云原生應用開發(fā)與架構2024年軟件開發(fā)的新興范式與技術生態(tài)培訓課件

匯報人：2023-12-31云原生應用開發(fā)與架構2024年軟件開發(fā)的新興范式與技術生態(tài)培訓課件延時符Contents目錄云原生概述與基礎微服務架構與設計容器編排與自動化部署實踐分布式數據存儲與處理方案探討延時符Contents目錄安全性保障措施及最佳實踐分享監(jiān)控、日志與故障排查技巧分享總結回顧與未來展望延時符01云原生概述與基礎云原生是一種利用云計算交付模型的優(yōu)勢來構建和運行應用程序的方法。當應用程序在云中以微服務的形式運行時，它們被稱為云原生應用程序。云原生的概念起源于2010年代初期，隨著云計算的普及和容器技術的成熟，云原生逐漸成為一種主流的軟件開發(fā)范式。云原生定義及發(fā)展歷程發(fā)展歷程云原生的定義容器技術容器是一種輕量級的虛擬化技術，它允許開發(fā)者將應用程序及其依賴項打包到一個可移植的容器中，然后將其部署到任何Docker環(huán)境中。Docker基礎Docker是一個開源的容器化平臺，它提供了一組工具來構建、運行和管理容器。Docker使用了一種稱為Dockerfile的文本文件來定義容器的構建過程。容器技術與Docker基礎Kubernetes核心概念Kubernetes是一個開源的容器編排系統(tǒng)，它可以自動部署、擴展和管理容器化應用程序。Kubernetes的核心概念包括節(jié)點（Node）、集群（Cluster）、服務（Service）和控制器（Controller）。Kubernetes架構Kubernetes架構由Master節(jié)點和Worker節(jié)點組成。Master節(jié)點負責管理和控制集群，而Worker節(jié)點則負責運行容器化應用程序。Kubernetes還提供了API服務器、調度器、控制器管理器和存儲卷管理器等組件來支持其功能。Kubernetes核心概念與架構延時符02微服務架構與設計微服務是一種軟件架構風格，它將一個大型的復雜軟件應用劃分為一系列小型的、松耦合的服務模塊，每個模塊運行在其獨立的進程中，并通過輕量級的通信機制相互通信。微服務定義微服務架構具有獨立性、模塊化、分布式、高內聚低耦合等特點，能夠實現快速響應需求變化、提高系統(tǒng)可維護性、降低開發(fā)難度等目標。優(yōu)勢分析微服務概念及優(yōu)勢分析基于Java語言的微服務框架，提供了完整的微服務解決方案，包括服務注冊與發(fā)現、負載均衡、熔斷器等組件。SpringCloud由阿里巴巴開源的Java微服務框架，專注于高性能、輕量級的RPC通信，支持服務治理和監(jiān)控。Dubbo開源的容器編排系統(tǒng)，可以部署、擴展和管理容器化應用，提供了自動化的容器部署、擴展、網絡配置等功能。Kubernetes根據實際項目需求和技術棧特點，綜合考慮框架的成熟度、社區(qū)活躍度、學習曲線等因素進行選型。選型建議常見微服務框架對比與選型建議服務注冊在服務啟動時，將服務的信息（如服務名、IP地址、端口號等）注冊到注冊中心，以便其他服務能夠發(fā)現并調用該服務。服務發(fā)現在服務調用過程中，通過注冊中心獲取目標服務的網絡地址信息，實現服務的動態(tài)尋址和負載均衡。實現原理服務注冊與發(fā)現機制通常基于分布式一致性協(xié)議（如Raft、Paxos等）實現，確保注冊中心數據的一致性和可用性。同時，采用心跳檢測機制監(jiān)控服務的健康狀態(tài)，確保服務的可用性。服務注冊與發(fā)現機制實現原理延時符03容器編排與自動化部署實踐Kubernetes核心組件詳解探討Kubernetes集群的安全性和認證機制，包括身份驗證、授權和訪問控制等方面的內容。集群安全與認證機制介紹Kubernetes的整體架構，包括Master節(jié)點和Worker節(jié)點的角色與功能。Kubernetes架構概述深入解析Kubernetes的核心組件，如APIServer、ControllerManager、Scheduler等，以及它們之間的交互和協(xié)作方式。核心組件詳解容器編排策略最佳實踐分享案例分析容器編排策略及最佳實踐分享介紹常見的容器編排策略，如基于資源需求、親和性/反親和性規(guī)則、節(jié)點選擇器/標簽等，以及它們在實際應用中的使用場景。分享在容器編排過程中的一些最佳實踐，如如何優(yōu)化資源利用率、提高應用可靠性、實現灰度發(fā)布等。通過具體案例，展示如何根據不同的業(yè)務需求和應用場景，選擇合適的容器編排策略和實現方式。介紹持續(xù)集成（CI）和持續(xù)交付（CD）的基本概念和流程，以及它們在軟件開發(fā)過程中的作用和價值。CI/CD流程概述分享一些成功實施CI/CD流程自動化的實踐案例，包括具體的實施步驟、遇到的問題和解決方案等。實踐案例分享探討如何實現CI/CD流程的自動化，包括自動化構建、自動化測試、自動化部署等方面的內容。自動化實施方法介紹常用的CI/CD工具和平臺，如Jenkins、GitLabCI/CD、TravisCI等，以及它們的特點和適用場景。工具與平臺選擇CI/CD流程自動化實施方法延時符04分布式數據存儲與處理方案探討介紹常見的分布式數據庫類型，如關系型、鍵值對、列式存儲等，并分析其適用場景和優(yōu)缺點。分布式數據庫選型探討分布式數據庫性能優(yōu)化的關鍵策略，包括數據分區(qū)、索引設計、查詢優(yōu)化等。性能優(yōu)化策略通過實際案例，分析分布式數據庫選型及性能優(yōu)化策略在實際應用中的效果。案例分析分布式數據庫選型及性能優(yōu)化策略

消息隊列在云原生場景中應用分析消息隊列概述介紹消息隊列的基本概念、工作原理及其在云原生場景中的應用價值。消息隊列選型分析常見的消息隊列產品，如Kafka、RabbitMQ、ActiveMQ等，并比較其特性和適用場景。應用實踐通過實際案例，探討消息隊列在云原生應用中的最佳實踐，包括消息傳遞、異步處理、流量削峰等場景。03實踐案例通過實際案例，展示大數據處理技術在云原生應用中的實踐成果，包括數據處理流程優(yōu)化、資源利用率提升等方面。01大數據處理技術概述介紹大數據處理技術的基本概念、常見工具及其在云原生場景中的應用價值。02大數據處理與云原生的融合分析大數據處理技術與云原生融合的關鍵點，包括容器化、微服務化、自動化運維等。大數據處理技術在云原生中融合應用延時符05安全性保障措施及最佳實踐分享惡意鏡像風險使用未經審核的第三方鏡像可能帶來安全風險。應對策略包括建立鏡像審核機制，使用官方或可信來源的鏡像，實施鏡像簽名驗證等。容器逃逸風險攻擊者可能利用容器漏洞，獲取宿主機權限，進而控制整個系統(tǒng)。應對策略包括限制容器權限，實施最小權限原則，及時更新補丁等。網絡攻擊風險容器間通信可能存在安全風險，如中間人攻擊、拒絕服務攻擊等。應對策略包括使用加密通信，限制容器間通信，實施網絡隔離等。容器安全挑戰(zhàn)及應對策略分析123實施嚴格的訪問控制策略，如基于角色的訪問控制（RBAC），確保只有授權用戶能夠訪問集群資源。訪問控制實施網絡隔離策略，如使用網絡策略（NetworkPolicies）限制Pod間通信，防止未經授權的訪問和數據泄露。網絡隔離建立定期審計和監(jiān)控機制，檢查集群安全配置和運行狀態(tài)，及時發(fā)現并處理潛在的安全問題。定期審計與監(jiān)控Kubernetes集群安全防護建議對敏感數據進行加密存儲和傳輸，確保數據在傳輸和存儲過程中的安全性。數據加密對敏感數據進行脫敏處理，即在不影響數據使用的情況下，對數據進行匿名化或去標識化處理，降低數據泄露風險。數據脫敏建立數據備份和恢復機制，確保在發(fā)生安全事件時能夠及時恢復數據，減少損失。同時，備份數據也應進行加密存儲和傳輸。數據備份與恢復敏感數據保護方案探討延時符06監(jiān)控、日志與故障排查技巧分享容器監(jiān)控工具概述介紹常見的容器監(jiān)控工具，如Prometheus、Grafana、cAdvisor等，并分析其優(yōu)缺點。監(jiān)控指標選擇講解如何選擇合適的監(jiān)控指標，如CPU使用率、內存占用、網絡帶寬等，以滿足不同場景下的監(jiān)控需求。監(jiān)控工具配置詳細闡述如何配置容器監(jiān)控工具，包括安裝、部署、數據收集、報警設置等步驟。容器監(jiān)控工具選型及配置指南日志存儲方案講解如何選擇合適的日志存儲方案，如Elasticsearch、InfluxDB等，以滿足不同規(guī)模和數據量的日志存儲需求。日志展示方案介紹如何通過可視化工具，如Kibana、Grafana等，對日志進行展示和分析，提高故障排查效率。日志收集方案介紹常見的日志收集方案，如Fluentd、Logstash等，并分析其適用場景和性能特點。日志收集、存儲和展示方案設計故障排查流程01闡述故障排查的一般流程，包括問題定位、原因分析、解決方案制定和實施等步驟。常見故障類型及排查方法02列舉常見的故障類型，如性能問題、網絡問題、數據問題等，并分享相應的排查方法和經驗。故障排查工具推薦03介紹一些實用的故障排查工具，如strace、lsof、netstat等，并演示如何使用這些工具進行故障排查。故障排查方法和經驗分享延時符07總結回顧與未來展望關鍵知識點總結回顧云原生概念及核心技術：云原生是一種利用云計算交付模型的優(yōu)勢來構建和運行應用程序的方法。它強調應用程序的可靠性、彈性、安全性和可觀測性，以及開發(fā)人員和運維人員的生產力。云原生的核心技術包括容器、服務網格、微服務、不可變基礎設施和持續(xù)交付等。Kubernetes基礎與進階：Kubernetes是一個開源的容器編排系統(tǒng)，用于自動化容器化應用程序的部署、擴展和管理。通過Kubernetes，開發(fā)人員可以輕松地構建、擴展和管理容器化應用程序，而無需深入了解底層基礎設施。微服務架構設計與實踐：微服務是一種將應用程序拆分成一組小型、獨立的服務的方法，每個服務都運行在其獨立的進程中，并通過輕量級通信機制進行通信。微服務架構可以提高應用程序的可維護性、可擴展性和可靠性。DevOps文化與工具鏈：DevOps是一種文化、方法和工具鏈的集合，旨在提高軟件開發(fā)和運維團隊的協(xié)作和生產力。通過自動化和持續(xù)集成/持續(xù)交付（CI/CD）等實踐，DevOps可以幫助團隊更快地構建、測試和部署應用程序。要點三學員A通過這次培訓，我深入了解了云原生的概念和技術，對Kubernetes和微服務有了更清晰的認識。同時，我也學會了如何在實際項目中應用這些技術，提高了我的開發(fā)效率和代碼質量。要點一要點二學員B這次培訓讓我對DevOps文化有了更深入的了解，我意識到自動化和持續(xù)集成/持續(xù)交付對于提高軟件開發(fā)效率和質量的重要性。同時，我也學會了如何使用一些常用的DevOps工具鏈，如Docker、Jenkins和Git等。學員C在這次培訓中，我不僅學到了很多關于云原生和微服務的知識，還結交了一群志同道合的朋友。我們一起探討問題、分享經驗，共同進步。這種學習氛圍讓我感到非常愉悅和充實。要點三學員心得體會分享環(huán)節(jié)云原生領域未來發(fā)展趨勢預測邊緣計算的崛起：隨著物聯(lián)網和5G技術的普及，邊緣計算將成為云原生領域的一個重要發(fā)展趨勢。邊緣計算將數據處理和分析任務從中心化的數據中心轉移到離數據源更近的邊緣設備上，從而提高了數據處理效率和響應速度。無服務器計算的流行：無服務器計算是一種讓開發(fā)人員無需管理服務器等底層基礎設施即可構建和運行應用程序的方法。通過無服務器計算，開發(fā)人員可以專注于編寫業(yè)務