0.1 關(guān)于夢想

筆者在大學(xué)生涯剛開始的第二天就策劃創(chuàng)建學(xué)校英語社團(tuán)，并起了一個(gè)有夢想的名字夢想之星英語社，到現(xiàn)在已經(jīng)過去15年了。然后便通過一次次ACM競賽和活動來追逐自己心中的夢想。

大學(xué)畢業(yè)后剛開始工作時(shí)，筆者就夢想著通過代碼來改變世界，當(dāng)時(shí)也正趕上千團(tuán)大戰(zhàn)，再加上Facebook和六度空間理論，也嘗試了基于大學(xué)校園、基于三四線城市的本地社交平臺。再往后筆者拼命地轉(zhuǎn)型學(xué)習(xí)云計(jì)算，并推出了云計(jì)算在線動手實(shí)驗(yàn)平臺夢想學(xué)院，正是因?yàn)檫@些，筆者拿到了UCloud的Offer，雖然還沒有通過代碼改變世界，但改變了自己的認(rèn)知。

筆者歷經(jīng)解決方案架構(gòu)師、培訓(xùn)師等崗位，通過培訓(xùn)、動手實(shí)驗(yàn)來為技術(shù)布道，通過架構(gòu)設(shè)計(jì)來解決用戶項(xiàng)目中的技術(shù)問題。這要求筆者不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)、新的行業(yè)場景、新的架構(gòu)設(shè)計(jì)方法論并提煉云計(jì)算實(shí)踐，為用戶、開發(fā)者、大學(xué)生及內(nèi)部員工普及技術(shù)，為IT行業(yè)的知識傳播、技術(shù)演進(jìn)貢獻(xiàn)自己的力量，他們有所收獲便是筆者的夢想。

接下來筆者還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)，不斷提升自己，提煉總結(jié)，再進(jìn)行分享。

0.2 關(guān)于云計(jì)算架構(gòu)

提及云，想必大家已不陌生，云已在各行各業(yè)中落地。在分析不同行業(yè)業(yè)務(wù)場景的案例和解決方案時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)在技術(shù)痛點(diǎn)、業(yè)務(wù)需求、技術(shù)解決方案上很多都大同小異。縱觀云服務(wù)商的解決方案，一般分為行業(yè)解決方案、技術(shù)或通用解決方案，行業(yè)解決方案會按照新零售、金融、政務(wù)、醫(yī)療健康、教育等行業(yè)進(jìn)行劃分，每個(gè)行業(yè)中又分為不同的子行業(yè)或場景，這些是帶有行業(yè)屬性的。例如，新零售行業(yè)遇到的經(jīng)典場景是雙11等大促帶來的業(yè)務(wù)流量高峰，需要保證業(yè)務(wù)持續(xù)可用；游戲行業(yè)業(yè)務(wù)重點(diǎn)考慮服務(wù)器與玩家之間的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及體驗(yàn)友好度。業(yè)務(wù)連續(xù)性、數(shù)據(jù)可靠性、系統(tǒng)可擴(kuò)展性、數(shù)據(jù)安全是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)永恒的話題，這些技術(shù)解決方案結(jié)合業(yè)務(wù)場景就是行業(yè)解決方案。

在繽紛的行業(yè)場景和案例中，我們抽絲剝繭探究通用的技術(shù)解決方案，其中并非無章可循，云架構(gòu)設(shè)計(jì)圍繞6大原則：合理部署、業(yè)務(wù)持續(xù)、彈性擴(kuò)展、性能效率、安全合規(guī)、持續(xù)運(yùn)營。這6大原則適用于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)，也適用于互聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)行業(yè)。在云端如何圍繞這些設(shè)計(jì)原則展開架構(gòu)設(shè)計(jì)呢？我們通過整理各行業(yè)在云端的落地案例、解決方案，提煉了41種架構(gòu)設(shè)計(jì)模式。

從另一個(gè)角度，我們有了架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，就可以像積木模塊一樣將其靈活組合成架構(gòu)的拼圖，就像一味味中草藥可以組成大夫的藥單來醫(yī)治百病。因此，在本書中將會用大量篇幅來介紹這41種架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，當(dāng)然這些架構(gòu)設(shè)計(jì)模式也是圍繞云架構(gòu)設(shè)計(jì)的6大原則展開的。

設(shè)計(jì)模式這個(gè)詞廣泛應(yīng)用于IT領(lǐng)域，其更早的來源是建筑領(lǐng)域的通用設(shè)計(jì)方法論的總結(jié)。其實(shí)重要的不是設(shè)計(jì)模式的名稱，而是提出的對同一領(lǐng)域的問題提供可復(fù)用的解決方案的設(shè)計(jì)思路。本書提供了架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，也希望讀者能結(jié)合自己的學(xué)習(xí)、工作場景來總結(jié)適合自己的可復(fù)用的架構(gòu)設(shè)計(jì)模式。

0.3 本書的內(nèi)容組成

本書共三篇。

篇重點(diǎn)介紹云計(jì)算體系、設(shè)計(jì)模式及架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，引入MumuLab作為示例項(xiàng)目來實(shí)踐。

第1章從5層架構(gòu)的云計(jì)算架構(gòu)體系開始介紹云計(jì)算，從云計(jì)算的優(yōu)勢來分析其給我們帶來的思維變革，后介紹云計(jì)算架構(gòu)的設(shè)計(jì)流程和6大設(shè)計(jì)原則。

第2章介紹本書中配套的實(shí)踐項(xiàng)目MumuLab，我們可以通過這個(gè)平臺在線學(xué)習(xí)架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，還可以將其作為動手練習(xí)的項(xiàng)目，因此有必要了解MumuLab平臺的功能和設(shè)計(jì)初衷。

第二篇包括開篇的設(shè)計(jì)模式全景圖及圍繞6大設(shè)計(jì)原則展開的41種架構(gòu)設(shè)計(jì)模式。

第3章介紹了設(shè)計(jì)模式之間的關(guān)系并構(gòu)建了設(shè)計(jì)模式全景圖，提出了架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的實(shí)踐與壞味道。

第4章介紹合理部署，包括公有云、私有化、混合架構(gòu)、全球部署、多云部署5種類型。

第5章介紹業(yè)務(wù)持續(xù)的設(shè)計(jì)中需要考慮可用性、可靠性，以及業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性。

第6章圍繞彈性擴(kuò)展展開介紹，介紹如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問與存儲的動靜分離、組件之間的解耦，介紹云主機(jī)、數(shù)據(jù)庫、私有化部署的擴(kuò)展能力，也介紹了通過遷移實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的方案，后通過流量轉(zhuǎn)發(fā)及全局負(fù)載均衡將業(yè)務(wù)負(fù)載分發(fā)到各個(gè)解耦的組件中。

第7章圍繞提升性能效率展開介紹，包括提升計(jì)算性能，通過Redis、CDN等緩存技術(shù)實(shí)現(xiàn)訪問加速、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，選擇部署地域拉近終用戶與業(yè)務(wù)之間的距離、降低網(wǎng)絡(luò)延遲，通過應(yīng)用性能管理對當(dāng)前業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行性能檢測。

第8章圍繞安全合規(guī)展開介紹，介紹了不可忽略的賬號與權(quán)限的管理、對應(yīng)用和資源的訪問控制，在架構(gòu)設(shè)計(jì)之初就考慮等保測評、滿足合規(guī)要求等會事半功倍，還從終端安全、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全、審計(jì)合規(guī)等模塊逐一介紹如何應(yīng)對不同類型的安全風(fēng)險(xiǎn)。

第9章圍繞持續(xù)運(yùn)營展開介紹，匯總了云服務(wù)等級協(xié)議SLA、云監(jiān)控告警、成本優(yōu)化等內(nèi)容，也包含了對冷熱數(shù)據(jù)分層處理和數(shù)據(jù)開放及隱私計(jì)算的介紹，通過持續(xù)運(yùn)營定期巡檢、評估、復(fù)盤來保證業(yè)務(wù)架構(gòu)持續(xù)滿足變化的業(yè)務(wù)需求，保持良好的架構(gòu)設(shè)計(jì)。

第三篇包括應(yīng)用、評估、總結(jié)與展望。

第10章從新零售行業(yè)、游戲行業(yè)、傳統(tǒng)行業(yè)介紹了三類應(yīng)用場景，并嘗試通過設(shè)計(jì)模式靈活組合的方式來構(gòu)建解決方案。

第11章介紹了架構(gòu)評估與重構(gòu)的時(shí)機(jī)，隨后展開介紹了如何進(jìn)行適用性評估、成熟度評估、健壯性評估。

第12章對本書進(jìn)行概要總結(jié)，從個(gè)人角度對云計(jì)算的發(fā)展進(jìn)行展望。

0.4 閱讀指引

本書涵蓋41種架構(gòu)設(shè)計(jì)模式、MumuLab平臺完整案例、3個(gè)行業(yè)解決方案案例，讀者可以根據(jù)需要選擇不同的閱讀順序。

本書介紹了公有云部署、具備可擴(kuò)展性、實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)高可用及數(shù)據(jù)備份、緩存加速、性能優(yōu)化及高并發(fā)、存儲周期及分析、安全、高可用進(jìn)階、私有 混合、全球化、持續(xù)運(yùn)營優(yōu)化。

路徑一：對云計(jì)算產(chǎn)品、場景還不太熟悉，建議按照章節(jié)順序閱讀，先了解云業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)的概況，再通過真實(shí)案例分析MumuLab有哪些需求，在云平臺中如何解決，第4章至第9章將會詳細(xì)介紹每種設(shè)計(jì)模式，在第10章的行業(yè)場景案例中進(jìn)行練習(xí)，將設(shè)計(jì)模式應(yīng)用到實(shí)際工作的不同行業(yè)場景中。

路徑二：對云計(jì)算產(chǎn)品已經(jīng)比較熟悉，建議從第3章開始閱讀，先全覽設(shè)計(jì)模式，再詳細(xì)閱讀第4章至第9章的每種設(shè)計(jì)模式，后閱讀第2章的完整案例和第10章的行業(yè)延伸案例。

路徑三：如果你打算從行業(yè)切入，則可以選擇新零售等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、游戲等跨地區(qū)的業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，找到比較接近的行業(yè)和方案，直接跳轉(zhuǎn)到第10章的具體行業(yè)場景案例進(jìn)行閱讀，每個(gè)行業(yè)的需求和痛點(diǎn)不同，提供的解決方案也不同，之后再通過瀏覽MumuLab完整案例進(jìn)行設(shè)計(jì)模式全景圖的補(bǔ)充。

路徑四：按照業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署、設(shè)計(jì)階段，先考慮如何部署系統(tǒng)，再考慮可用性、擴(kuò)展性、性能、安全、可持續(xù)運(yùn)營等，按照階段進(jìn)行架構(gòu)的迭代設(shè)計(jì)和螺旋式架構(gòu)演進(jìn)。

0.5 使用MumuLab項(xiàng)目進(jìn)行練習(xí)與實(shí)踐

完成實(shí)驗(yàn)

如前面所述，MumuLab平臺項(xiàng)目會貫穿全書，每章節(jié)中的應(yīng)用案例都來自該項(xiàng)目。在應(yīng)用案例和動手實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)是實(shí)踐解決方案的實(shí)現(xiàn)過程，可以忽略不同云平臺的差異及項(xiàng)目中的代碼語言和框架。每章節(jié)中的動手實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)均可實(shí)際操作，如有問題，可以通過平臺進(jìn)行留言或通過郵箱進(jìn)行交流。

在實(shí)現(xiàn)具體實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會遇到問題，這時(shí)可以回顧一下設(shè)計(jì)模式全景圖，從全局角度上概覽整個(gè)項(xiàng)目所涉及的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)及解決方案的演變過程。

刷題式練習(xí)

如果是用碎片化的時(shí)間閱讀本書，可以逐個(gè)完成實(shí)驗(yàn)并在MumuLab平臺中進(jìn)行提交，提交后可以獲得實(shí)驗(yàn)積分。通過積分可以兌換一些禮品，通過這些方式讓你與其他讀者一起進(jìn)步，帶給你陪伴式學(xué)習(xí)的感受。

MumuLab平臺不僅是貫穿本書的實(shí)踐項(xiàng)目，還是用來承載本書實(shí)驗(yàn)、解答、提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、競賽的平臺，這也使得平時(shí)訓(xùn)練的項(xiàng)目就是正在運(yùn)行的線上平臺，不至于模擬一個(gè)只可看不可練的示例平臺。

MumuLab 鏈接：請通過讀者服務(wù)獲取。

0.6 致謝及聯(lián)系我們

每一位當(dāng)下的夢想者都在信息化與數(shù)字化浪潮中推動技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)應(yīng)用、知識普及，筆者能夠在這創(chuàng)新時(shí)代的浪潮中追逐夢想，深感榮幸。感謝UCloud提供了良好的學(xué)習(xí)與鍛煉的平臺，感謝UCloud啟云學(xué)院的各位講師、學(xué)員在多次培訓(xùn)交流過程中的靈感碰撞、經(jīng)驗(yàn)沉淀、實(shí)踐的提煉。感謝身邊的朋友一直以來的幫助和鼓勵，筆者受益匪淺。

感謝劉華、張悅蘭、王彬、何夢君、郭凱、王威武、李詩萌、黃玲利、趙娜、張薇、左冬冬、魏賓賓、劉堅(jiān)君、高亮、周恭元、薛翎軍、沈曉勇等同事和朋友參與本書內(nèi)容的討論和修訂，經(jīng)過多次溝通與修訂，盡可能讓書稿中的錯(cuò)誤更少。

感謝妻子劉寧對筆者夢想的理解和支持，在筆者編寫本書的過程中細(xì)心照顧家庭，為筆者擠出了大量時(shí)間，在整個(gè)過程中不厭其煩地聆聽書稿一點(diǎn)一滴的進(jìn)展和一次次編寫思路的優(yōu)化更新，同時(shí)參與了部分公式的設(shè)計(jì)和部分章節(jié)的文字核對。還要感謝寶貝兒子沐然、沐橦，他們的每個(gè)微笑和可愛瞬間都讓筆者的疲勞瞬間消散，也是筆者努力的動力所在。感謝父母的養(yǎng)育之恩，無論是千里之行始于足下的理念熏陶，還是無條件的信任、關(guān)心、鼓勵，都讓筆者能夠勇敢追夢。有了你們的支持，筆者追逐夢想的信念更加堅(jiān)定、腳步更加踏實(shí)！

筆者盡力修訂了書中的內(nèi)容，但難免有疏漏之處，煩請讀者批評指正，謝謝！

微信訂閱號：沐然云計(jì)算。