云原生应用构建：基于OpenShift pdf下载

适读人群 ：本书适合有一定OpenShift/Kubernetes基础的企业架构师、IT经理、应用架构师、开源技术爱好者。通过阅读本书，你既可以了解到通过分布式中间件实现云原生的方式，也能够了解到OpenShift 4最新的架构和最佳实践。

本书源码地址;

https://github.com/davidsajare/Building-Cloud-Native-Applications-with-OpenShift

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这是一部从开发和运维两种视角讲解如何基于OpenShift构建云原生应用的著作。三位作者分别来自红帽和微软公司，都是OpenShift和云原生领域的布道者和领军人物，经验非常丰富。

全书一共14章，秉承全栈理念讲解了构建云原生应用需要掌握的云原生技术、OpenShift技术以及开源分布式中间件技术。

第一部分：云原生篇（第1～11章）

首先，讲解了云原生和与之相关的分布式开源中间件的技术，如基于云原生的Java实现等；其次，讲解了云原生构建的6大步骤及其相关的技术和方法，如发展DevOps文化、构建分布式缓存等；最后，讲解了人工智能在容器云上的实践。

第二部分：OpenShift篇（第12～14章）

详细讲解了OpenShift 集群的规划、管理、离线安装与部署，以及OpenShift 在公有云上的最佳实践。

魏新宇

红帽资深解决方案架构师。在IaaS、PaaS方面有丰富的经验，致力于开源解决方案在企业中的推广和应用。从售前角度主导了红帽在金融、汽车行业的PaaS方面的多个项目。曾就职于华为、IBM、VMware，工作涉及领域包括硬件、AIX/Linux、虚拟化、PaaS、DevOps、微服务等。畅销书《OpenShift在企业中的实践 PaaS DevOps 微服务》联合作者。

获得红帽RHCA Level 5认证、RHCE认证，以及ITIL V3、Cobit5、TOGAF、C-STAR/TOGAF（鉴定级）相关认证。通过“大魏分享”（david-share）微信公众号，分享了很多项目实践经验。

王洪涛

红帽副首席架构师，曾在IBM工作多年，红帽PaaS、JBoss认证工程师。

有20年IT行业从业经验，先后担任软件开发工程师、项目经理、产品经理、架构师等职位，有丰富的容器云、互联网、微服务项目实施经验。服务于国有四大行、人行、石油、海油、航信等大客户，交付或支持电子商城、报表门户、互联网站、PaaS云平台等项目。

陈 耿

微软全球黑带团队云原生技术专家， Azure Red Hat OpenShift亚太区产品技术负责人。曾是红帽中国OpenShift核心团队成员，是开源容器平台OpenShift在国内落地的领军人物，长期活跃于国内的云原生技术社区。著有国内OpenShift领域的开山之作《开源容器云OpenShift》及《深入浅出Serverless》等作品。

有了统一的调度平台后，平台之上的应用如何构建才能实现云原生化？本书将会给你答案。三位作者都是我在Red Hat的前同事，我能够切身感受到他们对技术创新的不断追求，非常欣喜看到他们能够把云原生的经验总结出来，分享给大家。

——周荣 阿里巴巴高级解决方案架构师

三位作者都是我的前同事，是我非常敬重的云计算专家，多年来一直在推广云原生应用，帮助企业实现数字化转型。本书是他们多年工作经验的总结，书中不仅详细阐述了云原生应用的理念和应用场景，还涉及OpenShift在公有云上的最佳实践，值得阅读。

——李春霖 Google技术解决方案顾问

本书对企业用户在云计算转型当中所遇到的各种挑战和场景都做了深度总结，对云原生、微服务以及如何应用DevOps帮助云平台的最终用户构建可靠、高效的服务做了详尽讲解。

——涂宏峻 IBM高级云架构师

本书系统介绍了使用OpenShift构建云原生的方法和6大步骤，帮助读者快速构建云原生应用。同时针对各种应用场景提供了大量示例代码，便于读者动手实践。

——王彧 AWS解决方案架构师

各个行业都在尝试数字化转型，转型之路不易，需要容器、 DevOps、微服务等技术赋能。三位作者都是资深架构师、咨询师，对云原生应用构建有深入理解，经验扎实。

——谷南 VMWare云原生应用架构师

从云原生的实现方式到云原生应用的构建，本书详细讲解了具体的步骤和相关技术，能为企业的数字化转型提供体系化的指导，会让你对云原生有新的理解和认识。

——郭跃军VMware Solution Engineer

如何依托容器云构建云原生应用，如何把微服务、容器、服务网格、API网关等技术与应用系统有机结合起来，三位作者在这些方面沉淀了大量方法论。

——王健 腾讯云解决方案架构师

序言

前言

第一部分　云原生篇

第1章　云原生应用的构建之路2

1.1　云原生应用2

1.1.1　什么是云原生应用2

1.1.2　云原生应用开发和部署的四大

　　　原则3

1.2　云原生应用构建之路的步骤3

1.3　借助Red Hat开源解决方案实现

　　 云原生6

1.4　本章小结8

第2章　传统Linux上构建应用包9

2.1　什么是RPM9

2.2　从源代码构建软件10

2.2.1　本机编译代码10

2.2.2　解释型代码11

2.3　给软件打补丁12

2.4　安装软件13

2.5　源代码生成tar.gz包14

2.6　RPM打包15

2.6.1　什么是SPEC文件15

2.6.2　书写SPEC文件17

2.7　构建二进制RPM包19

2.7.1　构建Source RPM和二进制

　　　RPM19

2.7.2　检查并安装RPM包21

2.8　如何在异构环境重新编译RPM22

2.9　本章小结24

第3章　云原生Java的实现25

3.1　Java应用的发展25

3.1.1　Java EE架构25

3.1.2　Java应用的打包与JDK28

3.2　Kubernetes时代Java面临的问题33

3.3　Quarkus的架构33

3.4　验证Quarkus功能34

3.4.1　编译和部署Quarkus应用34

3.4.2　Quarkus的热加载39

3.4.3　在OpenShift中部署Quarkus

　　　应用程序41

3.4.4　Quarkus应用添加REST Client

　　　扩展45

3.4.5　Quarkus应用的容错能力50

3.5　Quarkus的事务管理52

3.6　本章小结53

第4章　DevOps和DevSecOps的

　　　　实现54

4.1　什么是DevOps54

4.1.1　从瀑布式开发到敏捷开发54

4.1.2　从敏捷开发到DevOps55

4.2　DevOps的技术实现56

4.3　在OpenShift上实现DevOps58

4.3.1　S2I与Jenkins结合使用实现

　　　CI/CD59

4.3.2　常用DevOps工具介绍61

4.3.3　OpenShift 3 Jenkins Pipeline

　　　工作流分析64

4.4　OpenShift 4.2中的OpenShift

　　 Pipeline69

4.4.1　Tekton概述69

4.4.2　安装OpenShift Pipeline71

4.4.3　验证OpenShift Pipeline73

4.5　DevSecOps在OpenShift上的实现79

4.5.1　DevSecOps的架构79

4.5.2　DevSecOps中的安全工具80

4.5.3　DevSecOps在OpenShift上的

　　　架构80

4.5.4　DevSecOps所依赖的OpenShift

　　　实验环境81

4.5.5　DevSecOps Pipeline分析83

4.5.6　执行DevSecOps Pipeline89

4.6　本章小结94

第5章　构建分布式消息中间件和

　　　　数据流平台95

5.1　服务之间的通信95

5.1.1　服务之间的通信方式95

5.1.2　异步通信实现97

5.1.3　消息的分类97

5.2　AMQ在OpenShift上的企业级

　　 实现98

5.2.1　标准消息中间件规范98

5.2.2　查看AMQ的多协议支持101

5.2.3　创建持久队列101

5.2.4　AMQ的HA104

5.2.5　AMQ的Cluster105

5.2.6　AMQ在OpenShift上的部署107

5.3　Kafka在OpenShift上的实现113

5.3.1　Kafka的架构113

5.3.2　Kafka集群在OpenShift集群

　　　上的实现方式114

5.3.3　在OpenShift上部署Kafka

　　　集群115

5.3.4　配置Kafka外部访问121

5.3.5　配置Mirror Maker124

5.4　本章小结128

第6章　构建分布式缓存129

6.1　IT架构的演进129

6.1.1　传统IT架构129

6.1.2　分布式IT架构130

6.1.3　分布式IT架构下的缓存130

6.1.4　内存数据网格的应用场景131

6.2　内存数据网格技术实现：

　　 Infinispan131

6.2.1　Infinispan的两种部署模式132

6.2.2　Infinispan的三种配置模式133

6.2.3　Infinispan功能验证134

6.2.4　在OpenShift上实现

　　　Infinispan138

6.3　内存数据网格技术实现：Redis141

6.3.1　Sentinel + Redis一主多从141

6.3.2　Redis Cluster + Redis多主

　　　多从142

6.3.3　Redis在OpenShift上的实现143

6.4　Infinispan和Redis的对比150

6.5　本章小结150

第7章　构建业务流程自动化151

7.1　规则与流程151

7.2　企业规则的开源实现153

7.2.1　KIE的架构153

7.2.2　Drools的架构155

7.3　企业级规则自动化方案157

7.3.1　Red Hat Decision Manager

　　　架构157

7.3.2　RHDM在OpenShift上的实现

　　　架构158

7.4　以抵押贷款应用展示RHDM

　　 功能161

7.4.1　在RHDM上导入抵押贷款

　　　应用源码161

7.4.2　抵押贷款应用源码分析163

7.4.3　探索抵押贷款应用165

7.4.4　复杂规则的处理168

7.4.5　验证决策模型和表示法（DMN）

　　　格式规则171

7.5　Red Hat流程自动化方案174

7.5.1　Red Hat Process Automation

　　　Manager架构174

7.5.2　RHPAM与微服务的集成案例

　　　环境准备176

7.5.3　RHPAM与微服务的集成实验

　　　流程验证185

7.6　本章小结194

第8章　云原生应用的安全195

8.1　云原生应用的认证与授权195

8.2　OpenShift的单点登录197

8.2.1　OpenShift的认证方式197

8.2.2　OpenShift与Keycloak

　　　的集成198

8.3　实现Web应用单点登录209

8.4　云原生应用出口流量限制219

8.4.1　配置出口防火墙219

8.4.2　配置出口路由器220

8.5　本章小结224

第9章　分布式集成与API管理225

9.1　分布式集成225

9.1.1　分布式集成方案225

9.1.2　基于OpenShift 3.11和Camel的

　　　 微服务集成227

9.1.3　Camel K项目介绍251

9.2　API管理方案253

9.2.1　Red Hat 3Scale的技术架构与

　　　实现效果253

9.2.2　Red Hat 3Scale对容器化应用的

　　　管理255

9.3　本章小结262

第10章　云原生应用与Serverless

　　　　 的结合263

10.1　无服务器架构Serverless263

10.1.1　应用架构的演进263

10.1.2　基础架构的演进264

10.1.3　Serverless的技术种类265

10.1.4　OpenWhisk的核心概念266

10.1.5　基于OpenShift集群部署 的

　　　 OpenWhisk267

10.2　Serverless与IoT的配合270

10.2.1　场景描述270

10.2.2　创建并验证第一个Action：

　　　 formatInput271

10.2.3　创建并验证第二个Action：

　　　 enricher274

10.2.4　将两个Action链接276

10.2.5　创建并验证第三个Action：

　　　 geofence277

10.2.6　验证包含三个Action的

　　　 序列279

10.3　本章小结282

第11章　人工智能在容器云上的

　　　　 实践283

11.1　Caffe2和Jupyter Notebook介绍283

11.2　在OpenShift集群中部署

　　 Caffe2284

11.3　运行代码分析287

11.3.1　整体代码分析287

11.3.2　运行代码287

11.4　Open Data Hub的简介与展示299

11.4.1　Open Data Hub简介299

11.4.2　Open Data Hub的安装300

11.4.3　Open Data Hub的基本功能

　　　 展示306

11.5　本章小结307

第二部分　OpenShift篇

第12章　集群规划与管理310

12.1　集群规划310

12.1.1　裸金属还是虚拟机311

12.1.2　容量评估315

12.1.3　网络考量316

12.1.4　集群的部署考量319

12.1.5　拉伸集群—跨数据中心

　　　 部署322

12.1.6　联邦集群322

12.2　集群管理和增强338

12.2.1　多集群管理门户338

12.2.2　集群上应用的灾难备份/

　　　 恢复策略342

12.2.3　启动OpenShift上的硬件

　　　 加速351

12.3　本章小结363

第13章　OpenShift 4集群离线部署

　　　　 详解与简化364

13.1　极简环境规划364

13.2　使用Helper节点工具辅助安装

　　　部署365

13.3　安装配置确认和解析367

13.3.1　DNS手动配置及解析367

13.3.2　负载均衡器手动配置及解析369

13.3.3　WebServer手动配置及解析371

13.3.4　配置离线镜像仓库/还原

　　　 镜像371

13.3.5　执行安装步骤372

13.3.6　完成安装376

13.3.7　附加操作：内部镜像库设置

　　　 使用emptydir或者NFS376

13.4　本章小结377

第14章　OpenShift与公有云378

14.1　OpenShift结合公有云的收益378

14.2　OpenShift公有云部署选择380

14.2.1　基于IaaS380

14.2.2　基于PaaS385

14.3　Azure Red Hat OpenShift385

14.3.1　集群部署与伸缩387

14.3.2　自动化运维387

14.3.3　全球部署387

14.3.4　混合云架构388

14.3.5　安全与认证389

14.3.6　与Azure服务的集成389

14.3.7　开发者体验389

14.3.8　联合技术支持390

14.3.9　付费模式391

14.3.10　OpenShift 4391

14.4　公有云OpenShift最佳实践391

14.4.1　因地制宜地选择架构391

14.4.2　最小化基础架构管理工作量392

14.4.3　构建高可用的部署架构392

14.4.4　Infrastructure as Code393

14.4.5　DevOps393

14.5　本章小结393

......

前　言

为何写作本书

2014年，谷歌发布Kubernetes，引发云计算技术的巨大转变。Kubernetes诞生以后，Red Hat决定对原有的PaaS产品OpenShift进行重构，这一决定彻底改变了OpenShift的命运以及后续PaaS市场的格局。2015年6月，基于Kubernetes 1.0的OpenShift 3.0诞生，截至本书写作时OpenShift的最新版本已经是4.3，在全球的企业客户已经超过1800个。随着像OpenShift这样优秀的容器云平台的不断普及，越来越多的客户通过容器云构建了PaaS、DevOps和微服务架构，将应用迁移到容器云平台。但是，很多客户的应用构建仍然采用传统模式，这使得后续应用迁移到容器时需要巨大的工作量。那么，有没有基于容器模式、云模式的应用开发模式，使开发出的应用直接运行在容器云上呢？有这就是云原生应用。

2018年，CNCF（Cloud Native Computing Foundation）组织对云原生进行了重新定义：云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。

从CNCF对云原生的定义来看，它与容器、服务网格、微服务等技术是密切相关的。这就带来一个问题：目前IT市场的容器云、服务网格、微服务琳琅满目，在构建云原生的时候，企业客户应如何选择呢？面对与云原生相关的几十个开源项目，企业客户要自行集成和运维，显然是不现实的。因此，如何在企业级容器云上构建企业级云原生应用得到了大家的广泛关注。

目前市面上已经有不少与容器、服务网格、微服务相关的书，但鲜有涉及基于企业级开源容器云构建云原生的。基于此，本书作者们决定撰写一本基于分布式开源中间件和OpenShift实现云原生的书。

本书主要内容

本书分为“云原生篇”和“OpenShift篇”两大部分。云原生篇介绍如何借助分布式中间件帮助客户实现云原生。OpenShift篇介绍OpenShift的高可用架构设计、最佳实践，以及在数据中心和公有云的部署方式。

云原生篇（第1～11章）：旨在帮助读者理解云原生的理念以及分布式开源中间件在云原生中的应用场景。这部分内容由魏新宇完成。

在云原生篇中，我们会介绍云原生构建的六大步骤，然后结合Red Hat企业级开源解决方案，将六大步骤细化，通过几个独立的章节进行详细说明。章节之间既相互独立，又相互联系。在每章中，我们会从各项技术的产生背景以及企业应用角度进行阐述，然后结合具体的技术案例展开说明，以期读者能有系统的理解。需要指出的是，云原生部分旨在帮助读者理解云原生的理念以及分布式开源中间件在云原生中的应用场景，因此具体的安装配置步骤不是本书的重点。云原生部分的所有示例代码，都是为了方便读者更深入地理解架构和原理，而非提供安装手册（具体安装的步骤可以参照Red Hat官网：access.redhat.com）。

OpenShift篇（第12～14章）：介绍OpenShift 4的集群规划、离线安装部署，以及OpenShift 4在公有云上的最佳实践。这部分内容由王洪涛（第12～13章）和陈耿（第14章）完成。

本书基于Red Hat JBoss中间件和OpenShift 3.11/4.2撰写，书中对涉及的JBoss企业级软件均给出了上游开源社区的介绍。社区版软件除了在安装上稍有差别，在功能实现和技术上都是一样的，因此本书也适合使用社区版的朋友阅读，当然，我们建议使用企业级版本以获得相应的支持和保障。

本书收录了魏新宇此前所写的一些技术文章，这些文章最初通过IBM developerWorks 中国网站发表，其网址是 https://www.ibm.com/developerworks/cn（IBM developerWorks 现已更名为IBM Developer，新网址是 https://developer.ibm.com/cn/）。文章列表为：

《DevSecOps：打造安全合规的DevOps平台》

《Quarkus：超音速亚原子 Java 体验》

《基于Kubernetes 集群的Serverless 在IoT 中的应用》

《构建基于OpenShift 面向生产的分布式消息和数据流平台》

《通过Kubernetes和容器实现DevOps》

《构建基于容器PaaS 平台的分布式缓存》

《基于OpenShift 构建面向企业的CI/CD》

《深度学习框架Caffe2在Kubernetes上的实践》

《Linux 中 RPM 的构建与打包》

《ActiveMQ Artemis和Qpid在企业中的应用》

本书内容特色

本书作者均为在一线工作多年的售前架构师，书中内容是作者们工作多年的项目经验总结。

本书将OpenShift和分布式开源中间件结合起来，全面介绍云原生应用构建。

本书在介绍内容时均列举了实际的案例进行说明，方便读者理解。

本书内容兼顾运维和开发，是一本秉承全栈理念的参考书。

本书读者对象

本书适合有一定OpenShift/Kubernetes基础的企业架构师、IT经理、应用架构师、开源技术爱好者。通过阅读本书，你既可以了解到通过分布式中间件实现云原生的方式，也能够了解到OpenShift 4最新的架构和最佳实践。

资源和勘误

本书参考资料均源于Red Hat的官方技术文档和开源社区，具体可以参考：

https://access.redhat.com

https://blog.openshift.com

https://learn.openshift.com

云原生部分的代码地址在书中均已列出。

由于时间仓促，而且开源产品迭代较快，书中的内容相对于社区软件的最新版本难免有一定滞后。如果你发现本书中有错误或不足之处，可以关注魏新宇的公众号“大魏分享”（david-share），把你的意见和想法发给我。后面我会推送二维码组建微信群，与大家共同进行技术讨论。

祝你在阅读本书的过程中能有所收获。让我们在云原生技术与企业相结合的道路上共同成长！

致谢

写书是一件很耗费精力的事情。在写书过程中，我花费了大量的业余时间，也牺牲了不少照顾孩子的时间。在此，感谢我的两个孩子在我写作过程中对我的理解。

感谢另外两名作者陈耿和洪涛。这本书是我们共同努力的结果。

最后，衷心地感谢机械工业出版社华章公司的杨福川老师和李艺老师，他们在书稿的审阅过程中付出了大量的劳动，也为这本书提供了很好的建议。

魏新宇　2020年2月

感谢杨福川老师和李艺老师在写作过程中的帮助和鼓励。写一本书是很不容易的事情，没有这些帮助和鼓励，可能就没有足够的积极性和耐心来完成写作。本书的潜在读者大多是开源行业的技术人员，而这个人群往往希望能看到新颖且深入的信息。这就要求本书内容对主流技术有敏锐的洞察力。我试图尽力满足这一预期，所以在本书撰写阶段，也在不断调整、更新内容。真诚地希望读者朋友能够对本书提出批评和指正，也非常感谢读者朋友能够阅读本书。最后，还要感谢陈耿和新宇两位小伙伴。希望我们在开源这条路上不断进步。

王洪涛　2020年2月

非常感谢华章公司杨福川老师的策划与邀请，让我得以与新宇、洪涛两位资深的架构师及Red Hat老同事一起合著此书。感谢李艺老师对本书给予的极大支持，使之可以达到出版的要求。创作的过程一波三折，感谢家人对我的支持。衷心希望读者可以从本书中收获到对工作有价值的信息。

陈耿　2020年2月