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第1章 概述 1

1.1 入门 1

1.2 目标读者 2

1.3 本书组织结构 2

Ⅰ 配 置 6

第2章 应用程序服务质量 6

2.1 简单应用程序模型 6

2.2 服务边界 7

2.3 质量和性能的关键指标 8

2.4 关键应用特征 11

2.4.1 服务急迫性 12

2.4.2 应用程序交互性 12

2.4.3 网络传输缺陷的耐受性 13

2.5 应用程序服务质量指标 14

2.5.1 服务可用性 14

2.5.2 服务延迟 15

2.5.3 服务可靠性 20

2.5.4 服务可访问性 20

2.5.5 服务可维持性 20

2.5.6 服务吞吐量 21

2.5.7 服务时间戳精度 21

2.5.8 特定应用程序的服务质量度量 21

2.6 技术服务与支持服务 22

2.6.1 技术服务质量 22

2.6.2 支持服务质量 22

2.7 安全事项 23

第3章 云模型 24

3.1 云计算中的角色 24

3.2 云服务模型 25

3.3 云的基本特征 25

3.3.1 按需自助服务 25

3.3.2 广泛的网络访问 26

3.3.3 资源池 26

3.3.4 快速弹性 26

3.3.5 度量服务 27

3.4 简化云架构 27

3.4.1 应用软件 27

3.4.2 虚拟机服务器 28

3.4.3 虚拟机服务器控制器 29

3.4.4 云操作支持系统 29

3.4.5 云技术组件“即服务” 29

3.5 弹性度量 30

3.5.1 密度 30

3.5.2 配置间隔 31

3.5.3 释放间隔 32

3.5.4 向内和向外扩展 32

3.5.5 向上和向下扩展 34

3.5.6 敏捷性 34

3.5.7 转换速率和线性度 35

3.5.8 弹性加速 36

3.6 空间和区域 37

3.7 云意识 38

第4章 虚拟化架构缺陷 40

4.1 服务延迟、虚拟化和云 41

4.1.1 虚拟化和云导致的延迟变化 41

4.1.2 虚拟化开销 42

4.1.3 增加架构性能的可变性 43

4.2 虚拟机故障 43

4.3 无法交付的虚拟机配置容量 44

4.4 交付退化的虚拟机容量 46

4.5 尾部延迟 48

4.6 时钟事件抖动 49

4.7 时钟漂移 50

4.8 失败或缓慢的虚拟机实例分配和启动 51

4.9 虚拟化架构缺陷展望 51

Ⅱ 分 析 54

第5章 应用程序冗余和云计算 54

5.1 故障、可用性和简单架构 54

5.2 通过虚拟化改进软件修复时间 56

5.3 通过虚拟化改进架构修复时间 57

5.3.1 理解硬件修复 57

5.3.2 虚拟机修复即服务 58

5.3.3 讨论 60

5.4 冗余和可恢复性 60

5.4.1 通过虚拟化改进恢复时间 64

5.5 顺序冗余和并发冗余 65

5.5.1 混合并发策略 68

5.6 虚拟化缺陷对应用服务的影响 69

5.6.1 简单架构的服务影响 69

5.6.2 顺序冗余架构的服务影响 69

5.6.3 并发冗余架构的服务影响 71

5.6.4 混合并发架构的服务影响 72

5.7 数据冗余 74

5.7.1 数据存储策略 74

5.7.2 数据一致性策略 75

5.7.3 数据架构注意事项 76

5.8 讨论 76

5.8.1 服务质量的影响 76

5.8.2 并发控制 77

5.8.3 资源使用 77

5.8.4 简易性 78

5.8.5 其他注意事项 78

第6章 负载分配与均衡 79

6.1 负载分配机制 79

6.2 负载分配策略 80

6.3 代理负载均衡器 81

6.4 非代理负载分配 82

6.5 负载分配的层次结构 83

6.6 基于云的负载均衡所面临的挑战 83

6.7 负载均衡在支持冗余方面的作用 84

6.8 负载均衡与可用区域 84

6.9 工作负载服务度量 85

6.10 操作注意事项 86

6.10.1 负载均衡与弹性 86

6.10.2 负载均衡与过载 86

6.10.3 负载均衡与发布管理 87

6.11 负载均衡与应用程序服务质量 87

6.11.1 服务可用性 87

6.11.2 服务延迟 88

6.11.3 服务可靠性 88

6.11.4 服务可访问性 88

6.11.5 服务可维持性 89

6.11.6 服务吞吐量 89

6.11.7 服务时间戳精度 89

第7章 故障容器 90

7.1 故障容器 90

7.1.1 故障级联 90

7.1.2 故障容器与恢复 91

7.1.3 故障容器与虚拟化 92

7.2 故障点 93

7.2.1 单点故障 93

7.2.2 单点故障与虚拟化 95

7.2.3 关联性和反关联性考虑 97

7.2.4 在云计算中确保无SPOF 97

7.2.5 无SPOF和应用程序数据 98

7.3 极端共存解决方案 99

7.3.1 极端共存解决方案的风险 100

7.4 多租户与解决方案容器 101

第8章 容量管理 102

8.1 工作负载变化 102

8.2 传统容量管理 103

8.3 传统过载控制 104

8.4 容量管理与虚拟化 105

8.5 云容量管理 106

8.6 弹性存储注意事项 109

8.7 弹性和过载 109

8.8 操作注意事项 110

8.9 负载拉锯 112

8.10 一般弹性风险 112

8.11 弹性故障场景 113

8.11.1 弹性增长故障场景 113

8.11.2 弹性容量逆增长故障场景 115

第9章 发布管理 117

9.1 相关术语 117

9.2 传统的软件升级策略 117

9.2.1 软件升级需求 118

9.2.2 维护窗口 119

9.2.3 应用升级的客户端注意事项 120

9.2.4 传统的离线软件升级 120

9.2.5 传统的在线软件升级 121

9.2.6 讨论 122

9.3 支持云的软件升级策略 123

9.3.1 Ⅰ型云支持升级策略：街区聚会 124

9.3.2 Ⅱ型云支持升级策略：每车一司机 125

9.3.3 讨论 126

9.4 数据管理 127

9.5 软件升级中的服务编排角色 128

9.5.1 解决方案级软件升级 129

9.6 结论 129

第10章 端到端考虑因素 130

10.1 端到端服务环境 130

10.2 三层端到端服务模型 135

10.2.1 通过三层模型估算服务缺陷 136

10.2.2 端到端服务可用性 137

10.2.3 端到端服务延迟 138

10.2.4 端到端服务可靠性 139

10.2.5 端到端服务可访问性 140

10.2.6 端到端服务可维持性 140

10.2.7 端到端服务吞吐量 141

10.2.8 端到端服务时间戳精度 141

10.2.9 现实检查 141

10.3 分布式和集中式的云数据中心 142

10.3.1 集中式云数据中心 142

10.3.2 分布式云数据中心 142

10.3.3 服务可用性考虑 143

10.3.4 服务延迟考虑 145

10.3.5 服务可靠性考虑 145

10.3.6 服务可访问性考虑 146

10.3.7 服务可维持性考虑 146

10.3.8 资源分配考虑 146

10.4 多层解决方案架构 147

10.5 灾难恢复与地理冗余 148

10.5.1 灾难恢复目标 148

10.5.2 地理冗余架构 149

10.5.3 服务质量考虑 149

10.5.4 恢复点考虑 150

10.5.5 地理冗余和可用区域减轻灾难的影响 151

Ⅲ 建 议 154

第11章 服务质量问责 154

11.1 传统的问责 154

11.2 云服务交付路径 155

11.3 云问责 157

11.4 问责案例研究 159

11.4.1 问责和技术组件 160

11.4.2 问责和弹性 162

11.5 服务质量差距模型 163

11.5.1 应用程序面向资源服务差距分析 164

11.5.2 应用程序面向用户服务差距分析 166

11.6 服务水平协议 168

第12章 服务可用性度量 170

12.1 服务度量概述 170

12.2 传统服务可用性度量 171

12.3 服务可用性度量演化 172

12.3.1 应用演化分析 173

12.3.2 技术组件 178

12.3.3 存储即服务的使用 179

12.4 硬件可靠性度量演化 180

12.4.1 虚拟机故障生命周期 181

12.5 弹性服务可用性度量演化 182

12.6 发布管理服务可用性度量演化 183

12.7 服务度量展望 185

第13章 应用程序服务质量需求 186

13.1 服务可用性需求 186

13.2 服务延迟需求 189

13.3 服务可靠性需求 189

13.4 服务可访问性需求 190

13.5 服务可持续性需求 190

13.6 服务吞吐量需求 191

13.7 时间戳精度需求 191

13.8 弹性需求 191

13.9 发布管理需求 192

13.10 灾难恢复需求 192

第14章 虚拟化架构度量与管理 194

14.1 架构服务质量度量的业务环境 194

14.2 云消费者的度量选择 195

14.3 缺陷度量策略 197

14.3.1 虚拟机故障度量 197

14.3.2 无法交付的虚拟机配置容量度量 198

14.3.3 交付退化的虚拟机容量度量 198

14.3.4 尾部延迟度量 198

14.3.5 时钟事件抖动度量 199

14.3.6 时钟漂移度量 199

14.3.7 失败或缓慢的虚拟机实例分配和启动度量 199

14.3.8 度量总结 200

14.4 管理虚拟化架构缺陷 201

14.4.1 最小化应用程序对架构缺陷的敏感度 201

14.4.2 虚拟机级拥塞检测与控制 201

14.4.3 分配更多虚拟资源容量 202

14.4.4 终止性能欠佳的虚拟机实例 202

14.4.5 接受性能退化 202

14.4.6 积极主动的供应商管理 202

14.4.7 重新设定最终用户服务质量期望 202

14.4.8 SLA注意事项 203

14.4.9 更换云服务提供商 203

第15章 基于云的应用程序分析 204

15.1 可靠性框图和参照分析 204

15.2 IaaS缺陷影响分析 205

15.3 PaaS故障影响分析 207

15.4 工作负载分配分析 208

15.4.1 服务质量分析 208

15.4.2 过载控制分析 209

15.5 反关联性分析 209

15.6 弹性分析 210

15.6.1 服务容量增长场景 211

15.6.2 服务容量增长操作分析 211

15.6.3 服务容量逆增长操作分析 212

15.6.4 存储容量增长场景 212

15.6.5 在线存储容量增长操作分析 213

15.6.6 在线存储容量逆增长操作分析 213

15.7 发布管理影响效应分析 213

15.7.1 服务可用性影响 213

15.7.2 服务可靠性影响 214

15.7.3 服务可访问性影响 214

15.7.4 服务可维持性影响 214

15.7.5 服务吞吐量影响 214

15.8 恢复点目标分析 214

15.9 恢复时间目标分析 216

第16章 测试注意事项 218

16.1 测试环境 218

16.2 测试策略 218

16.2.1 云测试平台 219

16.2.2 用于测试的容量 219

16.2.3 统计置信度 220

16.2.4 服务中断时间 220

16.3 模拟架构缺陷 221

16.4 测试计划 222

16.4.1 服务可靠性和延迟测试 222

16.4.2 架构缺陷测试 223

16.4.3 健壮性测试 223

16.4.4 持久性／稳定性测试 225

16.4.5 应用程序弹性测试 227

16.4.6 升级测试 228

16.4.7 灾难恢复测试 228

16.4.8 极限共存测试 228

16.4.9 PaaS技术组件测试 229

16.4.10 自动回归测试 229

16.4.11 构造发布测试 229

第17章 关键点连接与总结 230

17.1 应用程序服务质量所面临的挑战 230

17.2 冗余和健壮性 231

17.3 可伸缩性设计 234

17.4 可扩展性设计 234

17.5 故障设计 235

17.6 规划注意事项 236

17.7 传统应用的演化 237

17.7.1 阶段0：传统应用 239

17.7.2 阶段Ⅰ：虚拟化架构上的高服务质量 239

17.7.3 阶段Ⅱ：手动应用弹性 240

17.7.4 阶段Ⅲ：自动发布管理 240

17.7.5 阶段Ⅳ：自动应用弹性 240

17.7.6 阶段Ⅴ：虚拟机迁移 241

17.8 结束语 241

缩略语 242

参考文献 245

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