信計(jì)算簡介
6.5.2 虛擬可信平臺(tái)
6.6 本章小結(jié)
第7章虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能評測
7.1 虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能測量
7.1.1 性能測量指標(biāo)
7.1.2 性能測量方法
7.1.3 現(xiàn)有測試規(guī)范
7.2 虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能分析
7.2.1 排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型
7.2.2 半／馬爾可夫鏈模型
7.2.3 Petri網(wǎng)模型
7.2.4 隨機(jī)進(jìn)程代數(shù)模型
7.2.5 分析方法和虛擬計(jì)算系統(tǒng)
7.3 虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能模擬
7.3.1 軌跡驅(qū)動(dòng)模擬
7.3.2 執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模擬
7.3.3 離散事件模擬
7.3.4 全系統(tǒng)模擬
7.3.5 統(tǒng)計(jì)模擬
7.4 虛擬計(jì)算系統(tǒng)的可用性
7.4.1 虛擬計(jì)算系統(tǒng)可用性的衡量標(biāo)準(zhǔn)
7.4.2 虛擬計(jì)算系統(tǒng)可用性的評測方法
7.5 本章小結(jié)
第8章虛擬化在高效能計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用
8.1 高效能計(jì)算發(fā)展中面臨的問題
8.2 基于虛擬化技術(shù)的高效能計(jì)算
8.2.1 適合高效能計(jì)算的虛擬機(jī)管理器
8.2.2 虛擬化環(huán)境系統(tǒng)管理
8.2.3 資源管理
8.2.4 I／O和存儲(chǔ)
8.2.5 高可用和容錯(cuò)
8.3 關(guān)鍵技術(shù)問題
8.3.1 性能問題
8.3.2 多核處理器
8.3.3 并行系統(tǒng)管理
8.4 應(yīng)用舉例
8.4.1 整合異構(gòu)資源一Cray的白適應(yīng)超級計(jì)算
8.4.2 資源管理——虛擬化InfiniBand集群系統(tǒng)
8.4.3 系統(tǒng)容錯(cuò)——主動(dòng)容錯(cuò)系統(tǒng)
8.4.4 虛擬化系統(tǒng)環(huán)境——VsE
8.4.5 并行編程環(huán)境——Charm++和AMPI
8.4.6 虛擬化系統(tǒng)管理工具
8.4.7 半虛擬化技術(shù)應(yīng)用于高效能計(jì)算的性能測試
8.5 應(yīng)用前景分析
8.6 本章小結(jié)
第9章虛擬化在仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用
9.1 虛擬化技術(shù)在仿真中的需求
9.1.1 建模仿真技術(shù)體系及發(fā)展趨勢
9.1.2 虛擬化在仿真中的應(yīng)用需求
9.2 虛擬化技術(shù)在仿真中的應(yīng)用現(xiàn)狀
9.2.1 高能物理仿真：基于VMware ESX的粒子探測器仿真系統(tǒng)
9.2.2 網(wǎng)絡(luò)安全仿真：用于Botnet研究的綜合試驗(yàn)臺(tái)環(huán)境仿真系統(tǒng)
9.2.3 復(fù)雜產(chǎn)品仿真：基于JVM的起落架協(xié)同仿真系統(tǒng)
9.3 虛擬化與仿真進(jìn)一步融合所面臨的挑戰(zhàn)
9.3.1 虛擬化仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
9.3.2 虛擬化仿真資源描述方法
9.3.3 仿真執(zhí)行環(huán)境自動(dòng)化部署技術(shù)
9.3.4 虛擬化仿真調(diào)度算法
9.3.5 基于虛擬機(jī)的仿真容錯(cuò)遷移技術(shù)
9.4 虛擬化仿真系統(tǒng)及其展望
9.4.1 虛擬化仿真系統(tǒng)及其特點(diǎn)
9.4.2 進(jìn)一步研究與應(yīng)用展望
第10章虛擬化技術(shù)的現(xiàn)狀和未來
10.1 虛擬化技術(shù)的主要研究組織
10.1.1 世界計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最有影響力的組織
10.1.2 研究虛擬化技術(shù)的著名高校
10.1.3 研究虛擬化技術(shù)的著名公司
10.1.4 研究虛擬化技術(shù)的相關(guān)網(wǎng)站
10.2 虛擬化的重要國際會(huì)議和刊物
10.2.1 有關(guān)虛擬化的重要國際會(huì)議
10.2.2 虛擬化重要國際刊物
10.3 虛擬化的未來
10.3.1 虛擬化未來的商業(yè)應(yīng)用趨勢
10.3.2 虛擬化未來的學(xué)術(shù)研究趨勢
10.4 本章小結(jié)
附錄A 相關(guān)術(shù)語及解釋
參考文獻(xiàn)