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云原生架构：从技术演进到#佳实践

定价101.00

出版社电子工业出版社

作者贺阮

ISBN编码9787121421273

内容介绍

云原生之路，漫漫而修远，因为云在发展，应用也在发展。如何让应用充分利用云的特性焕发全新面貌，这是每个云原生应用架构领域的人应该思考的问题。本书分为两篇，从技术演进讲起，让读者充分了解系统资源、应用架构和软件工程的发展历程，从而拥有技术角度的全局视野；然后介绍云原生应用的#佳实践，手把手教你设计一个云原生应用。本书适合云原生应用开发人员、架构师、云计算从业者阅读，部分章节对产品团队、运维人员亦有一定的参考价值。

作者介绍

贺阮，攻读博士期间的主要研究方向是云计算安全。毕业之后一直深耕于云计算领域，工作内容涉及虚拟化内核、容器、调度、安全、微服务、应用架构、软件设计开发等，工作岗位覆盖科研、开发、产品架构、售前解决方案、售中售后支持等。曾先后任OpenStack基金会董事、ISO/IEC JTC1/SC38和ISO/IEC JTC1/SC27标样委员会委员、联合国国际电信联盟（ITU）云计算安全组副报告人，以及多个云计算学术会议、期刊编辑等职位，从各个维度见证了云计算行业的发展

目录

目录

技术演进篇

第1部分  系统资源 2

第1章  操作系统 3

1.1  操作系统简介 3

1.1.1  主要功能 4

1.1.2  系统结构 5

1.2  CPU指令集原理 6

1.2.1  特权指令集和非特权指令集 6

1.2.2  保护模式及内核态、用户态 7

1.2.3  指令工作流程 8

1.3  内核 9

1.3.1  组成模块化 9

1.3.2  单内核 9

1.3.3  微内核 10

1.3.4  外内核 11

第2章  虚拟化 13

2.1  虚拟化概述 13

2.1.1  直接使用物理设备 13

2.1.2  虚拟化原理 14

2.2  虚拟化指令集 16

2.2.1  敏感指令集 17

2.2.2  虚拟化指令集的工作模式 17

2.3  虚拟化类型 20

2.3.1  全虚拟化 20

2.3.2  类虚拟化 21

2.3.3  硬件辅助虚拟化 22

2.4  虚拟化架构 24

2.4.1  裸金属架构 24

2.4.2  宿主模式架构 25

2.5  常见的虚拟化产品 25

2.5.1  VMware 25

2.5.2  Xen 26

2.5.3  KVM 26

2.5.4  QEMU 27

2.5.5  NEMU 28

2.5.6  Firecracker 28

2.5.7  VirtualBox 28

2.5.8  Libvirt 29

2.5.9  Vagrant 30

第3章  云计算 32

3.1  云计算概述 32

3.1.1  虚拟化的不足 32

3.1.2  云计算的特点 33

3.2  IaaS 34

3.2.1  云的部署模式 34

3.2.2  IaaS的主要功能 36

3.2.3  IaaS架构 36

3.2.4  云ping台组织架构 37

3.2.5  OpenStack 39

3.2.6  云ping台部署架构 41

3.3  PaaS 42

3.3.1  简介 43

3.3.2  核心功能 45

3.3.3  微软Azure 47

3.3.4  PaaS的优缺点 48

3.4  SaaS 49

第4章  容器 53

4.1  容器简介 53

4.1.1  容器技术的优缺点 53

4.1.2  大事记 54

4.2  基本技术 55

4.2.1  namespace 56

4.2.2  cgroup 59

4.2.3  rootfs 60

4.3  Docker 61

4.3.1  容器运行时 61

4.3.2  镜像 63

4.3.3  Docker总结 64

4.4  内核容器技术 64

4.4.1  Kata 64

4.4.2  Firecracker 65

4.4.3  gVisor 66

4.4.4  Unikernel 67

4.5  容器与虚拟机 68

4.6  容器与PaaS 69

第5章  容器编排 70

5.1  容器编排简介 70

5.1.1  大事记 70

5.1.2  Swarm与Kubernetes之争 71

5.1.3  容器编排工具的核心功能 73

5.2  Kubernetes 74

5.2.1  设计理念与特性 74

5.2.2  运行架构 76

5.2.4  API对象 80

5.3  容器编排与PaaS 90

5.4  Kubernetes企业级实战：OpenShift 91

5.5  实现有状态应用和无状态应用 91

5.5.1  无状态应用与有状态应用 92

5.5.2  从无状态应用到Severless 92

5.5.3  Kubernetes对有状态应用的管理 92

5.5.4  容器编排的#终目标 93

第2部分  应用架构 95

第6章  应用架构概述 96

6.1  架构与框架的区别 97

6.2  狭义的和广义的应用架构 97

6.2.1  狭义的应用架构 97

6.2.2  广义的应用架构 98

6.3  应用架构的定义 98

6.4  应用架构的目标 99

第7章  主流架构 101

7.1  “4+1”架构视图 101

7.1.1  逻辑视图 102

7.1.2  开发视图 102

7.1.3  进程视图 102

7.1.4  物理视图 103

7.1.5  场景视图 103

7.2  ArchiMate 104

7.2.1  ArchiMate概述 104

7.2.2  业务层 106

7.2.3  应用层 106

7.2.4  技术层 107

7.3  TOGAF框架 109

第8章  架构详解 114

8.1  业务架构 114

8.1.1  业务场景 114

8.1.2  业务用例 115

8.1.3  业务实体 115

8.1.4  业务流程 116

8.2  应用架构 116

8.2.1  功能架构 117

8.2.2  数据架构 121

8.2.3  实现架构 124

8.3  基础架构 131

8.3.1  物理架构 131

8.3.2  运行架构 131

第9章  典型的应用架构模式 133

9.1  单体架构 133

9.1.1  单体架构的特点 133

9.1.2  功能架构 134

9.1.3  单体应用的数据优化 136

9.1.4  单体架构的优缺点 142

9.2  基于组件的架构 143

9.2.1  特性 144

9.2.2  微内核架构 145

9.2.3  两种基于组件的应用开发、运行框架 145

9.2.4  组件设计原则 146

9.3  分布式与SOA 148

9.3.1  分布式 148

9.3.2  SOA 150

第10章  微服务架构 160

10.1  微服务架构简介 160

10.1.1  微服务与应用 161

10.1.2  微服务架构与SOA 162

10.1.3  微服务架构与容器编排 162

10.1.4  微服务架构与组织架构 163

10.2  采用微服务架构的优势与难点 163

10.3  微服务架构详解 165

10.3.1  功能架构 165

10.3.2  实现架构 166

10.3.3  部署单元 167

10.4  设计原则 167

10.4.1  服务注册中心 167

10.4.2  API网关 168

10.4.3  跨服务通信 169

10.4.4  API设计 170

10.4.5  数据一致性处理 172

第11章  微服务框架 181

11.1  微服务架构与微服务框架 181

11.2  核心功能 182

11.2.1  服务注册发现 182

11.2.2  服务负载路由 183

11.2.3  统一配置 184

11.2.4  服务编排与弹性伸缩 184

11.2.5  流量管控 185

11.2.6  可观察运维 186

11.3  框架分类 188

11.3.1  业务处理框架 188

11.3.2  SDK框架 189

11.3.3  服务网格 190

第3部分  软件工程 195

第12章  应用设计 196

12.1  明确愿景 196

12.1.1  目标对象 197

12.1.2  度量价值 197

12.1.3  详细描述 198

12.1.4  上下文图 198

12.2  明确组织架构 200

12.3  顶层业务建模 201

12.3.1  概述 201

12.3.2  业务领域 202

12.3.3  业务场景 205

12.4  应用需求分析 209

12.4.1  概述 209

12.4.2  识别角色 210

12.4.3  业务实体 210

12.4.4  业务流程 212

12.5  应用设计建模 214

12.5.1  概述 214

12.5.2  圈定微服务 215

12.5.3  应用架构设计 216

12.6  领域驱动建模 218

12.6.1  分布式应用建模的痛点 219

12.6.2  DDD概述 219

12.6.3  DDD的优势 220

12.6.4  基本概念 221

12.6.5  实施步骤 229

12.6.6  DDD与应用设计 238

第13章  软件开发 240

13.1  瀑布模型 240

13.2  敏捷开发模型 242

13.2.1  敏捷宣言 243

13.2.2  Scrum 244

13.2.3  极限编程方法 245

第14章  开发运维一体化：DevOps 248

14.1  精益思想 248

14.1.1  起源 248

14.1.2  精益生产 249

14.1.3  精益原则 250

14.1.4  精益软件开发 251

14.1.5  价值探索 253

14.1.6  IT价值流 253

14.1.7  精益和敏捷 255

14.2  持续集成 255

14.2.1  原则 255

14.2.2  步骤 256

14.3  持续交付与持续部署 258

14.3.1  持续交付 258

14.3.2  持续部署 259

14.3.3  特性发布 263

14.4  DevOps与CI/CD 269

14.4.1  定义 270

14.4.2  原则与推广 271

14.4.3  三步工作法 272

14.5   275

14.5.1  概述 275

14.5.2  功能性 277

14.5.3  非功能性 281

14.6  DevOps与敏捷开发、Kubernetes、微服务、应用架构模式的关系 283

第15章  SRE运维 286

15.1  SRE运维简介 286

15.1.1  SLA 287

15.1.2  运维的发展阶段 288

15.1.3  架构层次 288

15.2  监控 289

15.2.1  监控概述 289

15.2.2  多层监控 291

15.2.3  告警 292

15.3  日志 293

15.3.1  日志系统架构 293

15.3.2  日志的采集、汇总与展示 294

15.4  故障排查 295

15.4.1  具体步骤 295

15.4.2  监控检查 296

15.5  作业运行 296

第16章  数字化运营 298

16.1  数字化运营概述 298

16.1.1  运营数据 298

16.1.2  角色分类 299

16.1.3  用户画像 299

16.2  数据处理 300

16.2.1  数据采集 300

16.2.2  数据建模 301

16.2.3  数据分析 301

16.2.4  指标分析 302

16.3  反馈流程 303

16.4  验证模式 304

16.4.1  A/B 304

16.4.2  灰度发布 305

16.5  ping台架构 306

16.5.1  运维数据ping台 306

16.5.2  智能化运维 306