前言

目錄

技術(shù)演進篇

第1部分 系統(tǒng)資源 2

第1章 操作系統(tǒng) 3
1.1 操作系統(tǒng)簡介 3
1.1.1 主要功能 4
1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5
1.2 CPU指令集原理 6
1.2.1 特權(quán)指令集和非特權(quán)指令集 6
1.2.2 保護模式及內(nèi)核態(tài)、用戶態(tài) 7
1.2.3 指令工作流程 8
1.3 內(nèi)核 9
1.3.1 組成模塊化 9
1.3.2 單內(nèi)核 9
1.3.3 微內(nèi)核 10
1.3.4 外內(nèi)核 11

第2章 虛擬化 13
2.1 虛擬化概述 13
2.1.1 直接使用物理設備 13
2.1.2 虛擬化原理 14
2.2 虛擬化指令集 16
2.2.1 敏感指令集 17
2.2.2 虛擬化指令集的工作模式 17
2.3 虛擬化類型 20
2.3.1 全虛擬化 20
2.3.2 類虛擬化 21
2.3.3 硬件輔助虛擬化 22
2.4 虛擬化架構(gòu) 24
2.4.1 裸金屬架構(gòu) 24
2.4.2 宿主模式架構(gòu) 25
2.5 常見的虛擬化產(chǎn)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 云計算 32
3.1 云計算概述 32
3.1.1 虛擬化的不足 32
3.1.2 云計算的特點 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架構(gòu) 36
3.2.4 云平臺組織架構(gòu) 37
3.2.5 OpenStack 39
3.2.6 云平臺部署架構(gòu) 41
3.3 PaaS 42
3.3.1 簡介 43
3.3.2 核心功能 45
3.3.3 微軟Azure 47
3.3.4 PaaS的優(yōu)缺點 48
3.4 SaaS 49

第4章 容器 53
4.1 容器簡介 53
4.1.1 容器技術(shù)的優(yōu)缺點 53
4.1.2 大事記 54
4.2 基本技術(shù) 55
4.2.1 namespace 56
4.2.2 cgroup 59
4.2.3 rootfs 60
4.3 Docker 61
4.3.1 容器運行時 61
4.3.2 鏡像 63
4.3.3 Docker總結(jié) 64
4.4 內(nèi)核容器技術(shù) 64
4.4.1 Kata 64
4.4.2 Firecracker 65
4.4.3 gVisor 66
4.4.4 Unikernel 67
4.5 容器與虛擬機 68
4.6 容器與PaaS 69

第5章 容器編排 70
5.1 容器編排簡介 70
5.1.1 大事記 70
5.1.2 Swarm與Kubernetes之爭 71
5.1.3 容器編排工具的核心功能 73
5.2 Kubernetes 74
5.2.1 設計理念與特性 74
5.2.2 運行架構(gòu) 76
5.2.4 API對象 80
5.3 容器編排與PaaS 90
5.4 Kubernetes企業(yè)級實戰(zhàn)：OpenShift 91
5.5 實現(xiàn)有狀態(tài)應用和無狀態(tài)應用 91
5.5.1 無狀態(tài)應用與有狀態(tài)應用 92
5.5.2 從無狀態(tài)應用到Severless 92
5.5.3 Kubernetes對有狀態(tài)應用的管理 92
5.5.4 容器編排的終目標 93

第2部分 應用架構(gòu) 95

第6章 應用架構(gòu)概述 96
6.1 架構(gòu)與框架的區(qū)別 97
6.2 狹義的和廣義的應用架構(gòu) 97
6.2.1 狹義的應用架構(gòu) 97
6.2.2 廣義的應用架構(gòu) 98
6.3 應用架構(gòu)的定義 98
6.4 應用架構(gòu)的目標 99

第7章 主流架構(gòu) 101
7.1 4 1架構(gòu)視圖 101
7.1.1 邏輯視圖 102
7.1.2 開發(fā)視圖 102
7.1.3 進程視圖 102
7.1.4 物理視圖 103
7.1.5 場景視圖 103
7.2 ArchiMate 104
7.2.1 ArchiMate概述 104
7.2.2 業(yè)務層 106
7.2.3 應用層 106
7.2.4 技術(shù)層 107
7.3 TOGAF框架 109

第8章 架構(gòu)詳解 114
8.1 業(yè)務架構(gòu) 114
8.1.1 業(yè)務場景 114
8.1.2 業(yè)務用例 115
8.1.3 業(yè)務實體 115
8.1.4 業(yè)務流程 116
8.2 應用架構(gòu) 116
8.2.1 功能架構(gòu) 117
8.2.2 數(shù)據(jù)架構(gòu) 121
8.2.3 實現(xiàn)架構(gòu) 124
8.3 基礎架構(gòu) 131
8.3.1 物理架構(gòu) 131
8.3.2 運行架構(gòu) 131

第9章 典型的應用架構(gòu)模式 133
9.1 單體架構(gòu) 133
9.1.1 單體架構(gòu)的特點 133
9.1.2 功能架構(gòu) 134
9.1.3 單體應用的數(shù)據(jù)優(yōu)化 136
9.1.4 單體架構(gòu)的優(yōu)缺點 142
9.2 基于組件的架構(gòu) 143
9.2.1 特性 144
9.2.2 微內(nèi)核架構(gòu) 145
9.2.3 兩種基于組件的應用開發(fā)、運行框架 145
9.2.4 組件設計原則 146
9.3 分布式與SOA 148
9.3.1 分布式 148
9.3.2 SOA 150

第10章 微服務架構(gòu) 160
10.1 微服務架構(gòu)簡介 160
10.1.1 微服務與應用 161
10.1.2 微服務架構(gòu)與SOA 162
10.1.3 微服務架構(gòu)與容器編排 162
10.1.4 微服務架構(gòu)與組織架構(gòu) 163
10.2 采用微服務架構(gòu)的優(yōu)勢與難點 163
10.3 微服務架構(gòu)詳解 165
10.3.1 功能架構(gòu) 165
10.3.2 實現(xiàn)架構(gòu) 166
10.3.3 部署單元 167
10.4 設計原則 167
10.4.1 服務注冊中心 167
10.4.2 API網(wǎng)關(guān) 168
10.4.3 跨服務通信 169
10.4.4 API設計 170
10.4.5 數(shù)據(jù)一致性處理 172

第11章 微服務框架 181
11.1 微服務架構(gòu)與微服務框架 181
11.2 核心功能 182
11.2.1 服務注冊發(fā)現(xiàn) 182
11.2.2 服務負載路由 183
11.2.3 統(tǒng)一配置 184
11.2.4 服務編排與彈性伸縮 184
11.2.5 流量管控 185
11.2.6 可觀察運維 186
11.3 框架分類 188
11.3.1 業(yè)務處理框架 188
11.3.2 SDK框架 189
11.3.3 服務網(wǎng)格 190

第3部分 軟件工程 195

第12章 應用設計 196
12.1 明確愿景 196
12.1.1 目標對象 197
12.1.2 度量價值 197
12.1.3 詳細描述 198
12.1.4 上下文圖 198
12.2 明確組織架構(gòu) 200
12.3 頂層業(yè)務建模 201
12.3.1 概述 201
12.3.2 業(yè)務領(lǐng)域 202
12.3.3 業(yè)務場景 205
12.4 應用需求分析 209
12.4.1 概述 209
12.4.2 識別角色 210
12.4.3 業(yè)務實體 210
12.4.4 業(yè)務流程 212
12.5 應用設計建模 214
12.5.1 概述 214
12.5.2 圈定微服務 215
12.5.3 應用架構(gòu)設計 216
12.6 領(lǐng)域驅(qū)動建模 218
12.6.1 分布式應用建模的痛點 219
12.6.2 DDD概述 219
12.6.3 DDD的優(yōu)勢 220
12.6.4 基本概念 221
12.6.5 實施步驟 229
12.6.6 DDD與應用設計 238

第13章 軟件開發(fā) 240
13.1 瀑布模型 240
13.2 敏捷開發(fā)模型 242
13.2.1 敏捷宣言 243
13.2.2 Scrum 244
13.2.3 極限編程方法 245

第14章 開發(fā)運維一體化：DevOps 248
14.1 精益思想 248
14.1.1 起源 248
14.1.2 精益生產(chǎn) 249
14.1.3 精益原則 250
14.1.4 精益軟件開發(fā) 251
14.1.5 價值探索 253
14.1.6 IT價值流 253
14.1.7 精益和敏捷 255
14.2 持續(xù)集成 255
14.2.1 原則 255
14.2.2 步驟 256
14.3 持續(xù)交付與持續(xù)部署 258
14.3.1 持續(xù)交付 258
14.3.2 持續(xù)部署 259
14.3.3 特性發(fā)布 263
14.4 DevOps與CI/CD 269
14.4.1 定義 270
14.4.2 原則與推廣 271
14.4.3 三步工作法 272
14.5 測試 275
14.5.1 概述 275
14.5.2 功能性測試 277
14.5.3 非功能性測試 281
14.6 DevOps與敏捷開發(fā)、Kubernetes、微服務、應用架構(gòu)模式的關(guān)系 283

第15章 SRE運維 286
15.1 SRE運維簡介 286
15.1.1 SLA 287
15.1.2 運維的發(fā)展階段 288
15.1.3 架構(gòu)層次 288
15.2 監(jiān)控 289
15.2.1 監(jiān)控概述 289
15.2.2 多層監(jiān)控 291
15.2.3 告警 292
15.3 日志 293
15.3.1 日志系統(tǒng)架構(gòu) 293
15.3.2 日志的采集、匯總與展示 294
15.4 故障排查 295
15.4.1 具體步驟 295
15.4.2 監(jiān)控檢查 296
15.5 作業(yè)運行 296

第16章 數(shù)字化運營 298
16.1 數(shù)字化運營概述 298
16.1.1 運營數(shù)據(jù) 298
16.1.2 角色分類 299
16.1.3 用戶畫像 299
16.2 數(shù)據(jù)處理 300
16.2.1 數(shù)據(jù)采集 300
16.2.2 數(shù)據(jù)建模 301
16.2.3 數(shù)據(jù)分析 301
16.2.4 指標分析 302
16.3 反饋流程 303
16.4 驗證模式 304
16.4.1 A/B測試 304
16.4.2 灰度發(fā)布 305
16.5 平臺架構(gòu) 306
16.5.1 運維數(shù)據(jù)平臺 306
16.5.2 智能化運維 306

實踐篇

第4部分 架構(gòu)、應用落地與中臺構(gòu)建 310

第17章 云原生架構(gòu) 311
17.1 云原生的定義 311
17.1.1 12因子應用 311
17.1.2 云原生架構(gòu)的特征 313
17.1.3 CNCF對云原生的定義 314
17.1.4 本書對云原生的定義 315
17.2 關(guān)鍵技術(shù) 318
17.2.1 不可變基礎設施（容器） 318
17.2.2 聲明式編排（Kubernetes） 319
17.2.3 微服務架構(gòu)（解耦性） 320
17.2.4 動態(tài)賦能（服務網(wǎng)格） 320
17.2.5 適應度函數(shù)（引導性） 320
17.2.6 領(lǐng)域驅(qū)動建模（統(tǒng)一模型） 321
17.2.7 CI/CD/CO 321
17.3 云原生應用的實現(xiàn)過程 322

第18章 應用落地實踐 323
18.1 云原生化條件 323
18.1.1 團隊能力建設 323
18.1.2 推薦引入云原生化的場景 324
18.1.3 不推薦引入云原生化的場景 326
18.2 演進式的流程 327
18.3 應用改造模式 328
18.3.1 雙胞胎模式 328
18.3.2 絞殺者模式 328
18.3.3 修繕者模式 329
18.4 應用拆分原則 330
18.4.1 按業(yè)務能力拆分 330
18.4.2 按DDD子領(lǐng)域拆分 330
18.4.3 其他原則 332
18.5 API設計與治理 333
18.5.1 前后端分離 334
18.5.2 規(guī)范化API 334
18.5.3 并行或異步調(diào)用 336
18.5.4 業(yè)務聚合 336
18.6 應用狀態(tài)分1