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商品簡介
序
目次
商品簡介
本書主要圍繞微服務架構實現智能服務適配、開發複雜服務軟件系統的技術路線，系統闡述智能微服務軟件架構、開發與運維技術、主要支撐工具、典型應用案例等。
序
隨著 RESTful 和微服務等新服務技術不斷涌現，服務軟件已經從簡單同構系統發展為環境開放、場景跨域、業務複雜的服務生態。例如 Netflix 的在線服務系統每天涉及 50 億次服務調用，其中 90% 以上都是涉及微服務的內部調用；而 Amazon.com 每次頁面構建要進行 100～150 次微服務調用來實現。微服務的動態特性使情況進一步複雜化。一個微服務可以有幾個到數千個物理實例，並運行在不同容器上由服務發現組件進行管理。針對新的服務適配要求，傳統服務理論和技術已經難以實現海量異構服務之間的精準匹配、動態組合和耦合集成，需要研究智能服務適配理論和方法。
AIDevOps 利用人工智能技術實現複雜服務軟件的智能適配，解決了異構服務的智能匹配問題，以及服務演化和運行時的質量保障問題。在服務分析和設計方面，由於異構服務描述不精確、不一致，需要實現服務供需的精準匹配、按需組合、適應優化，從而保障服務適配的正確性。在服務版本演化和動態運行方面，由於服務版本眾多、更新頻繁、適配態勢不斷變化，需要及時感知態勢、準確評估效能、自主可靠管理、保障服務適配質量。
我們希望通過本書系統地總結對智能服務適配理論和技術研究的思考與探索，為本領域的研究進展指出後續努力的方向。同時，我們也希望通過本書能夠與有興趣從事人工智能和服務計算領域交叉研究的科研工作者和企業技術人員分享相關的研發思路和經驗，為正在學習本領域相關知識和工具的高校學生提供有價值的參考資料。
AIDevOps 利用人工智能技術實現複雜服務軟件的智能適配，解決了異構服務的智能匹配問題，以及服務演化和運行時的質量保障問題。在服務分析和設計方面，由於異構服務描述不精確、不一致，需要實現服務供需的精準匹配、按需組合、適應優化，從而保障服務適配的正確性。在服務版本演化和動態運行方面，由於服務版本眾多、更新頻繁、適配態勢不斷變化，需要及時感知態勢、準確評估效能、自主可靠管理、保障服務適配質量。
我們希望通過本書系統地總結對智能服務適配理論和技術研究的思考與探索，為本領域的研究進展指出後續努力的方向。同時，我們也希望通過本書能夠與有興趣從事人工智能和服務計算領域交叉研究的科研工作者和企業技術人員分享相關的研發思路和經驗，為正在學習本領域相關知識和工具的高校學生提供有價值的參考資料。
目次
序
前言
第 1 章 智能微服務軟件框架 1
1.1 微服務基本概念 1
1.1.1 什麼是微服務2
1.1.2 微服務架構常見設計模式 2
1.2 人工智能與微服務適配 10
1.2.1 什麼是智能微服務 11
1.2.2 智能微服務適配回路模型 12
1.2.3 智能微服務適配計算框架 13
1.3 本書組織結構 20
第 2 章 智能微服務支撐環境 22
2.1 Kubernetes 微服務平臺 22
2.1.1 Kubernetes 平臺架構 23
2.1.2 Kubernetes Pod 生命周期和訪問管理 24
2.1.3 Pod 與 Service 25
2.2 Service Mesh 簡介.26
2.2.1 Service Mesh 基本概念 26
2.2.2 主流 Service Mesh 框架27
2.2.3 Istio 架構組成與核心功能 31
2.3 基於 Service Mesh 的自適應微服務架構 32
2.3.1 Istio 中的流量引導 33
2.3.2 平臺的入口網關 35
2.3.3 多粒度負載均衡 39
2.3.4 Service Mesh 的安全管理 41
2.3.5 平臺的彈性和可靠性 42
2.4 Service Mesh 的應用場景與案例 43
2.4.1 Bookinfo 架構和功能 43
2.4.2 sidecar 容器注入 44
2.4.3 Bookinfo 應用的流量引導 46
2.4.4 注入故障至 Bookinfo 應用 47
2.5 本章小結 48
第 3 章 智能微服務的分析與設計 49
3.1 服務分析與設計框架 49
3.2 服務需求建模 50
3.2.1 業務流程建模語言 51
3.2.2 基於自然語言處理的業務流程建模 54
3.2.3 BPMN 業務流程一致性檢測 56
3.3 服務語義建模 58
3.3.1 服務接口規範與接口語義提取 59
3.3.2 服務語義標注 62
3.3.3 服務語義數據集 65
3.3.4 服務智能分類方法 66
3.3.5 服務圖譜構建 68
3.4 服務適配組合 71
3.4.1 服務適配組合設計 71
3.4.2 服務適配組合執行 78
3.5 本章小結 87
第 4 章 智能微服務持續集成 88
4.1 持續集成的基本概念 88
4.2 主流的持續集成開源工具 89
4.2.1 微服務持續集成流程介紹 89
4.2.2 相關工具分析 90
4.3 智能化的持續集成方法 94
4.3.1 持續集成代碼質量管理 .94
4.3.2 API 誤用檢測與糾錯 100
4.3.3 微服務架構檢測和重構105
4.3.4 持續集成智能分析 112
4.4 本章小結. 114
第 5 章 智能微服務持續交付/部署 115
5.1 持續交付的基本概念 115
5.1.1 持續交付 115
5.1.2 面向微服務體系結構持續交付 117
5.2 開源主流持續交付/部署工具實踐 119
5.2.1 Kubernetes 管理配置工具 119
5.2.2 流程管理框架 Argo CD 127
5.2.3 金絲雀升級部署工具 Flagger 129
5.3 智能化持續交付 131
5.3.1 概述 131
5.3.2 智能化持續交付的原理與框架 131
5.4 智能化持續部署的實現方法 134
5.4.1 持續交付版本同步 135
5.4.2 持續交付智能部署決策方法 136
5.4.3 智能化持續部署的應用例子 138
5.5 本章小結 141
第 6 章 智能微服務質量保障和資源調度 143
6.1 微服務資源調度技術概述 143
6.1.1 資源調度技術的演進 144
6.1.2 微服務資源調度適配技術 152
6.2 智能微服務資源調度過程 153
6.2.1 數據結構及調度問題抽象 153
6.2.2 調度優化約束條件 161
6.2.3 服務質量保障目標 166
6.3 微服務調度性能檢測優化 171
6.3.1 微服務應用形態的資源特徵 171
6.3.2 微服務性能調優的典型手段 173
6.4 典型微服務智能資源調度方案 176
6.4.1 集中式方案 176
6.4.2 分布式方案 181
6.4.3 混合式方案 187
6.5 本章小結 193
第 7 章 智能微服務監控與可靠性維護 194
7.1 智能運維概述 194
7.1.1 運維技術的發展歷史 195
7.1.2 傳統運維技術面臨的挑戰 197
7.1.3 智能運維系統框架 198
7.2 智能微服務監控和分布式追蹤 200
7.2.1 日志和指標監控 202
7.2.2 分布式追蹤監測 207
7.2.3 監控數據可視化 210
7.3 智能微服務故障檢測和報警 211
7.3.1 異常檢測和告警 211
7.3.2 指標關聯性建模 215
7.3.3 度量值分析與預測 217
7.4 智能微服務的故障定位 222
7.4.1 故障定位算法 223
7.4.2 基於服務調用鏈的根因定位 225
7.5 智能微服務故障恢復 232
7.5.1 服務故障處理 232
7.5.2 服務故障調試 234
7.5.3 服務失效恢復 236
7.6 本章小結 238
參考文獻 239
前言
第 1 章 智能微服務軟件框架 1
1.1 微服務基本概念 1
1.1.1 什麼是微服務2
1.1.2 微服務架構常見設計模式 2
1.2 人工智能與微服務適配 10
1.2.1 什麼是智能微服務 11
1.2.2 智能微服務適配回路模型 12
1.2.3 智能微服務適配計算框架 13
1.3 本書組織結構 20
第 2 章 智能微服務支撐環境 22
2.1 Kubernetes 微服務平臺 22
2.1.1 Kubernetes 平臺架構 23
2.1.2 Kubernetes Pod 生命周期和訪問管理 24
2.1.3 Pod 與 Service 25
2.2 Service Mesh 簡介.26
2.2.1 Service Mesh 基本概念 26
2.2.2 主流 Service Mesh 框架27
2.2.3 Istio 架構組成與核心功能 31
2.3 基於 Service Mesh 的自適應微服務架構 32
2.3.1 Istio 中的流量引導 33
2.3.2 平臺的入口網關 35
2.3.3 多粒度負載均衡 39
2.3.4 Service Mesh 的安全管理 41
2.3.5 平臺的彈性和可靠性 42
2.4 Service Mesh 的應用場景與案例 43
2.4.1 Bookinfo 架構和功能 43
2.4.2 sidecar 容器注入 44
2.4.3 Bookinfo 應用的流量引導 46
2.4.4 注入故障至 Bookinfo 應用 47
2.5 本章小結 48
第 3 章 智能微服務的分析與設計 49
3.1 服務分析與設計框架 49
3.2 服務需求建模 50
3.2.1 業務流程建模語言 51
3.2.2 基於自然語言處理的業務流程建模 54
3.2.3 BPMN 業務流程一致性檢測 56
3.3 服務語義建模 58
3.3.1 服務接口規範與接口語義提取 59
3.3.2 服務語義標注 62
3.3.3 服務語義數據集 65
3.3.4 服務智能分類方法 66
3.3.5 服務圖譜構建 68
3.4 服務適配組合 71
3.4.1 服務適配組合設計 71
3.4.2 服務適配組合執行 78
3.5 本章小結 87
第 4 章 智能微服務持續集成 88
4.1 持續集成的基本概念 88
4.2 主流的持續集成開源工具 89
4.2.1 微服務持續集成流程介紹 89
4.2.2 相關工具分析 90
4.3 智能化的持續集成方法 94
4.3.1 持續集成代碼質量管理 .94
4.3.2 API 誤用檢測與糾錯 100
4.3.3 微服務架構檢測和重構105
4.3.4 持續集成智能分析 112
4.4 本章小結. 114
第 5 章 智能微服務持續交付/部署 115
5.1 持續交付的基本概念 115
5.1.1 持續交付 115
5.1.2 面向微服務體系結構持續交付 117
5.2 開源主流持續交付/部署工具實踐 119
5.2.1 Kubernetes 管理配置工具 119
5.2.2 流程管理框架 Argo CD 127
5.2.3 金絲雀升級部署工具 Flagger 129
5.3 智能化持續交付 131
5.3.1 概述 131
5.3.2 智能化持續交付的原理與框架 131
5.4 智能化持續部署的實現方法 134
5.4.1 持續交付版本同步 135
5.4.2 持續交付智能部署決策方法 136
5.4.3 智能化持續部署的應用例子 138
5.5 本章小結 141
第 6 章 智能微服務質量保障和資源調度 143
6.1 微服務資源調度技術概述 143
6.1.1 資源調度技術的演進 144
6.1.2 微服務資源調度適配技術 152
6.2 智能微服務資源調度過程 153
6.2.1 數據結構及調度問題抽象 153
6.2.2 調度優化約束條件 161
6.2.3 服務質量保障目標 166
6.3 微服務調度性能檢測優化 171
6.3.1 微服務應用形態的資源特徵 171
6.3.2 微服務性能調優的典型手段 173
6.4 典型微服務智能資源調度方案 176
6.4.1 集中式方案 176
6.4.2 分布式方案 181
6.4.3 混合式方案 187
6.5 本章小結 193
第 7 章 智能微服務監控與可靠性維護 194
7.1 智能運維概述 194
7.1.1 運維技術的發展歷史 195
7.1.2 傳統運維技術面臨的挑戰 197
7.1.3 智能運維系統框架 198
7.2 智能微服務監控和分布式追蹤 200
7.2.1 日志和指標監控 202
7.2.2 分布式追蹤監測 207
7.2.3 監控數據可視化 210
7.3 智能微服務故障檢測和報警 211
7.3.1 異常檢測和告警 211
7.3.2 指標關聯性建模 215
7.3.3 度量值分析與預測 217
7.4 智能微服務的故障定位 222
7.4.1 故障定位算法 223
7.4.2 基於服務調用鏈的根因定位 225
7.5 智能微服務故障恢復 232
7.5.1 服務故障處理 232
7.5.2 服務故障調試 234
7.5.3 服務失效恢復 236
7.6 本章小結 238
參考文獻 239
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