企業(yè)級(jí)云原生架構(gòu)：技術(shù)、服務(wù)與實(shí)踐

目 錄
第 一部分 云原生概述
第 1章 初見云原生 2
1.1 什么是云原生 2
1.1.1 云原生起源 2
1.1.2 企業(yè)為什么需要云原生 3
1.1.3 云原生的設(shè)計(jì)原則 7
1.2 云原生架構(gòu) 9
1.2.1 敏捷基礎(chǔ)設(shè)施 10
1.2.2 微服務(wù) 12
1.2.3 持續(xù)交付 14
1.2.4 DevOps 16
1.2.5 云原生應(yīng)用十二要素 19
1.3 CNCF 28
1.3.1 CNCF生態(tài)藍(lán)圖 28
1.3.2 CNCF路線圖 31
1.4 企業(yè)應(yīng)用上云 33
1.4.1 云托管模式 35
1.4.2 云原生模式 37
第 2章 企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)演進(jìn) 40
2.1 單體架構(gòu) 40
2.2 分布式架構(gòu) 41
2.3 SOA 42
2.4 微服務(wù)架構(gòu) 43
2.5 服務(wù)網(wǎng)格架構(gòu) 45
2.6 Serverless架構(gòu) 48
第二部分 云原生技術(shù)
第3章 Docker 52
3.1 Docker概述 52
3.1.1 容器和虛擬機(jī) 52
3.1.2 Docker的歷史與版本 54
3.1.3 Docker的構(gòu)成 55
3.1.4 Docker處理流程 57
3.1.5 Docker的優(yōu)勢(shì) 57
3.1.6 Docker常用命令 58
3.2 Docker分層設(shè)計(jì) 63
3.2.1 分層設(shè)計(jì)與寫時(shí)拷貝 64
3.2.2 鏡像分層管理 66
3.2.3 鏡像版本變更管理 69
3.3 Docker三要素 70
3.3.1 鏡像 70
3.3.2 容器 74
3.3.3 鏡像倉(cāng)庫 81
3.4 Docker數(shù)據(jù)管理 85
3.4.1 非持久化數(shù)據(jù) 86
3.4.2 持久化數(shù)據(jù) 88
3.4.3 集群節(jié)點(diǎn)間共享存儲(chǔ) 91
3.5 Docker網(wǎng)絡(luò) 92
3.5.1 網(wǎng)絡(luò)命名空間 92
3.5.2 Linux網(wǎng)絡(luò)虛擬化 93
3.5.3 Docker網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 95
3.5.4 容器網(wǎng)絡(luò)模型 96
3.5.5 單機(jī)橋接網(wǎng)絡(luò) 98
3.5.6 多機(jī)覆蓋網(wǎng)絡(luò) 100
3.5.7 混合互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 102
3.5.8 網(wǎng)絡(luò)訪問控制 104
3.6 Docker三劍客 106
3.6.1 Docker Machine 107
3.6.2 Docker Compose 109
3.6.3 Docker Swarm 110
第4章 Kubernetes 116
4.1 Kubernetes的基本概念和術(shù)語 117
4.1.1 資源抽象對(duì)象 120
4.1.2 控制器抽象對(duì)象 123
4.1.3 其他輔助對(duì)象 128
4.2 Kubernetes系統(tǒng)架構(gòu) 128
4.2.1 K8s整體架構(gòu) 128
4.2.2 K8s集群高可用架構(gòu) 131
4.2.3 K8s網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 133
4.3 Kubernetes運(yùn)行機(jī)制 138
4.3.1 應(yīng)用運(yùn)行原理 138
4.3.2 應(yīng)用訪問機(jī)制 141
4.3.3 核心組件運(yùn)行原理 147
4.4 kubectl命令 155
4.4.1 kubeconfig 155
4.4.2 kubectl子命令 157
4.4.3 kubectl可操作的資源對(duì)象類型 159
4.4.4 kubectl參數(shù)列表 160
4.4.5 kubectl輸出格式 161
4.5 Kubernetes容器云 162
4.5.1 阿里云容器服務(wù)（ACK） 162
4.5.2 Amazon Elastic Kubernetes Service（Amazon EKS） 165
4.5.3 Azure Kubernetes Service（AKS） 166
4.5.4 Google Kubernetes Engine （GKE） 167
第5章 Prometheus 169
5.1 Prometheus概述 169
5.1.1 Prometheus簡(jiǎn)介 169
5.1.2 Prometheus相關(guān)概念 170
5.1.3 Prometheus組成及架構(gòu) 172
5.1.4 prometheus.yml配置文件 175
5.2 Prometheus監(jiān)控K8s集群 179
5.2.1 監(jiān)控K8s集群節(jié)點(diǎn) 181
5.2.2 監(jiān)控K8s的pod 183
5.2.3 監(jiān)控K8s的API server 184
5.2.4 監(jiān)控K8s的服務(wù) 185
5.2.5 監(jiān)控kube-state-metrics 187
5.3 Prometheus監(jiān)控傳統(tǒng)應(yīng)用 187
第6章 微服務(wù) 190
6.1 微服務(wù)架構(gòu)概述 190
6.1.1 微服務(wù)架構(gòu)的演進(jìn) 190
6.1.2 微服務(wù)架構(gòu)的特點(diǎn) 192
6.1.3 微服務(wù)治理 193
6.1.4 微服務(wù)的組織架構(gòu) 195
6.2 微服務(wù)設(shè)計(jì)原則 196
6.3 服務(wù)化實(shí)踐 202
6.4 微服務(wù)框架 203
6.4.1 High-Speed Service Framework（HSF） 203
6.4.2 Dubbo 205
6.4.3 Spring Cloud 206
6.4.4 gRPC 209
6.4.5 服務(wù)網(wǎng)格（service mesh） 211
6.5 微服務(wù)通信 215
6.5.1 RPC 215
6.5.2 RESTful 218
6.5.3 優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 221
6.5.4 兩種協(xié)議風(fēng)格的融合方案 222
第三部分 云原生服務(wù)
第7章 云原生IaaS服務(wù) 234
7.1 容器服務(wù) 235
7.2 鏡像倉(cāng)庫服務(wù) 238
7.3 分布式存儲(chǔ)服務(wù) 240
7.4 虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 243
第8章 云原生DaaS服務(wù) 247
8.1 數(shù)據(jù)庫服務(wù) 247
8.2 分布式對(duì)象存儲(chǔ) 249
8.3 分布式緩存 252
8.4 分布式日志服務(wù) 257
8.5 分布式消息隊(duì)列 260
8.6 大數(shù)據(jù)服務(wù) 264
8.6.1 大數(shù)據(jù)平臺(tái) 265
8.6.2 數(shù)據(jù)資源池 268
8.6.3 數(shù)據(jù)集成平臺(tái) 269
第9章 云原生PaaS服務(wù) 270
9.1 分布式應(yīng)用服務(wù) 270
9.2 分布式配置中心 273
9.3 分布式數(shù)據(jù)庫服務(wù) 276
9.4 分布式定時(shí)任務(wù) 281
9.5 業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控服務(wù) 283
9.6 服務(wù)網(wǎng)關(guān) 286
9.7 技術(shù)組件服務(wù) 288
9.7.1 統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù) 288
9.7.2 單點(diǎn)登錄服務(wù) 289
9.7.3 全局序列號(hào)服務(wù) 290
9.7.4 持久化服務(wù) 292
9.7.5 連接池服務(wù) 293
9.7.6 事務(wù)管理 295
9.7.7 異常管理 297
9.7.8 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 300
第四部分 云原生架構(gòu)實(shí)踐
第 10章 高可用解決方案 304
10.1 高可用定義 304
10.2 高可用設(shè)計(jì) 305
10.2.1 應(yīng)用設(shè)計(jì) 305
10.2.2 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 311
10.2.3 兼容性設(shè)計(jì) 314
10.2.4 容量設(shè)計(jì) 315
10.3 高可用方案 317
10.3.1 全鏈路壓測(cè)方案 317
10.3.2 流控降級(jí)方案 321
10.3.3 故障演練方案 323
10.3.4 故障隔離方案 327
10.3.5 彈性伸縮方案 330
10.3.6 應(yīng)用應(yīng)急預(yù)案 333
第 11章 數(shù)據(jù)一致性解決方案 337
11.1 數(shù)據(jù)一致性理論 337
11.1.1 ACID特性 338
11.1.2 事務(wù)隔離級(jí)別 338
11.1.3 CAP定理 339
11.1.4 BASE思想 340
11.2 數(shù)據(jù)一致性模型 341
11.3 數(shù)據(jù)一致性原則 342
11.3.1 數(shù)據(jù)一致性實(shí)現(xiàn)指導(dǎo) 342
11.3.2 數(shù)據(jù)拆分原則 344
11.3.3 熱點(diǎn)數(shù)據(jù)處理 345
11.4 鎖機(jī)制 346
11.4.1 悲觀鎖與樂觀鎖 346
11.4.2 數(shù)據(jù)庫鎖 347
11.4.3 分布式鎖 347
11.5 數(shù)據(jù)一致性解決方案 348
11.5.1 強(qiáng)一致性解決方案 349
11.5.2 弱一致性解決方案 352
11.5.3 終一致性解決方案 353
第 12章 容災(zāi)多活解決方案 359
12.1 SHARE 78容災(zāi)等級(jí) 359
12.2 容災(zāi)目標(biāo) 362
12.3 數(shù)據(jù)容災(zāi)方案 363
12.4 同城雙活方案 364
12.5 兩地三中心方案 366
12.6 異地雙活方案 367
12.7 單元化方案 369