图解云计算架构 基础设施和API

从基础知识到内部原理，219张图全面了解云计算架构！ 1.网罗云架构基础知识，架构工程师和应用工程师皆适用； 2.专业人士撰写，理论结合实际； 3.讲解细致，图文并茂，深入浅出，直观易懂。 基础设施的搭建和运维+API的运行机制 →掌握不依赖于特定云服务的云计算本质 →跻身云时代的全栈云架构师

本书主要讲解了构建基于IaaS的云计算架构时所推荐的基础知识。云计算架构的优选特征是可以通过API来控制基础设施，因此可以完成在传统环境中无法完成的构建和应用。本书内容以API为中心展开，首先说明了云计算的概念、通用组件及API的机制等基础知识，然后逐一讲解了服务器、存储和网络等组件，以及这些组件是如何通过API控制的，最后介绍了多重云的配置要点和不可变基础设施等云原生架构的管理方法。本书适合对云计算架构的机制和运行原理感兴趣，或者将要从事云计算架构构建的读者阅读。

 

第1章API在云计算中的作用1
1.1云计算的现状2
1.1.1云计算的诞生2
1.1.2公有云和私有云的区别3
1.1.3IaaS、PaaS、SaaS的不同5
1.2云带来了基础设施的标准化8
1.2.1云带来了搭建过程的标准化8
1.2.2云带来了组件的抽象化11
1.2.3API带来了操作的自动化13
1.3以充分利用云计算为目标16
第2章云上具有代表性的组件19
2.1云环境的全貌20
2.1.1租户20
2.1.2区域21
2.1.3可用区22
2.2网络资源26
2.2.1路由器26
2.2.2交换机（子网）27
2.2.3公有IP地址29
2.2.4安全组30
2.3服务器资源31
2.3.1模板镜像32
2.3.2实例类型32
2.3.3连接网络和安全组34
2.3.4用于登录认证的密钥对35
2.4块存储资源36
2.4.1虚拟存储的基本功能36
2.4.2从虚拟存储启动37
2.5对象存储的基本功能38
2.5.1对象存储的基本功能38
2.5.2版本控制和托管静态网站40
2.5.3虚拟存储的备份40
2.6搭建Web应用系统的示例41
2.6.1由多可用区构成的冗余架构41
2.6.2用虚拟存储实现数据保护44
第3章API是如何控制云的47
3.1云和API的关系48
3.1.1什么是API48
3.1.2Web API49
3.1.3从互联网服务开始的Web API和HTTP50
3.1.4Amazon引领了将Web API应用到云计算中的潮流51
3.1.5虚拟化技术和云计算52
3.1.6SOA技术和云计算——面向API经济53
3.1.7Web API的构成要素54
3.1.8Web API的概念55
3.1.9资源56
3.1.10动作57
3.2构成资源的URI58
3.2.1域、域树、FQDN58
3.2.2DNS、虚拟主机和域名注册管理机构60
3.2.3URI64
3.2.4端点66
3.2.5端点内的路径设计和版本管理69
3.2.6资源名称和资源属性类型73
3.3HTTP协议74
3.3.1HTTP、Cookie、HTTP持久连接74
3.3.2HTTP请求75
3.3.3HTTP响应76
3.3.4HTTP方法77
3.3.5HTTP消息头80
3.3.6HTTP状态码84
3.3.7SOAP、REST85
3.3.8XML、JSON87
3.3.9cURL、REST Client89
3.4ROA91
3.4.1REST的四条原则91
3.4.2用面向软件的方式借助UML和ER模型使云基础设施可视化93
3.4.3获取API的调用记录96
3.4.4构建自定义的API97
3.5CLI、SDK、Console98
3.5.1CLI98
3.5.2SDK99
3.5.3Console101
3.6小结101
第4章IT基础设施的发展和API的概念103
4.1搭建服务器的必要步骤104
4.1.1在物理环境中的搭建步骤105
4.1.2在服务器虚拟化环境中的搭建步骤105
4.1.3服务器虚拟化的优点和局限性106
4.2云时代的搭建步骤109
4.2.1云环境中的搭建步骤109
4.2.2云改变了什么111
4.2.3云带来了高效率117
4.3如何充分利用云API118
第5章操作服务器资源的机制121
5.1服务器资源的基本操作和API122
5.1.1服务器资源122
5.1.2用API操作服务器资源122
5.1.3用于创建虚拟服务器的API流程124
5.1.4虚拟服务器的生命周期129
5.1.5元数据和用户数据130
5.1.6镜像的创建和共享132
5.1.7导入虚拟机镜像132
5.2服务器资源的内部架构133
5.2.1正式开始创建虚拟服务器的流程133
5.2.2其他API的行为136
5.2.3操作服务器资源时的注意事项137
5.3服务器资源组件的总结137
第6章块存储资源的控制机制139
6.1块存储资源的基本操作与API140
6.1.1块存储资源140
6.1.2使用块存储的API140
6.1.3操作块存储的API的流程142
6.1.4卷类型146
6.1.5卷的容量147
6.1.6吞吐量、IOPS、SR-IOV148
6.1.7快照、备份、克隆151
6.1.8快照和镜像的关系153
6.2块存储的内部结构154
6.2.1连接虚拟服务器和存储154
6.2.2不同基础设施资源间的自主协调155
6.2.3在云内部也能使用的API157
6.3操作存储资源时的注意事项158
6.4块存储资源组件的总结160
6.5有关其他存储功能的补充162
第7章网络资源管理的机制163
7.1网络资源的基本操作和API164
7.1.1云网络的特性和基本思路164
7.1.2网络资源的全貌166
7.1.3虚拟交换机和子网169
7.1.4虚拟路由器173
7.1.5逻辑端口176
7.1.6安全组178
7.1.7网络访问控制列表183
7.2网络资源的API操作185
7.2.1用于搭建网络的API的调用流程185
7.2.2用于将服务器接入网络的API的流程188
7.3网络资源的内部结构190
7.3.1云网络的隔离190
7.4网络资源组件的总结195
7.4.1网络资源的组件195
7.4.2云网络和SDN198
第8章编配（基础设施即代码）201
8.1编配的基础知识与模板的语法202
8.1.1编配与自动化的概要202
8.1.2编配功能中的资源集合的概念207
8.1.3使用API操作编配208
8.1.4模板的整体定义210
8.1.5资源212
8.1.6参数215
8.1.7输出215
8.1.8验证模板216
8.1.9模板的兼容性217
8.1.10执行中的状态与故障排除217
8.1.11根据现有资源自动创建模板219
8.1.12模板的可视化221
8.2使用编配的好处、编配的使用方法及注意事项222
8.2.1环境搭建自动化带来的好处223
8.2.2运维上的好处224
8.2.3通过复用模板来复制环境的好处227
8.2.4用编配实现持续集成的好处228
8.2.5配置管理、逆向工程上的好处230
8.2.6从面向动作到面向资源的转换与设计模式230
8.2.7使用编配时的注意事项231
8.2.8栈与模板的很好粒度与嵌套233
8.2.9编配的很好实践235
8.3编配的基本操作与API235
8.3.1编配API的行为236
8.3.2编配API的实际行为236
8.4编配资源的组件与总结238
第9章认证与安全241
9.1HTTPS协议242
9.1.1HTTPS协议的机制242
9.1.2证书243
9.2用户、组、角色和策略244
9.2.1租户244
9.2.2用户244
9.2.3组245
9.2.4策略246
9.2.5认证密钥、令牌252
9.2.6签名254
9.2.7IAM角色、基于资源的策略256
9.2.8跨租户的操作权限257
9.3联合身份验证259
9.4认证资源组件的总结260
第10章控制对象存储的机制263
10.1对象存储264
10.1.1从存储类型来看对象存储264
10.1.2对象存储的内部结构与很好使用方法265
10.2与对象存储的基本操作相关的API267
10.2.1构成对象存储的资源267
10.2.2操作账户与获取存储桶列表268
10.2.3创建存储桶与存储对象269
10.2.4修改存储桶和对象的配置信息271
10.2.5获取对象列表274
10.2.6复制对象274
10.2.7分段上传274
10.2.8Amazon S3 CLI275
10.3变更对象存储的配置与相关API277
10.3.1启用ACL277
10.3.2版本控制与生命周期278
10.3.3加密279
10.3.4网站功能281
10.3.5CORS282
10.4对象和API的关系283
10.4.1最终一致性283
10.4.2用ETag确认对象285
10.4.3对象存储与REST API的关系285
10.4.4与幂等性的关系286
10.5对象存储的内部结构286
10.5.1访问层的架构287
10.5.2存储节点的架构288
10.5.3读操作和写操作289
10.5.4分布式复制与最终一致性的关系290
10.5.5分区和时间戳的关系291
10.5.6前缀与分布的关系292
10.6对象存储资源组件的总结293
第11章多重云295
11.1多重云296
11.1.1配置多重云的目的296
11.1.2多重云的兼容性涉及哪些因素297
11.1.3设计多重云时需要研讨的事项297
11.1.4多重云的模式299
11.2专用网络301
11.2.1BGP和AS301
11.2.2专线302
11.2.3互联云306
11.2.4互联网VPN307
11.3CDN308
11.3.1从互联网的机制来看CDN的基本架构309
11.3.2边缘站点310
11.3.3源站310
11.3.4分配311
11.3.5缓存行为312
11.3.6白名单、致歉页面和自定义证书313
11.3.7云私有网络314
11.3.8CDN中的缓存控制机制315
11.3.9CDN的路由316
11.3.10CDN在多重云中的作用317
11.4API的通信路径和兼容性317
11.4.1API的通信路径317
11.4.2API的兼容性320
11.4.3将环境与数据迁移到云中的难易程度324
11.5软件市场和生态系统327
第12章不可变基础设施331
12.1传统的基础设施搭建方法和其中存在的问题332
12.1.1传统系统的生命周期332
12.2何为不可变基础设施334
12.2.1贴合业务需求的系统生命周期334
12.2.2不可变基础设施的生命周期335
12.3不可变基础设施与基础设施即代码337
12.4蓝绿部署338
12.5不可变基础设施和应用程序架构340
12.6微服务和不可变基础设施342
12.7容器虚拟化技术和不可变基础设施343
12.8Docker和容器集群管理框架345
12.8.1构成Docker的技术345
12.8.2Docker的生命周期347
12.8.3容器集群功能348
12.9总结349
具有代表性的API350
参考文献352
作者介绍355