企业级云原生架构 技术、服务与实践

《企业级云原生架构：技术、服务与实践》较为全面、系统地介绍了云原生架构相关的方法论与技术产品，并结合作者多年的大型项目建设实施经验，阐述了分布式环境下面向云原生的架构设计最佳实践。本书主要分为4个部分，分别是云原生概述、云原生技术、云原生服务、云原生架构实践。本书兼顾理论、技术与实践，对从事相关行业的读者具有很好的学习指导意义。 《企业级云原生架构：技术、服务与实践》面向的读者对象为互联网行业的业务咨询师、系统架构师，以及相关领域的技术开发人员。

刘景应，具有20年软件开发、架构设计以及解决方案咨询经验，目前就职于阿里云云原生应用平台，熟悉互联网企业的技术栈与开发管理模式，对云原生相关技术、产品、架构有较为全面的理解，是国内云原生技术的先行者和布道者，致力于推动云原生相关理念和技术在国内IT应用中的落地实践；具备丰富的大型实时在线应用系统的架构设计经验，曾负责了多个部委以及行业头部客户的核心业务系统的架构咨询与技术指导。

目　录 第 一部分 云原生概述 第 1章 初见云原生　2 1.1 什么是云原生　2 1.1.1 云原生起源　2 1.1.2 企业为什么需要云原生　3 1.1.3 云原生的设计原则　7 1.2 云原生架构　9 1.2.1 敏捷基础设施　10 1.2.2 微服务　12 1.2.3 持续交付　14 1.2.4 DevOps　16 1.2.5 云原生应用十二要素　19 1.3 CNCF　28 1.3.1 CNCF生态蓝图　28 1.3.2 CNCF路线图　31 1.4 企业应用上云　33 1.4.1 云托管模式　35 1.4.2 云原生模式　37 第 2章 企业应用架构演进　40 2.1 单体架构　40 2.2 分布式架构　41 2.3 SOA　42 2.4 微服务架构　43 2.5 服务网格架构　45 2.6 Serverless架构　48 第二部分 云原生技术 第3章 Docker　52 3.1 Docker概述　52 3.1.1 容器和虚拟机　52 3.1.2 Docker的历史与版本　54 3.1.3 Docker的构成　55 3.1.4 Docker处理流程　57 3.1.5 Docker的优势　57 3.1.6 Docker常用命令　58 3.2 Docker分层设计　63 3.2.1 分层设计与写时拷贝　64 3.2.2 镜像分层管理　66 3.2.3 镜像版本变更管理　69 3.3 Docker三要素　70 3.3.1 镜像　70 3.3.2 容器　74 3.3.3 镜像仓库　81 3.4 Docker数据管理　85 3.4.1 非持久化数据　86 3.4.2 持久化数据　88 3.4.3 集群节点间共享存储　91 3.5 Docker网络　92 3.5.1 网络命名空间　92 3.5.2 Linux网络虚拟化　93 3.5.3 Docker网络架构　95 3.5.4 容器网络模型　96 3.5.5 单机桥接网络　98 3.5.6 多机覆盖网络　100 3.5.7 混合互联网络　102 3.5.8 网络访问控制　104 3.6 Docker三剑客　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的基本概念和术语　117 4.1.1 资源抽象对象　120 4.1.2 控制器抽象对象　123 4.1.3 其他辅助对象　128 4.2 Kubernetes系统架构　128 4.2.1 K8s整体架构　128 4.2.2 K8s集群高可用架构　131 4.2.3 K8s网络架构　133 4.3 Kubernetes运行机制　138 4.3.1 应用运行原理　138 4.3.2 应用访问机制　141 4.3.3 核心组件运行原理　147 4.4 kubectl命令　155 4.4.1 kubeconfig　155 4.4.2 kubectl子命令　157 4.4.3 kubectl可操作的资源对象类型　159 4.4.4 kubectl参数列表　160 4.4.5 kubectl输出格式　161 4.5 Kubernetes容器云　162 4.5.1 阿里云容器服务（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简介　169 5.1.2 Prometheus相关概念　170 5.1.3 Prometheus组成及架构　172 5.1.4 prometheus.yml配置文件　175 5.2 Prometheus监控K8s集群　179 5.2.1 监控K8s集群节点　181 5.2.2 监控K8s的pod　183 5.2.3 监控K8s的API server　184 5.2.4 监控K8s的服务　185 5.2.5 监控kube-state-metrics　187 5.3 Prometheus监控传统应用　187 第6章 微服务　190 6.1 微服务架构概述　190 6.1.1 微服务架构的演进　190 6.1.2 微服务架构的特点　192 6.1.3 微服务治理　193 6.1.4 微服务的组织架构　195 6.2 微服务设计原则　196 6.3 服务化最佳实践　202 6.4 微服务框架　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 服务网格（service mesh）　211 6.5 微服务通信　215 6.5.1 RPC　215 6.5.2 RESTful　218 6.5.3 优缺点对比　221 6.5.4 两种协议风格的融合方案　222 第三部分 云原生服务 第7章 云原生IaaS服务　234 7.1 容器服务　235 7.2 镜像仓库服务　238 7.3 分布式存储服务　240 7.4 虚拟网络服务　243 第8章 云原生DaaS服务　247 8.1 数据库服务　247 8.2 分布式对象存储　249 8.3 分布式缓存　252 8.4 分布式日志服务　257 8.5 分布式消息队列　260 8.6 大数据服务　264 8.6.1 大数据平台　265 8.6.2 数据资源池　268 8.6.3 数据集成平台　269 第9章 云原生PaaS服务　270 9.1 分布式应用服务　270 9.2 分布式配置中心　273 9.3 分布式数据库服务　276 9.4 分布式定时任务　281 9.5 业务实时监控服务　283 9.6 服务网关　286 9.7 技术组件服务　288 9.7.1 统一认证服务　288 9.7.2 单点登录服务　289 9.7.3 全局序列号服务　290 9.7.4 持久化服务　292 9.7.5 连接池服务　293 9.7.6 事务管理　295 9.7.7 异常管理　297 9.7.8 数据传输服务　300 第四部分 云原生架构实践 第 10章 高可用解决方案　304 10.1 高可用定义　304 10.2 高可用设计　305 10.2.1 应用设计　305 10.2.2 数据设计　311 10.2.3 兼容性设计　314 10.2.4 容量设计　315 10.3 高可用方案　317 10.3.1 全链路压测方案　317 10.3.2 流控降级方案　321 10.3.3 故障演练方案　323 10.3.4 故障隔离方案　327 10.3.5 弹性伸缩方案　330 10.3.6 应用应急预案　333 第 11章 数据一致性解决方案　337 11.1 数据一致性理论　337 11.1.1 ACID特性　338 11.1.2 事务隔离级别　338 11.1.3 CAP定理　339 11.1.4 BASE思想　340 11.2 数据一致性模型　341 11.3 数据一致性原则　342 11.3.1 数据一致性实现指导　342 11.3.2 数据拆分原则　344 11.3.3 热点数据处理　345 11.4 锁机制　346 11.4.1 悲观锁与乐观锁　346 11.4.2 数据库锁　347 11.4.3 分布式锁　347 11.5 数据一致性解决方案　348 11.5.1 强一致性解决方案　349 11.5.2 弱一致性解决方案　352 11.5.3 最终一致性解决方案　353 第 12章 容灾多活解决方案　359 12.1 SHARE 78容灾等级　359 12.2 容灾目标　362 12.3 数据容灾方案　363 12.4 同城双活方案　364 12.5 两地三中心方案　366 12.6 异地双活方案　367 12.7 单元化方案　369