云计算设计模式.html.pdf
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1、出版者的话 文艺复兴以来,源远流长的科学精神和逐步形成的学术规范,使西方国家在自然科学的各个领域取得了垄断性的优势;也正 是这样的优势,使美国在信息技术发展的六十多年间名家辈出、独领风骚。在商业化的进程中,美国的产业界与教育界越来越紧 密地结合,计算机学科中的许多泰山北斗同时身处科研和教学的最前线,由此而产生的经典科学著作,不仅擘划了研究的范畴, 还揭示了学术的源变,既遵循学术规范,又自有学者个性,其价值并不会因年月的流逝而减退。 近年,在全球信息化大潮的推动下,我国的计算机产业发展迅猛,对专业人才的需求日益迫切。这对计算机教育界和出版界 都既是机遇,也是挑战;而专业教材的建设在教育战略上显得
2、举足轻重。在我国信息技术发展时间较短的现状下,美国等发达国 家在其计算机科学发展的几十年间积淀和发展的经典教材仍有许多值得借鉴之处。因此,引进一批国外优秀计算机教材将对我国 计算机教育事业的发展起到积极的推动作用,也是与世界接轨、建设真正的世界一流大学的必由之路。 机械工业出版社华章公司较早意识到“出版要为教育服务”。自1998年开始,我们就将工作重点放在了遴选、移译国外优 秀教材上。经过多年的不懈努力,我们与Pearson,McGraw-Hill,Elsevier,MIT,John Wiley&Sons,Cengage等世界著名 出版公司建立了良好的合作关系,从他们现有的数百种教材中甄选出A
3、ndrew S.Tanenbaum,Bjarne Stroustrup,Brain W.Kernighan,Dennis Ritchie,Jim Gray,Afred V.Aho,John E.Hopcroft,Jeffrey D.Ullman,Abraham Silberschatz,William Stallings,Donald E.Knuth,John L.Hennessy,Larry L.Peterson等大师名家的一批经典作品, 以“计算机科学丛书”为总称出版,供读者学习、研究及珍藏。大理石纹理的封面,也正体现了这套丛书的品位和格调。 “计算机科学丛书”的出版工作得到了国内外学者的
4、鼎力相助,国内的专家不仅提供了中肯的选题指导,还不辞劳苦地担任 了翻译和审校的工作;而原书的作者也相当关注其作品在中国的传播,有的还专门为其书的中译本作序。迄今,“计算机科学丛 书”已经出版了近两百个品种,这些书籍在读者中树立了良好的口碑,并被许多高校采用为正式教材和参考书籍。其影印版“经 典原版书库”作为姊妹篇也被越来越多实施双语教学的学校所采用。 权威的作者、经典的教材、一流的译者、严格的审校、精细的编辑,这些因素使我们的图书有了质量的保证。随着计算机科 学与技术专业学科建设的不断完善和教材改革的逐渐深化,教育界对国外计算机教材的需求和应用都将步入一个新的阶段,我们 的目标是尽善尽美,而反
5、馈的意见正是我们达到这一终极目标的重要帮助。华章公司欢迎老师和读者对我们的工作提出建议或给 予指正,我们的联系方法如下: 华章网站: 电子邮件: 联系电话:(010)88379604 联系地址:北京市西城区百万庄南街1号 邮政编码:100037 本书赞誉 “Thomas Erl的书提供了云设计模式的独特和全面视角,为技术专家和门外汉提供了同样清晰和简洁的解释。这是一本信 息量大、知识丰富而深刻的书籍,可以指导云专家根据书中非凡的专业知识实现杰出的成果。我将以本书作为未来云设计和架构 考虑的资源。” Nancy M.Landreville博士, NML计算机顾问公司CEO/CISO “本书保持了
6、ServiceTech Press一贯的极高标准,详细介绍了供应商无关的模式,解决了提供或者使用从PaaS到SaaS的各 种云解决方案的难题。本书不仅是出色的模式参考书,而且值得从头到尾细读,因为这些模式发人深省,指出了采用云解决方案 时应该考虑和向潜在供应商询问的要点。” Phil Wilkins,Specsavers企业集成架构师 “本书为每个想要掌握云计算基础和高级概念的读者提供了出色的读本。容易理解的格式为读者提供了清晰的方向如 何实现更加健壮、动态和高效的云环境,同时提供了有效加固云核心组件安全的重要信息。对与云相关的网络安全性尚未完全理 解的读者将得到基础知识,以构建安全的云环境。
7、我向所有认真考虑云安全性的读者推荐本书。” Sean Cope,Homeland Security Consultants, CISSP CEH CNDA、FedRAMP评估负责人 “这是一本精心编著的书籍,它提供了实现云特性从而使企业从中得益的细节。” Kumail Morawala,CCP认证培训师 “本书是构建和维护云时参考使用的好书。本书独立于供应商,确保作者和出版社可以在没有利益冲突的情况下尽情发挥。 我认为书中的框图和插图特别有益,因为有些人会在虚拟机可视化的尝试中遇到困难。” Laura Taylor,Relevant Technologies “本书用严格的方法对云设计组件进行
8、了分类,简化了固有的技术复杂性。它用清晰的风格解释了需要特定设计模式的原 因,以及实现相关解决方案的方法。我发现安全模式的章节中介绍的例子更加通用,如虚拟化管理器攻击向量、威胁缓解策略和 移动设备管理安全性。本书以目录的方式写就,以直观而全面的笔触带你经历一次开发之旅。” Anant Mahajan “读者将会觉得这是一本容易理解、内容全面的书籍,并在实践中应用已经为行业所采纳的云模式原则。” Matt Lorrain、Greg Ponto和Michael E.Young,Esri安全标准与架构团队 “这些模型看起来一致而全面、容易实现,在审视可靠实现的设计时很有价值。总体来看,这是深入理解云
9、实践愿景的一个 良好基础干得漂亮。” Tom Cleary,澳大利亚计算机学会(ACS) 译者序 云计算可能是互联网时代最令人激动的新事物,在我们所不知道的远方,个人用户立刻就可以获得取之不尽的存储容量,企 业可以享受随付随用、用完即退的IT资源,IT业界似乎立刻就可以实现传统经济中的规模化运营。 但是,实现适合于企业的云架构并非一蹴而就,尤其是对一些监管严格的行业来说,原来全部处于企业“篱笆”之中的资 源,突然离开了企业IT部门的掌握,控制权的丧失不仅意味着难以通过某些监管法规的审查,还意味着企业的安全态势变得更加 复杂。如何在这一灵活伸缩且遍布于全球的IT环境中,实现和场内环境相同的控制及
10、安全性要求?如何最大限度地利用云架构的 弹性和适应性?如何在不影响性能的情况下争取最大限度的成本节约?一个又一个的设计问题摆在云架构师和企业IT管理人员的 面前,如何解决它们,是企业采用云计算模式成败的关键。 本书的目的,便是为云技术架构师、解决方案设计人员、开发人员、管理人员和经理提供一本实用的参考。书中的模式便是 业界对云计算中可能遇到的各种设计问题提出的标准解决方案,这些解决方案与供应商无关,因此可供任何企业使用。除了单独 的模式之外,本书还专门介绍了混合使用多个模式,解决更大范围设计问题的复合模式,以及单独模式的应用方式选项利 用各种机制,以不同方式应用书中介绍的模式。 作为业界著名的
11、畅销书作家,本书的作者以图文并茂的方式,详细地解释了各种设计模式。读者所得到的不仅是一本全面的 模式参考,更可以深入阅读,从中体会云计算技术的各方面特征及实现方法。虽然书中没有针对具体的云计算产品与技术,但是 细细读来,读者可以更好地理解具体产品中的各个组件,从而更好地利用企业自身的投资。可以说,这是一本不可多得的云技术 教材,是所有热心这项技术的读者的必备资源。 在本书的翻译期间,我们深深沉迷于云计算环境中的各种奥秘,为IT技术的这一重大发展拍案叫绝,也感受到了搭建一个成 功云环境所需要付出的辛苦与努力。我们希望,这本书能够为广大读者理解、利用云计算技术提供帮助。由于译者水平所限,错 误在所
12、难免,也希望读者多提宝贵意见。 本书的翻译工作主要由姚军完成,徐锋、刘建林、陈志勇、宁懿、白龙、陈美娜、谢志雄、陈霞、林耀成、方翊、管军凯、 耿飞、余骆等人也为翻译工作做出了贡献,在此衷心感谢华章公司的编辑和其他有关人员为本书所提出的宝贵意见。 译者 致谢 Khaja Ahmed,Amazon Wayne Armour,Armoured Networks Khalid Asad,IBM Alenka Brown,Mcclure Brown Antonio Bruno,Arcitura认证培训师 Tom Cleary,澳大利亚计算机学会 Sean Cope,Homeland Security C
13、onsultants Damian Crosby,RMS Michael Dance Jr.,BAH Michael Fulton,Proctor&Gamble Leszek Jaskierny,HP Clint Johnson,SJRB Ernest Kim,MITRE Michael J.Kristan,MITRE Vivek Kumar,Yahoo Dr.Nancy M.Landreville,NML计算机咨询公司 Matt Lorrain,Esri Kathleen Lynch Anant Mahajan Ahmad Manzoor,Advanced Global Communicat
14、ions Networks Kumail Morawala,CCP认证培训师 Vasudevan Narayanan,IBM Bob Natale,MITRE Sharon Orser-Jackson,MITRE Greg Ponto,Esri Yves Roycie,keepmomentum Scott Rush,HP Vijay Srinivasan,Cognizant Umit Tacay,silverplatypus Laura Taylor,Relevant Technologies Katy Warren,MITRE Phil Wilkins,Specsavers Michael
15、E.Young,Esri 特别感谢Arcitura Education CloudS研发团队制作的云认证专家(CCP)课程模块,这是本书的基础。 第1章 导言 1.1 本书的目标 设计模式是常见设计问题经过证明、正式地以一致性文档方式记载的设计解决方案。云计算设计模式提供了已经提出的设计 实践和技术架构,以及行业工具、技术、产品和平台提供的已经确定的功能。本书写作中牢记一个主要目标:提供云计算的主要 设计模式目录。 第1章 导言 1.1 本书的目标 设计模式是常见设计问题经过证明、正式地以一致性文档方式记载的设计解决方案。云计算设计模式提供了已经提出的设计 实践和技术架构,以及行业工具、技术、
16、产品和平台提供的已经确定的功能。本书写作中牢记一个主要目标:提供云计算的主要 设计模式目录。 1.2 本书所不包含的内容 本书的基本原则是供应商中立,因此不包含任何商业化或者特定云计算供应商、服务或者技术的详细介绍。重要的一点是, 本书只记载设计模式,不提供任何一般云计算主题的入门简介或者类似教程。上述主题将在Cloud Computing: Concepts,Technology&Architecture1中介绍,该书是“Prentice Hall Service Technology Series from Thomas Erl”系列丛书的一部分。关于该书和其他系列丛书的更多信息参见。 1
17、 本书中文版云计算:概念、技术与架构(ISBN 978-7-111-46134-0)已由机械工业出版社出版。 1.3 本书的读者 本书的目标读者是怀有如下愿望的IT专业人员: 希望学习构建、维护和发展云解决方案及环境的经过证明的设计解决方案和方法。 希望准备应对与云服务和解决方案设计及架构相关的常见难题。 希望以供应商中立的视角深入理解现代云计算技术和创新的复杂性。 1.4 本书的起源 和Cloud Computing:Concepts,Technology&Architecture一样,本书主要由Arcitura Education开发的云认证专 家(CCP)课程内容组成。 本书将云架构分解
18、为单独介绍的模式档案,这种风格使之成为学习和理解基本与高级云技术概念以及现代云平台深层机制及 内部工作原理的理想教育资源。 本书将所有模式组织为目录,作为主要的技术参考书,CCP课程则将模式、机制和附加内容一起,组织为对应于常见云计算 项目职责(如云架构师、虚拟化专家、存储专家和安全专家)的行业认证课程。 1.5 推荐阅读 本书中的许多设计模式受到或者根植于以前出版的模式目录,这些书籍可能很有益,尤其是在你对设计模式还感到陌生时: Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software(E.Gamma,R.Helm,R.Joh
19、nson,J.Vlissides,Addison-Wesley 1994)。1 Patterns of Enterprise Application Architecture(M.Fowler,Addison-Wesley 2003)。2 Pattern-Oriented Software Architecture Volumes 1- 5(F.Buschmann,K.Henney,M.Kircher,R.Meunier,H.Rohnert,D.Schmidt,P.Sommerlad,M.Stal,Wiley 1996-2007)。 此外,“Prentice Hall Service Tech
20、nology Series from Thomas Erl”系列丛书中也有一本专门介绍设计模式的书籍 SOA Design Patterns(T.Erl等人,Prentice Hall,2008)。 1 本书中文版设计模式:可复用面向对象软件的基础(ISBN 978-7-111-07575-2)已由机械工业出版社出版。 2 本书中文版企业应用架构模式(ISBN 978-7-111-30393-0)已由机械工业出版社出版。 1.6 本书的组织方式 和本系列的其他书籍不同,本书没有将几章组合成“部分”。每章介绍的设计模式相对全面,可以提供足够广泛的独立内 容。 本书开头的第1章和第2章提供了介绍性
21、的内容,然后进入下列主要章节。 第3章:共享、伸缩性和弹性模式 提供专注于IT资源共享、伸缩性、弹性和总体优化的基本与高级设计解决方案。 第4章:可靠性、适应性和恢复模式 处理和IT资源及云环境的故障切换、冗余性和恢复相关问题的设计模式。 第5章:数据管理和存储设备模式 专注于云存储架构、云存储设备配置和管理以及云托管数据管理和优化的设计模式。 第6章:虚拟服务器和虚拟化管理器连接性及管理模式 涵盖与虚拟服务器和虚拟化管理器相关的连接性、可访问性、配置及关联问题的设计模式。 第7章:监控、配给和管理模式 本章介绍一组管理性设计模式,如运行时监控、IT资源配给和通用管理性功能集控制相关的模式。
22、第8章:云服务和存储安全性模式 本章介绍专注于建立云服务架构和云存储设备安全性控制的模式。 第9章:网络安全性、身份和访问管理及信任保证模式 本章提供一系列云安全模式,处理常见安全需求以及各种形式的攻击预防。 第10章:常见复合模式 前面介绍的设计模式中许多都可以组合成超模式,代表云计算行业中的常见模型或者环境,或者提供更大规模、更复杂的设 计解决方案。本章通过定义一系列复合设计模式,提供了一些较为相关的组合的示例。 附录A:云计算机制词汇表 云模式的应用需要不同云计算机制的加入和实现。本附录提供了前述设计模式档案中相关和引用的所有机制的简洁定义。 附录B:按字母顺序排列的设计模式参考 按照字
23、母顺序排列的云计算设计模式快速参考,包含所在的章节号。 附加信息 这些部分提供了“Prentice Hall Service Technology Series from Thomas Erl”的补充信息和资源。 图例 本书包含许多框图。这些插图中使用的主要符号在本书的封二和封三中列出。这些图标和Cloud Computing: Concepts,Technology&Architecture中使用的一致。 模式文档约定 本书中的每个模式根据一组预先定义的标记约定记录,第2章中将介绍这些约定。 更新、勘误和资源() 关于其他系列丛书的信息和各种支持资源可以在丛书的官方网站上找到:。我们鼓励读者
24、定 期访问该网站,检查内容的更改和更正。 本书网站(www.cloudpatterns.org) 本书中记录的所有模式档案摘要表还在CloudPatterns.org网站上发布。该网站可以作为在线参考工具,也可以提交新的候 选模式。 什么是云?() 这是一个快速参考网站,由本书的摘要组成,介绍云计算的基本主题。 参考规范() 这个网站提供主要标准组织创建和维护的原始规范文档的中心门户,有一部分专门介绍云计算的行业标准。 The Service Technology杂志() The Service Technology杂志是Arcitura Education公司和Prentice Hall出版
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