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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SPOF97

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