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內(nèi)容簡介

　　虛擬化技術(shù)是計算機體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的重要技術(shù)，它在工業(yè)界和學術(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)用兩個角度詳細論述了虛擬化技術(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、單計算系統(tǒng)虛擬化、多計算系統(tǒng)虛擬化、桌面虛擬化虛擬機安全與可信、虛擬機評測和標準、應(yīng)用高效能計算機的虛擬化技術(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)狀并對未來進行了展望。本書是有關(guān)虛擬化的學術(shù)專著，包含了開展虛擬化研究以來在學術(shù)界、工業(yè)界有價值、有影響力的成果，在內(nèi)容編寫上力求新穎、具體、實用。本書既可作為高等學校高年級本科生及研究生的教材，也可作為學術(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，華中科技大學教授、博士生導師，華中科技大學計算機學院院長、“集群與網(wǎng)格計算湖北省重點實驗室”和“服務(wù)計算技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點實驗室”主任，清華大學、復旦大學兼職教授，中國科學院計算所客座研究員、博士生導師。武漢市政協(xié)委員。國務(wù)院特殊津貼專家。中國計算機學會常務(wù)理事、湖北省計算機學會理事長、中國計算機學會對外聯(lián)絡(luò)部副主任、中國計算機學會高性能計算專委會委員和普通計算專委會委員。973計劃“計算系統(tǒng)虛擬化基礎(chǔ)理淪與方法研究”首席科學家，教育部重大專項“中國教育科研網(wǎng)格hinaGrid”計劃專家組組長。教育部“長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”創(chuàng)新團隊學術(shù)帶頭人，湖北省自然科學基金創(chuàng)新團隊學術(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。第五屆湖北省青年科技獎獲得者，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“留學回國人員成就獎”。獲國家科技進步二等獎1項、國家發(fā)明二等獎1項、教育部科技進步／技術(shù)發(fā)明一等獎3項、湖北省科技進步／技術(shù)發(fā)明一等獎2項。金海1994年畢業(yè)于原華中理工大學計算機系計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)，獲工學博士學位。1996年獲德國DAAD交換學者獎學金，在德國chcmnitz大學從事scl互連的sMP集群計算機的科研合作。1998年至2000年赴香港大學從事博士后研究，期間于1999年至2000年赴美國南加州大學繼續(xù)從事博士后研究工作。2000年底回國工作至今。曾參加香港大學和美國南加州大學的集群及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究。主要研究領(lǐng)域為計算機體系結(jié)構(gòu)、計算系統(tǒng)虛擬化、集群計算和網(wǎng)格計算、對等計算、網(wǎng)絡(luò)存儲與并行I／O、網(wǎng)絡(luò)安全等。金海是IEEE及IEEE計算機學會高級會員、ACM會員，全球網(wǎng)絡(luò)論壇策劃安員會（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)格與普適計算國際學術(shù)會議指導委員會主席、亞人服務(wù)計算國際學術(shù)會議指導委員會主席以及IEEE／AcM集群和網(wǎng)格計算國際會議、集群和協(xié)同計算國際會議、IFlP網(wǎng)絡(luò)與并行計算國際會議、泛在與智能計算國際會議、自主與可信計算國際會議等指導委員會委員。先后40余次擔任國際學術(shù)會議／程序委員會主席／副主席、230余次擔任國際學術(shù)會議程序委員會委員，50余次在國際／國內(nèi)學術(shù)會議上作大會主題演講或特邀報告。金海在國內(nèi)外正式發(fā)表學術(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、申報國家發(fā)明專利48項，申報美國發(fā)明專利1項，獲國家軟件著作版權(quán)52項。主持了一批重大科研項目，包括973項目、教育部重大專項、國家杰出青年基金項目、國家自然科學基金重大／重點項目、863重點項目、CNGI項目、霍英東高等院校青年教師基金項目、國際合作項目等。

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 虛擬計算系統(tǒng)的安全可信機制
1.3.4 虛擬計算系統(tǒng)的性能評測
1.4 虛擬化的應(yīng)用
1.4.1 虛擬化在高效能計算機中的應(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 二進制翻譯技術(shù)概覽
2.1.1 解釋執(zhí)行
2.1.2 靜態(tài)二進制翻譯
2.1.3 動態(tài)二進制翻譯
2.1.4 二進制翻譯系統(tǒng)框架
2.1.5 動態(tài)優(yōu)化
2.2 二進制翻譯的技術(shù)難點
2.2.1 指令集的相關(guān)問題
2.2.2 代碼挖掘問題
2.2.3 運行環(huán)境仿真
2.2.4 二進制翻譯系統(tǒng)的效率
2.3 典型的二進制翻譯系統(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動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)
2.3.5 JIT編譯技術(shù)
2.4 二進制翻譯處理器
2.5 本章小結(jié)
第3章計算系統(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)化機制
3.3.3 小結(jié)
3.4 I／O虛擬化
3.4.1 當前I／O設(shè)備虛擬化的幾種方法
3.4.2 虛擬機的直接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 支持虛擬機管理
3.5.3 為特殊項目定制
3.5.4 虛擬裝置
3.5.5 小結(jié)
3.6 系統(tǒng)級多機虛擬化
3.6.1 傳統(tǒng)的單一映像管理系統(tǒng)MOSIX
3.6.2 系統(tǒng)級多機虛擬化概述
3.6.3 系統(tǒng)級多機虛擬化的主要方法
3.6.4 現(xiàn)有系統(tǒng)級多機虛擬化系統(tǒng)
3.6.5 小結(jié)
3.7 其他虛擬化方法：進程級虛擬化及語言級虛擬化
3.7.1 進程級虛擬化
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章多虛擬機監(jiān)控與管理
4.1 多虛擬機之間的遷移
4.1.1 虛擬機遷移步驟
4.1.2 虛擬機遷移機制
4.1.3 虛擬機遷移的特點
4.1.4 虛擬機遷移過程中的資源遷移
4.2 多虛擬機資源管理實例
4.2.1 多虛擬機服務(wù)器管理軟件——Virtual Infrasltructure
4.2.2 多虛擬機服務(wù)器管理軟件——Parallax
4.2.3 多虛擬機桌面管理系統(tǒng)——Collective
4.2.4 用戶計算環(huán)境的移動化——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——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)用程序的遠程虛擬顯示
5.2.2 用戶遠程虛擬執(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 虛擬機網(wǎng)絡(luò)
5.4.1 虛擬機支持的虛擬網(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
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)基本安全機制
6.2.1 虛擬機基本安全機制
6.2.2 KVM基本安全機制
6.2.3 實例系統(tǒng)安全機制分析
6.3 基于虛擬機的入侵檢測
6.3.1 入侵檢測簡介
6.3.2 基于虛擬機的入侵檢測的基本原理
6.3.3 基于虛擬機的入侵檢測原型系統(tǒng)
6.3.4 基于虛擬機的蜜罐系統(tǒng)
6.3.5 基于虛擬機的蜜網(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 基于虛擬機的惡意代碼檢測與隔離
6.5 虛擬可信機制
6.5.1 可信計算簡介
6.5.2 虛擬可信平臺
6.6 本章小結(jié)
第7章虛擬計算系統(tǒng)的性能評測
7.1 虛擬計算系統(tǒng)的性能測量
7.1.1 性能測量指標
7.1.2 性能測量方法
7.1.3 現(xiàn)有測試規(guī)范
7.2 虛擬計算系統(tǒng)的性能分析
7.2.1 排隊網(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 隨機進程代數(shù)模型
7.2.5 分析方法和虛擬計算系統(tǒng)
7.3 虛擬計算系統(tǒng)的性能模擬
7.3.1 軌跡驅(qū)動模擬
7.3.2 執(zhí)行驅(qū)動模擬
7.3.3 離散事件模擬
7.3.4 全系統(tǒng)模擬
7.3.5 統(tǒng)計模擬
7.4 虛擬計算系統(tǒng)的可用性
7.4.1 虛擬計算系統(tǒng)可用性的衡量標準
7.4.2 虛擬計算系統(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算機中的應(yīng)用
8.1 高效能計算發(fā)展中面臨的問題
8.2 基于虛擬化技術(shù)的高效能計算
8.2.1 適合高效能計算的虛擬機管理器
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
8.2.5 高可用和容錯
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——主動容錯系統(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研究的綜合試驗臺環(huán)境仿真系統(tǒng)
9.2.3 復雜產(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 基于虛擬機的仿真容錯遷移技術(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
9.4.2 進一步研究與應(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 世界計算機領(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議和刊物
10.2.1 有關(guān)虛擬化的重要國際會議
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