Preface 前　　言
為什么要寫(xiě)這本書(shū)
“未來(lái)已來(lái)，只是尚未流行�！�
——威廉·吉布森
查爾斯·狄更斯的《雙城記》中有句耳熟能詳?shù)拿�言：“這是一個(gè)最好的時(shí)代，也是一個(gè)最壞的時(shí)代�！弊鳛榧夹g(shù)從業(yè)者，在這個(gè)數(shù)字化浪潮和技術(shù)變革接連發(fā)生的時(shí)代，我對(duì)這句話(huà)感慨頗深！當(dāng)前，全社會(huì)都在經(jīng)歷新型數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的解耦、重構(gòu)，也正在經(jīng)歷一場(chǎng)技術(shù)架構(gòu)的大遷徙，我們的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施正在由傳統(tǒng)IT架構(gòu)向云計(jì)算架構(gòu)體系遷移，以云計(jì)算為核心的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在席卷全球，各行各業(yè)都在邁向數(shù)字化和智能化經(jīng)濟(jì)時(shí)代。伴隨著我國(guó)極高的消費(fèi)端數(shù)字化普及程度，復(fù)雜多變、個(gè)性需求高、體驗(yàn)至上和以用戶(hù)為中心的商業(yè)模式，正在倒逼供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)端向數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，而數(shù)字化時(shí)代需要面臨的消費(fèi)者主權(quán)崛起及其帶來(lái)的復(fù)雜商業(yè)系統(tǒng)，則要求我們必須基于云計(jì)算架構(gòu)、基于新興技術(shù)群，對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行敏捷化和智能化的重構(gòu)升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜商業(yè)系統(tǒng)的多變性和不確定性時(shí)，具有實(shí)時(shí)響應(yīng)和精準(zhǔn)決策的能力。事實(shí)上，縱觀人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展史，每一次產(chǎn)業(yè)革命的到來(lái)，無(wú)不以基礎(chǔ)設(shè)施的更新、迭代和重構(gòu)為代價(jià)。為此，我們的IT基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)歷了物理機(jī)、虛擬化、云計(jì)算、容器，直至無(wú)服務(wù)器計(jì)算的發(fā)展，而與之對(duì)應(yīng)的應(yīng)用架構(gòu)也經(jīng)歷了單體、多層、SOA、微服務(wù)到函數(shù)計(jì)算的發(fā)展。
面對(duì)商業(yè)系統(tǒng)的日趨復(fù)雜和技術(shù)變革的持續(xù)演進(jìn)，當(dāng)前階段，我們應(yīng)該聚焦的不是敷衍、無(wú)視技術(shù)的進(jìn)步和傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的臃腫落后，不是猶豫、徘徊是否擁抱云計(jì)算，也不是在自我封閉中量化、評(píng)估數(shù)字化轉(zhuǎn)型的風(fēng)險(xiǎn)和收益，而是應(yīng)該思考如何利用新技術(shù)快速構(gòu)筑企業(yè)新型競(jìng)爭(zhēng)力，如何以最快捷、最穩(wěn)健和最敏捷的方式走向云原生時(shí)代，更應(yīng)該思考如何以云計(jì)算為核心，以新興技術(shù)群為能力，解耦并重構(gòu)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)而邁向智能化和數(shù)字化時(shí)代。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，企業(yè)需要聚合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、IoT、邊緣計(jì)算和5G通信等新興前沿技術(shù)，打造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能平臺(tái)、技術(shù)中臺(tái)和創(chuàng)新引擎。為此，企業(yè)級(jí)云原生PaaS平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。作為云計(jì)算三大模式之一的PaaS，在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加劇和云計(jì)算發(fā)展進(jìn)入深水區(qū)的今天，憑借其在應(yīng)對(duì)數(shù)字化時(shí)代傳統(tǒng)復(fù)雜應(yīng)用上云、個(gè)性需求與日俱增、市場(chǎng)需求敏捷響應(yīng)、中臺(tái)戰(zhàn)略加速落地和新興技術(shù)持續(xù)集成等方面的能力，正以強(qiáng)勁增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)趕超以通用計(jì)算能力為主的IaaS和具有特定行業(yè)屬性的SaaS，并真正成為云計(jì)算的未來(lái)！因此，以云原生PaaS平臺(tái)為引擎，構(gòu)建企業(yè)技術(shù)中臺(tái)，已成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必由之路！
作為以Kubernetes為核心的平臺(tái)，OpenShift已成為當(dāng)下最受歡迎的企業(yè)級(jí)云原生PaaS平臺(tái)。在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代，OpenShift的價(jià)值和意義，并不在于其作為云計(jì)算PaaS服務(wù)模式的存在，而在于其拓展并延伸了PaaS的內(nèi)涵，帶來(lái)了全棧融合云時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用生命周期的全棧自動(dòng)化，打通了傳統(tǒng)企業(yè)通往云原生、DevOps、微服務(wù)和Serverless等新世界的隧道，而且打通的是一條極為寬敞光明的大道，而在過(guò)往，這些都是橫亙?cè)谄髽I(yè)通往數(shù)字化道路上的“珠峰”。通過(guò)開(kāi)源容器云OpenShift，企業(yè)可快速構(gòu)建自己專(zhuān)屬的云原生PaaS平臺(tái)，同時(shí)，利用OpenShift強(qiáng)大的云原生技術(shù)集成創(chuàng)新能力，企業(yè)能簡(jiǎn)單快速地打造具備全棧自動(dòng)、彈性靈活、敏捷迭代、全域賦能的強(qiáng)大技術(shù)中臺(tái)，進(jìn)而重塑企業(yè)全新的數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施，最終助推企業(yè)邁向數(shù)字化時(shí)代。
鑒于OpenShift在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型道路上所展現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值和意義，考慮到當(dāng)前市面上仍然缺乏一本從終端企業(yè)用戶(hù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，并通過(guò)實(shí)戰(zhàn)方式介紹基于OpenShift構(gòu)建云原生企業(yè)技術(shù)中臺(tái)的實(shí)踐書(shū)籍，我們決定編寫(xiě)此書(shū)，希望能夠幫助企業(yè)用戶(hù)深入理解并掌握OpenShift容器云平臺(tái)的設(shè)計(jì)和架構(gòu)原理。通過(guò)云原生架構(gòu)的講解、應(yīng)用自動(dòng)構(gòu)建部署的介紹，以及DevOps、Service Mesh、Serverless和Spark數(shù)據(jù)科學(xué)在OpenShift云原生PaaS平臺(tái)上的集成和應(yīng)用實(shí)踐，希望能夠幫助企業(yè)用戶(hù)快速構(gòu)建全域賦能數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)中臺(tái)。同時(shí)，也希望本書(shū)能夠?yàn)殚_(kāi)源社區(qū)的技術(shù)普及和推廣貢獻(xiàn)微薄之力，為廣大技術(shù)愛(ài)好者提供實(shí)踐參考，為廣大處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的企業(yè)用戶(hù)提供實(shí)踐思路和前行者的經(jīng)驗(yàn)。
未來(lái)已來(lái)，只是尚未流行！希望本書(shū)能與大家攜手前行，共迎未來(lái)！
讀者對(duì)象
負(fù)責(zé)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的CTO/CIO/CDO，或者信息技術(shù)總監(jiān)等
開(kāi)源社區(qū)、開(kāi)源云計(jì)算的貢獻(xiàn)者和愛(ài)好者
云原生技術(shù)愛(ài)好者、架構(gòu)師
PaaS平臺(tái)從業(yè)者、云計(jì)算愛(ài)好者
OpenShift實(shí)施部署工程師、運(yùn)維工程師
DevOps或CI/CD實(shí)踐者
云原生應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師、云原生應(yīng)用運(yùn)維工程師
微服務(wù)、Serverless技術(shù)愛(ài)好者
云原生數(shù)據(jù)科學(xué)愛(ài)好者、大數(shù)據(jù)工程師
對(duì)云計(jì)算進(jìn)行研究實(shí)踐的科研院校學(xué)生或教師
本書(shū)特色
本書(shū)是一本專(zhuān)注于OpenShift企業(yè)用戶(hù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的著作，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型為最終目標(biāo)，深度講解并實(shí)踐基于OpenShift的云原生架構(gòu)，以云原生應(yīng)用的構(gòu)建部署、DevOps、Service Mesh、Serverless和Spark數(shù)據(jù)科學(xué)為核心內(nèi)容，基于OpenShift構(gòu)建企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型云原生技術(shù)中臺(tái)。通過(guò)閱讀本書(shū)，讀者就能以云原生方式，簡(jiǎn)單輕松地集成當(dāng)前最主流的開(kāi)源技術(shù)。
如何閱讀本書(shū)
本書(shū)是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代基于OpenShift構(gòu)建企業(yè)云原生技術(shù)中臺(tái)的匠心之作。作者基于多年在企業(yè)用戶(hù)中從事云計(jì)算和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，從開(kāi)源云原生PaaS平臺(tái)OpenShift的架構(gòu)設(shè)計(jì)和原理講起，深入介紹了OpenShift平臺(tái)的部署及運(yùn)維實(shí)踐，并以實(shí)戰(zhàn)方式介紹云原生應(yīng)用的構(gòu)建編排和生命周期管理，同時(shí)介紹了DevOps、Service Mesh、Serverless和Spark數(shù)據(jù)科學(xué)在OpenShift平臺(tái)上的云原生實(shí)現(xiàn)，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型所必需的技術(shù)中臺(tái)。
閱讀本書(shū)之前，讀者應(yīng)具備一定的云計(jì)算知識(shí)，并對(duì)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的迫切需求和動(dòng)機(jī)具有初步了解，對(duì)開(kāi)源云計(jì)算及其相關(guān)運(yùn)維工具，如Linux、OpenStack、Ansible等具有一定的了解，對(duì)DevOps、微服務(wù)、Serverless和Spark等技術(shù)具備概念性的了解。
全書(shū)分為8章，各章具體內(nèi)容如下。
第1章主要介紹了云原生PaaS平臺(tái)在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵作用，不僅講解了PaaS與云計(jì)算、微服務(wù)、DevOps、Serverless和云原生之間的關(guān)系，PaaS平臺(tái)如何賦能企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，還對(duì)企業(yè)級(jí)云原生PaaS平臺(tái)OpenShift進(jìn)行了初步介紹。
第2章深入講解了OpenShift云原生PaaS平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)與原理。本章從OpenShift的總體架構(gòu)講起，詳細(xì)闡述了OpenShift內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、路由器、DNS、存儲(chǔ)卷、權(quán)限控制和服務(wù)目錄等功能組件的實(shí)現(xiàn)原理。
第3章系統(tǒng)講述了OpenShift集群的部署與運(yùn)維實(shí)踐，主要介紹了OpenShift集群部署前的準(zhǔn)備工作和資源需求，同時(shí)介紹了如何針對(duì)開(kāi)發(fā)測(cè)試環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)OpenShift集群的高可用部署，以及如何對(duì)OpenShift集群進(jìn)行運(yùn)維管理。
第4章重點(diǎn)講解了基于OpenShift平臺(tái)的云原生應(yīng)用的自動(dòng)構(gòu)建與部署，包括對(duì)基于OpenShift的云原生應(yīng)用自動(dòng)構(gòu)建與部署的流程、方法，以及OpenShift應(yīng)用部署資源模板和應(yīng)用實(shí)踐。
第5章介紹了如何在OpenShift上實(shí)現(xiàn)云原生DevOps工具鏈，從DevOps發(fā)展背景和歷程講起，詳細(xì)介紹了持續(xù)集成工具Jenkins在OpenShift上的云原生實(shí)現(xiàn)， DevOps工具鏈GitLab、SonarQube和Nexus在OpenShift上的云原生實(shí)現(xiàn)及其與Jenkins的集成，并通過(guò)實(shí)戰(zhàn)方式介紹了如何實(shí)現(xiàn)JeeSite應(yīng)用的DevOps流水線(xiàn)。
第6章主要介紹了微服務(wù)架構(gòu)在OpenShift上的實(shí)踐，在介紹傳統(tǒng)微服務(wù)架構(gòu)和云原生微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)之上，以新一代微服務(wù)架構(gòu)Service Mesh為主旨，剖析了Istio在OpenShift上的實(shí)現(xiàn)，以及基于Istio的微服務(wù)應(yīng)用在OpenShift上的實(shí)踐，并對(duì)Istio的功能特性進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試。
第7章重點(diǎn)講解了Serverless架構(gòu)在OpenShift上的實(shí)踐，在詳細(xì)介紹了軟件架構(gòu)演變歷程的基礎(chǔ)之上，深入分析了Service Mesh與云原生、微服務(wù)、PaaS和FaaS之間的關(guān)系，同時(shí)對(duì)Serverless的現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，對(duì)Knative功能模塊進(jìn)行了深入分析，對(duì)Knative在OpenShift上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了講解，同時(shí)在OpenShift上實(shí)現(xiàn)了基于Knative的Serverless應(yīng)用，并對(duì)Knative的功能特性進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試。
第8章重點(diǎn)介紹了以Spark為核心的數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用及其在OpenShift上的云原生實(shí)踐。詳細(xì)介紹了Spark計(jì)算框架及其與數(shù)據(jù)科學(xué)的關(guān)系，同時(shí)對(duì)Spark在Kubernetes上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。通過(guò)Radanalyticsio項(xiàng)目，詳細(xì)介紹了Spark集群在OpenShift上的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并基于云原生Spark集群，詳細(xì)介紹了自然語(yǔ)言和推薦引擎應(yīng)用案例在OpenShift上的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
勘誤和支持
在本書(shū)的寫(xiě)作過(guò)程中，我們參考了很多OpenShift、Kubernetes和CNCF等官方社區(qū)的資料以及歷屆各種開(kāi)源技術(shù)峰會(huì)的討論文檔與視頻，同時(shí)也參考了很多開(kāi)源軟件的官方資料和技術(shù)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)分享，我們誠(chéng)懇希望能夠?yàn)镺penShift愛(ài)好者、云原生架構(gòu)愛(ài)好者，以及數(shù)字化轉(zhuǎn)型從業(yè)者呈現(xiàn)一本理論基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合的參考書(shū)籍。但是由于技術(shù)變化很快，加之筆者水平有限，書(shū)中難免存在不恰當(dāng)和謬誤觀點(diǎn)，若讀者發(fā)現(xiàn)書(shū)中有任何不妥之處，懇請(qǐng)讀者朋友批評(píng)指正。另外，鑒于OpenShift版本的迭代更新，本書(shū)主要以當(dāng)前最為穩(wěn)定的OpenShift 3.11為主，并有部分OpenShift 4.2的功能介紹。讀者如果在閱讀過(guò)程中有任何問(wèn)題和意見(jiàn)，懇請(qǐng)將其發(fā)送至郵箱yfc@hzbook.com，我們會(huì)認(rèn)真聽(tīng)取大家的寶貴意見(jiàn)。我們將實(shí)時(shí)跟進(jìn)社區(qū)技術(shù)的發(fā)展變化，讀者可通過(guò)關(guān)注微信公眾號(hào)“OpenShift開(kāi)源社區(qū)”獲取最新的技術(shù)文章或者進(jìn)行意見(jiàn)反饋。
致謝
本書(shū)的編寫(xiě)歷時(shí)一年有余，在工作和生活極為繁忙的階段，我仍然堅(jiān)持每日查閱資料和整理文章，其間得到了招商銀行很多同事和領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心，同時(shí)也得到了很多前IBM同事和領(lǐng)導(dǎo)的支持，在此一并謝過(guò)，正是你們的關(guān)心和支持，才使得我在繁忙的工作之余仍然懷著一顆敬畏之心進(jìn)行寫(xiě)作。在本書(shū)的策劃和寫(xiě)作期間，機(jī)械工業(yè)出版社華章分社的楊福川先生給予了極大的關(guān)心和幫助，在此感謝楊福川先生對(duì)本書(shū)的策劃以及羅詞亮、張錫鵬對(duì)全文的審閱校對(duì)，正是你們的辛勤付出才有了本書(shū)的順利問(wèn)世。
另外，還要感謝我的妻子楊彩鳳女士在寫(xiě)作期間對(duì)我的照顧與理解，在多少個(gè)深夜與凌晨，正是你的理解與支持，我才能全身心投入寫(xiě)作中。在此也要感謝我的父母，感謝你們的默默養(yǎng)育和辛勤付出。
最后，感謝所有為本書(shū)的編寫(xiě)提供了幫助、支持與鼓勵(lì)的朋友們。
山金孝
2020年2月于重慶