Mesos 實戰

Mesos 實戰 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[美] Roger,Ignazio(羅傑.英格納齊奧) 著,餘何 譯
圖書標籤:
  • Mesos
  • 集群管理
  • 容器化
  • Docker
  • Marathon
  • 數據中心
  • 雲計算
  • 分布式係統
  • 運維
  • DevOps
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121311642
版次:1
商品編碼:12193042
品牌:Broadview
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-05-01
用紙:膠版紙
頁數:260
字數:364000
正文語種:中文

具體描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群 :數據中心架構設計以及管理者等,閱讀本書的讀者需要熟悉數據中心管理的核心理念,也需要瞭解 Python 或者類似編程語言的基礎知識。

Mesos是一個開源的集群任務調度管理係統,幫讀者實現更小的係統開銷,更方便的管理。隨著虛擬化技術的發展,數據中心的架構組成越來越復雜。除瞭傳統的物理機,雲計算技術的虛擬機外,當前以docker為代錶的容器技術也在數據中心裏承擔重要的服務角色。因此如何以*簡單統一的方式來管理、調度混雜式數據中心的資源,實現大規模的應用部署,已經成為每個數據中心管理從業者眼前*大的需求。

相信這本書會為對大規模分布式係統、集群任務調度管理、雲計算和大數據感興趣的讀者帶來收益。


內容簡介

本書匯集瞭以Mesos為核心的新一代數據中心操作係統的*佳實踐,全麵展示瞭Mesos集群對數據中心資源管理的集成高效性,和對應用部署和計劃任務創建擴容操作的便捷性的優點。 基於Apache Mesos開源項目和Mesosphere公司的開創性工作,作者由淺到深地介紹瞭Mesos數據中心操作係統下各個相關組件和主流的計算框架,主要內容包括:1.構建你的**個Mesos集群:Mesos+Docker+Zookeeper2.管理Mesos集群:任務調度,資源管理以及日誌3.使用主流計算框架部署容器化應用:Mesosphere公司的Marathon+Chronos以及Apache Aurora4.以python為例,自開發計算框架在每個部分,Roger Ignazio都給齣瞭:關鍵原理及組件組成、安裝部署過程、注意事項、日誌和診斷方法等*佳實踐,並結閤相關實例、研究成果和附加資源進行闡述。每個部分的內容組織都著力於條理清晰的、係統的展現Mesos集群的優點。作者對書中建議和使用指南進行瞭補充說明,以便讀者深入瞭解其閤理性,還有實用指南明確每個動作是否成功執行。 《Mesos實戰》可以作為新一代數據中心架構設計以及管理的**性參考和教程,也可作為自建PaaS、CaaS平颱的輔助參考,又或是分布式計算框架開發的參考書籍。

作者簡介

Roger Ingnazio是一名經驗豐富的係統工程師,專注研究分布式、具備容錯性和伸縮性的基礎架構。他對於通過更好的自動化、工具化和報告來提高生産效率極富熱情。目前他是Mesosphere工程團隊的一個技術指導,與他的妻子Sarah及他們的兩隻貓居住在俄勒岡州波特蘭市。
餘何:眾神的大師兄,湖南長沙人也;高效運維公眾號專欄作者;著有《PaaS實現與運維管理》,具有十餘年數據中心運維管理經驗。國傢軟件設計師、PMP項目管理認證、Juniper互聯網專員(JNCIS)、NetApp解決方案架構師(NCSA),熱衷於開源技術,廣結天下英豪,以運維心靈捕手著稱。陳鞦浩:基礎架構資深工程師,擁有6年大型IT數據中心運維和開發經驗,早期活躍於基礎架構服務交付和異常事件處理一綫。愛好開發,擁抱開源技術,2014年末藉Docker和Mesos技術興起之勢,輔以業界日益成熟的自動化運維理念,負責開發搭建企業內部基於Mesos+Marathon的高容錯性、彈性伸縮的Docker平颱。楊永幫:2011年畢業於中山大學軟件工程專業,多年的大型金融集團的IT基礎架構運維的豐富經驗,解決過IT基礎架構的各種疑難問題雜癥。深深感受到瞭雲計算的發展帶來的運維方式的變革,目前緻力於Mesos與Docker的研究工作。

目錄

第 1 部分 你好,Mesos ................................................... 1
1 初識 Mesos .............................................................................. 3
1.1 遇見 Mesos ......................................................................................................... 4
1.1.1 理解它如何工作 .................................................................................... 5
1.1.2 虛擬機和容器的比較 ............................................................................ 7
1.1.3 知道何時及為何使用 Mesos................................................................. 9
1.2 為什麼我們要重新思考數據中心 .................................................................. 10
1.2.1 資源劃分 .............................................................................................. 11
1.2.2 應用部署 .............................................................................................. 12
1.3 Mesos 分布式架構 ........................................................................................... 13
1.3.1 masters .................................................................................................. 13
1.3.2 slaves .................................................................................................... 14
1.3.3 frameworks ........................................................................................... 15
1.4 小結 .................................................................................................................. 15
2 使用 Mesos 管理數據中心資源 .................................................17
2.1 Spark 簡要介紹 ................................................................................................ 18
2.1.1 獨立集群上的 Spark............................................................................ 18
2.1.2 Mesos 上的 Spark ................................................................................ 19
2.2 在 Mesos 上運行 Spark job ............................................................................. 21
2.2.1 在集閤中尋找素數 .............................................................................. 22
2.2.2 獲取與打包代碼 .................................................................................. 23
2.2.3 提交作業 .............................................................................................. 24
2.2.4 觀察輸齣 .............................................................................................. 24
2.3 進一步探索 ...................................................................................................... 26
2.3.1 Mesos UI .............................................................................................. 26
2.3.2 Spark UI................................................................................................ 26
2.4 小結 .................................................................................................................. 28
第 2 部分 Mesos 核心.................................................... 31
3 安裝 Mesos ............................................................................33
3.1 部署 Mesos ....................................................................................................... 34
3.1.1 Mesos 集群組件................................................................................... 34
3.1.2 開發環境的注意事項 .......................................................................... 35
3.1.3 生産環境的注意事項 .......................................................................... 36
3.2 安裝 Mesos 和 ZooKeeper ............................................................................... 38
3.2.1 使用安裝包部署 .................................................................................. 38
3.2.2 從源文件編譯並安裝 .......................................................................... 40
3.3 配置 Mesos 和 ZooKeeper ............................................................................... 43
3.3.1 ZooKeeper 配置 ................................................................................... 43
3.3.2 Mesos 配置........................................................................................... 45
3.4 安裝並配置 Docker.......................................................................................... 50
3.4.1 安裝 Docker ......................................................................................... 51
3.4.2 配置 Docker ......................................................................................... 53
3.4.3 配置 Docker 專用的 Mesos slaves ...................................................... 54
3.5 升級 Mesos ....................................................................................................... 54
3.5.1 升級 Mesos masters ............................................................................. 55
3.5.2 升級 Mesos slaves ................................................................................ 55
3.6 小結 .................................................................................................................. 56
4 Mesos 原理 ............................................................................57
4.1 調度和分配數據中心資源 .............................................................................. 57
4.1.1 理解資源調度 ...................................................................................... 58
4.1.2 理解資源分配 ...................................................................................... 59
4.1.3 定製 Mesos slave 資源和屬性 ............................................................ 61
4.2 使用容器隔離資源 .......................................................................................... 62
4.2.1 隔離並監控 CPU、內存和磁盤 ......................................................... 63
4.2.2 網絡監控和限速 .................................................................................. 65
4.3 瞭解容錯和高可用 .......................................................................................... 68
4.3.1 容錯 ...................................................................................................... 70
4.3.2 高可用 .................................................................................................. 70
4.3.3 處理齣錯和升級 .................................................................................. 70
4.4 小結 .................................................................................................................. 76
5 日誌記錄和調試 .....................................................................77
5.1 理解和配置 Mesos 日誌記錄 .......................................................................... 78
5.1.1 日誌文件的路徑和解釋 ...................................................................... 78
5.1.2 配置日誌記錄 ...................................................................................... 80
5.2 調試 Mesos 集群及其任務 .............................................................................. 81
5.2.1 使用 Mesos Web 接口 ......................................................................... 82
5.2.2 使用內置命令行工具 .......................................................................... 89
5.2.3 使用 Mesosphere 的 mesos-cli 工具 ................................................... 90
5.3 小結 .................................................................................................................. 92

6 生産環境中的 Mesos ...............................................................93
6.1 監控 Mesos 和 Zookeeper 集群....................................................................... 94
6.1.1 監控 Mesos master ............................................................................... 94
6.1.2 監控 Mesos slave ................................................................................. 96
6.1.3 監控 ZooKeeper ................................................................................... 97
6.2 修改 Mesos master 的法定數目 ...................................................................... 99
6.2.1 添加 master 節點 ............................................................................... 100
6.2.2 移除 master 節點 ............................................................................... 100
6.2.3 替換 master 節點 ............................................................................... 101
6.3 安全和權限控製的實施 ................................................................................ 101
6.3.1 Slave 和 framework 的身份認證....................................................... 102
6.3.2 用戶授權和訪問控製列錶 ................................................................ 104
6.3.3 framework 速率限製.......................................................................... 107
6.4 小結 ................................................................................................................ 110
第 3 部分 運行 Mesos................................................... 113
7 使用 Marathon 部署應用 ....................................................... 115
7.1 瞭解 Marathon................................................................................................ 115
7.1.1 探索 Marathon 的 Web 接口和 API .................................................. 117
7.1.2 服務發現和路由 ................................................................................ 118
7.2 部署 Marathon 和 HAProxy .......................................................................... 121
7.2.1 安裝並配置 Marathon........................................................................ 121
7.2.2 安裝並配置 HAProxy........................................................................ 124
7.3 創建並伸縮應用 ............................................................................................ 127
7.3.1 部署簡單的應用 ................................................................................ 127
7.3.2 部署 Docker 容器 .............................................................................. 130
7.3.3 執行健康檢查和滾動應用更新 ........................................................ 131
7.4 創建應用組 .................................................................................................... 134
7.4.1 理解應用組的構成 ............................................................................ 134
7.4.2 部署應用組 ........................................................................................ 135
7.5 日誌和調試 .................................................................................................... 137
7.5.1 配置 Marathon 日誌........................................................................... 137
7.5.2 調試 Marathon 應用和任務............................................................... 138
7.6 小結 ................................................................................................................ 140
8 使用 Chronos 管理計劃任務 .................................................. 143
8.1 瞭解 Chronos.................................................................................................. 144
8.1.1 探索 Chronos 的 Web 接口和 API .................................................... 145
8.2 安裝並配置 Chronos...................................................................................... 147
8.2.1 先決條件的檢驗 ................................................................................ 147
8.2.2 安裝 Chronos...................................................................................... 148
8.2.3 配置 Chronos...................................................................................... 149
8.3 使用簡單的作業來工作 ................................................................................ 150
8.3.1 創建基於計劃的作業 ........................................................................ 150
8.3.2 使用 Docker 創建基於計劃的作業 .................................................. 153
8.4 使用復雜的作業來工作 ................................................................................ 155
8.4.1 組閤基於計劃和基於依賴的作業 .................................................... 155
8.4.2 形象化作業的依賴關係 .................................................................... 158
8.5 監控 Chronos 作業的輸齣和狀態................................................................. 159
8.5.1 作業失敗事件的通知和監控 ............................................................ 159
8.5.2 通過 Mesos 觀察作業的標準輸齣和標準錯誤................................ 161
8.6 小結 ................................................................................................................ 162
9 使用 Aurora 部署應用和管理計劃任務 .................................... 165
9.1 Aurora 簡介 .................................................................................................... 166
9.1.1 Aurora 調度器 .................................................................................... 167
9.1.2 Thermos 執行器和觀察者 ................................................................. 167
9.1.3 Aurora 的用戶和管理員客戶端 ........................................................ 168
9.1.4 Aurora DSL(Domain-Speci?c Language,特定領域語言)........... 169
9.2 部署 Aurora .................................................................................................... 169
9.2.1 在開發環境嘗試 Aurora.................................................................... 170
9.2.2 構建和安裝 Aurora............................................................................ 171
9.2.3 配置 Aurora........................................................................................ 174
9.3 部署應用 ........................................................................................................ 178
9.3.1 部署一個簡單的應用 ........................................................................ 179
9.3.2 部署基於 Docker 的應用 .................................................................. 182
9.4 管理計劃任務 ................................................................................................ 184
9.4.1 創建 Cron 作業 .................................................................................. 184
9.4.2 創建基於 Docker 的 Cron 作業 ........................................................ 185
9.5 管理 Aurora .................................................................................................... 187
9.5.1 管理用戶和配額 ................................................................................ 187
9.5.2 執行維護 ............................................................................................ 189
9.6 小結 ................................................................................................................ 190
10 framework 開發 ................................................................ 191
10.1 framework 基礎............................................................................................ 192
10.1.1 編寫 framework 的時機和緣由....................................................... 194
10.1.2 調度器的實現 .................................................................................. 194
10.1.3 執行器的實現 .................................................................................. 197
10.2 調度器開發 .................................................................................................. 201
10.2.1 使用調度器 API............................................................................... 202
10.2.2 使用 SchedulerDriver....................................................................... 204
10.3 執行器開發 .................................................................................................. 205
10.3.1 使用執行器 API............................................................................... 205
10.3.2 使用執行器驅動程序 ...................................................................... 207
10.4 運行 framework............................................................................................ 208
10.4.1 在開發環境中部署 .......................................................................... 208
10.4.2 生産環境部署的注意事項 .............................................................. 210
10.5 小結 .............................................................................................................. 211
附錄 A 案例研究 :Mesosphere DCOS,企業版 Mesos 分布式集群.. 213
附錄 B Mesos 框架與工具的列錶 ................................................. 225

前言/序言

推薦序一

世界著名的曼寜齣版社(Manning)齣版瞭不少廣受歡迎的計算機叢書,如搜 索領域的 Lucene in Action、Elasticsearch in Action,現在,他們又齣版瞭這本雲計算 領域的 Mesos in Action。

Mesos 是一個開源的集群任務調度管理係統。現在隨著分布式係統的廣泛應用, 越來越多的任務運行在集群上,而不是在單颱服務器上。在 x86 PC 服務器集群上運 行任務的好處是 :單颱服務器成本低,集群可以隨著負載的增加添加服務器,水平 擴展 scale out,而不是過去使用昂貴服務器的 scale up。隨著集群規模的擴大,節點 數越多,某個節點齣現問題的概率就越大,當某個節點齣現問題時,如何保證在這 個節點上運行的任務能夠順利執行完成,成為一個技術難題。另外,如何管理集群, 如何分發任務、監控任務執行過程等都是挑戰。如果對於運行在集群上的任務,工 程師還是需要在各颱服務器上部署和管理,工作量將非常大,現在有些大規模集群 的服務器數量已經超過萬颱。理想的情況是,工程師不需要關心集群裏具體的每颱 服務器,而是把整個集群看成是一個計算、存儲資源,把任務提交給集群的管理係統, 由集群的管理係統去分發任務、監控任務執行,當某颱服務器齣現故障時,集群管 理係統自動把任務派發到其他服務器上運行。這樣的集群管理係統可以看作集群操 作係統,甚至是數據中心操作係統。Google 在這方麵做瞭大量的實踐,在 2009 年 發錶的 The Datacenter as a Computer: An Introduction to the Design of Warehouse-Scale Machines 文章中,把整個數據中心看成一颱計算機,所有的資源都由數據中心操作係統進行調度管理。

在 20 世紀 80 年代,學術界就開始瞭集群任務調度管理係統的研究,美國威 斯康辛大學的研究人員開發瞭 Condor 係統,後來演進成開源的 HTCondor 係 統。 Google 在 1998 年成立之初,就使用 PC 服務器抓取、索引、檢索全世界的網頁,服 務器數量巨大,他們先是開發瞭 WorkQueue 係統,也就是一個任務隊列,工程師把 需要集群運行的任務提交給這個任務隊列,由任務隊列把任務下發到集群的服務器, 並監控任務的運行,如果服務器齣現故障,就把任務重新下發到新的服務器上。後來, 他們在 WorkQueue 的基礎上開發瞭 Borg 係統,Borg 就是 Google 的集群任務調度管 理係統。10 年前我在 Google 工作的時候,每天需要在集群上運行的任務,都是通 過 Borg 來提交、管理的,非常方便。那時候,Google 的一個集群就已經有 2 萬颱 服務器的規模,一個數據中心有 10 個這樣的集群,20 萬颱服務器。我加入騰訊後, 也開發瞭這樣的係統。這種係統的資源隔離采用瞭容器技術(操作係統之上的資源 隔離),而不是虛擬機(物理服務器之上的資源隔離),以實現更小的係統開銷,更 方便的管理。現在容器技術也正在被廣泛使用,成為虛擬機之外的可選技術路綫。

Mesos 也是一個這樣的係 統。Mesos 由著名的美國加州大學伯剋利分校的 AMPLab 發明,AMPLab 是 Algorithms,Machines and People(算法、機器和人)實 驗室的縮寫。AMPLab 的研究成果非常多,現在應用廣泛的大數據處理框架 Spark 就是 AMPLab 的發明,AMPLab 的研究人員還包括瞭著名的美國科學院及工程院院 士、發明瞭 RAID(磁盤陣列)和 RISC(簡約指令架構)的 David Patterson 教授。 Mesos 係統也在 Twitter、Airbnb 和蘋果公司得到應用。

本書譯者之一餘何是 IT 專傢,他曾在平安科技工作多年,有著豐富的大規模集 群係統的開發、運維、管理經驗,經曆瞭多個雲計算、大數據係統在金融行業的應用, 在 2015 年齣版瞭《PaaS 實現與運維管理》一書,由他作為經驗豐富的實戰者來翻 譯這本書是最閤適不過的瞭。

相信這本書會為對大規模分布式係統、集群任務調度管理、雲計算和大數據感 興趣的讀者帶來受益。

陳軍 日誌易 CEO

推薦序二

餘何兄是我的老朋友瞭,在運維領域耕耘多年,不僅運維能力強,而且善於總結樂於分享,也是 GOPS 全球運維大會金牌講師。我和餘何兄最開始是在圈子中互 相關注,之後在一次論壇上偶遇,一番交流下來,一拍即閤,一同走上瞭追求快樂 運維的道路。我們的共識是“一起愉快地玩耍”,讓運維變得更加輕鬆,讓運維人 員更加健康地生活。

但凡一個好的産品,都是從 0 到 1,而不是從 0 到無窮、從 0 到包羅萬象,這 其中的道理就是專注。專注於做好一件事,提供穩定兼容的接口,這就是一個好産 品的伊始。在運維平颱領域,由於其需求範圍廣、組織差異大,很難有那麼一個産 品能夠滿足一切,而短時間滿足一切又很可能意味著 bug 多多,因此,我們應該問 自己,你到底需要什麼?

剛好,Mesos 就是這樣一個産品 :專注於做好一件事,專注於資源管理。關於 其上的應用任務調度,無論是服務、批處理還是大數據,它都提供瞭穩定而兼容的 接口,從而讓用戶在其上按照自己的需求,不斷迭代實現,最後形成自己的産品。 其在提高集群資源利用率,服務自動化部署等方麵的錶現,尤其令人稱贊。

希望餘何兄組織翻譯的本書,能得到您的喜愛,為 Mesos 在中國的繼續壯大添 磚加瓦。為瞭我們共同的運維事業,一起加油!

蕭田國 高效運維社區發起人開放運維聯盟主席 國內第一個 DevOps Master

推薦序三

我一直在關注國內 IT 運維的發展,在不同的業務領域、企業規模下,運維的標

準與規則參差不齊,真正掌握運維真知的人絕不僅意味著玩轉創新技術、流行框架, 更重要的是如何真正解決企業問題,如何保證落地與實現。國內第一本 PaaS 原創 暢銷書作者“眾生的大師兄”餘何有著十多年運維實戰經驗,經曆瞭中國運維發展 的各個階段,在電信、金融以及物流領域都有所耕耘,今天由他領銜翻譯的《Mesos 實戰》同樣保持瞭高水準,相信一定會廣受歡迎。

Mesos 並沒有什麼吸引眼球的華麗外錶,在起步階段由於具備一定門檻,同時 效能隻能在具備一定規模後纔能體現,因此一直沒有快速地在運維領域流行起來。 倒是 OpenStack 藉助雲計算概念、K8s 背靠榖歌這個親爹在社區內颳起瞭一股大的 鏇風,迴頭再來看看近幾年商業化的過度炒作,連一嚮低調的運維領域也産生瞭泡 沫。迴到問題的本身,為什麼要使用 Mesos,我會站在和譯者一樣的角度考慮,我 們必須考慮繞不過的環節,上層的應用,我們需要對遺留應用架構係統進行兼容嗎? 需要。Mesos 是一個通用性資源管理框架,能夠適配各種計算類型的服務,正因為 如此,嚮上的任務調度纔稍顯復雜,為瞭做好兼容,我們必須做更多工作。

資源管理策略 Dominant Resource Fairness(DRF) 是 Mesos 的核心,是將 Mesos 比作分布式係統 Kernel 的根本所在。Mesos 能夠保證集群內所有用戶都能夠平等 地使用集群內資源,這裏的資源包括 CPU、內存、磁盤等。在通用性方麵,Mesos隻負責提供資源給上層任務調度 framework,而不負責具體任務管理,於是可讓各種類型計算任務使用集群資源。關於準入門檻,如果僅部署一套 Mesos,我們幾乎 什麼也乾不瞭,為瞭使用好它,我們需要不同的 Mesos framework,像 Marathon, chronos 等 , 在特殊場景下,甚至需要開發自己的 framework,除此之外磁盤、網絡 等問題也需要著重考慮。如果沒有強大的意誌力,初學者大多會望而卻步。還好有“眾 生的大師兄”這樣一位諄諄不倦的運維發展踐行者,帶著對運維未來美好發展的憧 憬,堅持不懈的推行運維理念與實踐,我也希望本書能夠幫助 Mesos 在運維社區中 快速流行與成熟,大傢都能有所貢獻與分享,真正解決我們企業內部遇到的運維問 題。

肖力 雲技術社區創始人

譯者序

雲計算時代,對開源産品的選擇,很容易陷入一個誤區,用商業化方式進行判斷,選擇最“熱門暢銷”的産品,而忽視瞭自身需求及組織能力,從而導緻目標的 偏離。2014 年,我與小夥伴們開始考察一係列平颱産品並進行研究,當時我們的需 求很明確,提升資源利用率與運維效率,沒有其他(專注,專注,再專注)。我們 的組織能力也很明確,深入理解操作係統,能夠像使用黑魔法一樣改變操作係統的 行為,具有工程設計能力,能很快地馴服與改造各種開源産品。基於以上兩點,經 曆瞭一段考察期後,我們最終選擇瞭 Mesos。

Mesos 很難讓人一下子就親近,她絕不是讓你一見鍾情的那種,她沒有華麗外 錶讓你如癡如醉,也沒有什麼直接功能讓你耍酷擺炫,你需要花很長一段時間去理 解她,你需要有應用場景,有資源節約型需求,有大規模機器集群管理,有多種計 算類型,之後在不斷的運用中,纔慢慢發現 Mesos 的奧妙之處,一步步墜入到她的 愛河中。Mesos 專注於數據中心資源管理,專注於做好一件事,乾淨、簡潔,如同 操作係統內核一樣,它是數據中心資源管理的 Kernel。

很多人問我 Mesos 是否可以解決運維領域的可靠性問題、資源管理問題,從此 天下太平、安枕無憂,作者在書中也有一點這種態度。但很遺憾,實際運維環境是 相當復雜的,這種神一樣的工具幾乎不可能存在。不同的管理結構有著不同的權限 層級,不同的應用類型有著不同的服務級彆,不同的組織環境有著不同的流程規範,一言以蔽之,沒有什麼固定的工具可以解決不斷變化的運維問題。要保持運維水平的不斷提升,最後發現這是一個組織行為學問題,是理念、人、 流程、工具的結閤體。組織的理念是



《雲原生容器調度:從理論到實踐》 序言 在數字化浪潮洶湧而來的今天,高效、可靠、彈性的基礎設施已成為企業生存與發展的基石。虛擬化技術為我們帶來瞭隔離與資源共享的便利,但隨著應用規模的指數級增長和部署復雜度的不斷提升,傳統的部署和管理方式逐漸顯露齣瓶頸。容器技術的興起,以其輕量、快速、可移植的特性,徹底改變瞭軟件的交付與運行模式。然而,當容器數量成百上韆,甚至成韆上萬時,如何有效地調度、管理、監控這些容器,使其在異構環境中穩定運行,並充分發揮資源的效能,便成為瞭一項嚴峻的挑戰。 本書《雲原生容器調度:從理論到實踐》正是誕生於這樣的背景之下。它並非僅僅停留在對某個單一工具的介紹,而是力求深入剖析容器調度這一雲原生架構中的核心議題,從其底層原理、設計思想,到實際應用中的各種挑戰與解決方案,為讀者構建一個全麵而深刻的認知框架。我們相信,理解容器調度背後的邏輯,掌握其核心技術,對於每一位投身於雲原生領域的技術人員而言,都至關重要。 第一章:雲計算與容器化的浪潮 本章我們將迴顧雲計算的演進曆程,從IaaS、PaaS到SaaS,探討其為企業帶來的變革。隨後,聚焦於容器技術,闡述其相較於傳統虛擬化在效率、速度、資源利用率等方麵的優勢。我們將深入分析Docker等容器運行時的工作原理,理解鏡像、容器、倉庫等基本概念,並簡述容器技術如何在開發、測試、生産等各個環節優化軟件生命周期。我們將藉此為讀者鋪設理解後續章節內容的理論基礎。 第二章:容器調度的核心挑戰與必要性 容器化雖然解決瞭應用打包和運行的問題,但隨之而來的是規模化部署的挑戰。本章將詳細探討容器調度所麵臨的幾個關鍵問題: 資源分配與管理: 如何在眾多物理或虛擬節點上,為成韆上萬的容器動態、高效地分配CPU、內存、存儲、網絡等資源,避免資源浪費或爭搶。 高可用性與容錯: 當某個節點發生故障,或某個容器崩潰時,如何快速檢測並自動地將容器重新調度到健康的節點上,保證服務的連續性。 彈性伸縮: 如何根據實際業務負載的變化,自動地增加或減少容器的數量,以應對流量高峰或低榖,實現成本效益的最大化。 異構環境管理: 如何在包含不同硬件配置、不同操作係統、不同網絡環境的復雜基礎設施中,實現統一而高效的容器調度。 部署策略與復雜性: 如何實現滾動更新、藍綠部署、金絲雀發布等高級部署策略,降低服務升級帶來的風險。 成本優化: 如何通過智能調度,最大化資源的利用率,減少閑置資源,從而降低運營成本。 通過對這些挑戰的深入分析,我們將明確理解為何容器調度是構建穩定、可擴展、經濟高效的雲原生係統的必然要求。 第三章:容器調度器的工作原理與架構 本章將深入剖析容器調度器的工作原理。我們將從宏觀上揭示調度器的主要組成部分: 調度器核心(Scheduler Core): 負責接收調度請求,並根據預設的策略和算法,選擇最閤適的節點。 調度策略(Scheduling Policies): 介紹常見的調度策略,如: 最低資源消耗(Least Resource Consumption): 將任務調度到資源剩餘最多的節點,以平衡負載。 最高資源利用率(Highest Resource Utilization): 將任務調度到資源利用率最高的節點,以榨乾資源。 硬策略(Hard Constraints): 如對特定硬件(GPU)、節點標簽(機架、區域)的硬性要求。 軟策略(Soft Constraints/Priorities): 如對節點可用性、成本的偏好性排序。 預設規則(Predicates): 在調度前進行的過濾,如檢查節點是否有足夠資源、滿足標簽要求等。 優先級排序(Priorities): 對過濾後的節點進行排序,選擇最優節點。 調度算法(Scheduling Algorithms): 探討常用的調度算法,如: 輪詢法(Round Robin): 簡單地循環分配。 隨機法(Random): 隨機選擇節點。 基於優先級的調度(Priority-based Scheduling): 根據任務或節點的優先級進行調度。 負載均衡算法(Load Balancing Algorithms): 如加權輪詢、最少連接等。 拓撲感知調度(Topology-aware Scheduling): 考慮節點間的網絡拓撲關係,以減少延遲。 調度流程(Scheduling Workflow): 詳細解析從一個任務(或Pod)的産生,到被調度到某個節點上的完整流程,包括任務注冊、候選節點過濾、節點評分、最終選定等步驟。 第四章:容器編排係統中的調度器 本章將聚焦於在實際的容器編排係統中,容器調度器扮演的角色及其實現。我們將以Kubernetes為例,深入解析其內置的調度器(kube-scheduler)的工作機製: kube-scheduler 的組件與架構: 介紹kube-scheduler的命令行參數、API對象、以及其與Controller Manager、API Server的交互。 Pod 調度流程詳解: 詳細闡述一個Pod對象是如何被kube-scheduler選中並最終調度到某個Node上的。 過濾(Filtering)機製: 深入講解kube-scheduler如何通過一係列的預設規則(Predicates)來過濾掉不滿足條件的節點,例如: PodFitsHostPorts: 檢查節點是否能分配Pod所需的端口。 PodFitsHost: 檢查Pod是否指定瞭宿主機名,並與節點匹配。 MatchNodeLabel: 檢查節點標簽是否滿足Pod的NodeSelector要求。 NoDiskConflict: 檢查Pod掛載的捲與節點上的其他Pod捲是否存在衝突。 PodFitsResources: 檢查節點是否有足夠的CPU、內存等資源滿足Pod的需求。 TaintToleration: 考慮節點的Taints(汙點)和Pod的Tolerations(容忍),實現節點與Pod的親和/或反親和。 評分(Scoring)機製: 講解kube-scheduler如何對過濾後的節點進行評分(Priorities),以選齣最優的節點,例如: LeastRequestedPriority: 傾嚮於選擇資源請求量較低的節點,以留齣更多資源給其他Pod。 BalancedResourceAllocation: 傾嚮於選擇CPU和內存利用率相對均衡的節點。 ImageLocalityPriority: 傾嚮於選擇已經拉取瞭Pod所需鏡像的節點。 NodeAffinityPriority: 支持Pod的NodeAffinity(節點親和性)和NodeAntiAffinity(節點反親和性),影響節點的評分。 PodFitsResourcesPriority: 再次評估節點資源是否能滿足Pod,並進行評分。 TaintTolerationPriority: 考慮節點汙點與Pod容忍度的匹配程度。 調度策略配置與擴展: 介紹如何通過配置ConfigMap來調整kube-scheduler的調度策略,以及如何實現自定義的調度插件,以滿足特定的業務需求。 調度其他Kubernetes對象: 簡要介紹StatefulSet、DaemonSet等對象在調度上的特殊考量。 第五章:調度策略與算法的深入探討 本章將對前幾章提及的調度策略和算法進行更深入的剖析,並介紹一些更高級的調度概念: 資源請求(Resource Requests)與資源限製(Resource Limits): 詳細解釋Kubernetes中Pod的資源請求與限製的含義,以及它們如何影響調度器的決策。 Pod 親和性與反親和性(Pod Affinity and Anti-Affinity): 深入講解Pod之間的親和性與反親和性規則,如何實現Pod的“打包”(packing)或“分散”(spreading),以提高資源利用率或保證服務隔離。 汙點(Taints)與容忍(Tolerations): 詳細解釋節點汙點與Pod容忍的機製,如何實現更精細的節點分配控製,例如將特定類型的Pod調度到特定的節點上,或阻止某些Pod調度到敏感節點。 調度隊列與調度延遲: 分析在大量Pod同時湧入時,調度隊列可能帶來的延遲問題,以及相關的優化策略。 預定資源(Reserved Resources)與配額(Quotas): 探討如何預留資源給重要的Pod,以及如何通過ResourceQuota來限製命名空間(Namespace)的資源使用總量。 調度器插件化機製: 進一步探討Kubernetes調度器插件化帶來的靈活性,例如如何開發自定義的過濾(Predicates)和評分(Priorities)插件。 第六章:高級調度場景與解決方案 本章將聚焦於一些更復雜、更具挑戰性的調度場景,並提供相應的解決方案: GPU 調度: 探討如何在異構硬件環境中,有效地調度需要GPU資源的容器,包括GPU型號、數量、拓撲結構等因素的考量。 存儲調度: 分析Persistent Volumes(PV)和Persistent Volume Claims(PVC)如何與容器調度協同工作,確保容器能夠訪問其所需的持久化存儲。 網絡調度: 考慮網絡帶寬、延遲、拓撲等因素對容器調度的影響,以及CNI(Container Network Interface)在其中扮演的角色。 跨區域/跨數據中心調度: 探討如何在分布式環境、多雲環境或混閤雲環境中實現跨區域/跨數據中心的容器調度,並考慮可用性、延遲、成本等因素。 實時係統調度: 針對對延遲和實時性有極高要求的應用,探討相關的調度優化策略,如CPU隔離、實時內核等。 安全相關的調度考量: 如何根據安全策略,限製某些容器在特定節點上的運行,或確保敏感數據的訪問安全。 成本優化調度: 結閤Spot實例(搶占式實例)、預留實例等成本優化策略,探討如何將調度器與成本管理係統集成。 第七章:調度器的監控與排障 在復雜的生産環境中,調度器的穩定運行至關重要。本章將重點講解如何對容器調度器進行有效的監控和排障: 關鍵監控指標: 介紹調度器相關的關鍵監控指標,如: 調度延遲(Scheduling Latency): Pod從進入待調度狀態到被成功調度的平均時間。 調度成功率(Scheduling Success Rate): 成功調度的Pod占總調度請求的比例。 節點資源利用率(Node Resource Utilization): 各節點的CPU、內存、磁盤等利用率。 Pod 調度狀態(Pod Scheduling Status): Pod Pending、Running、Failed等狀態的分布。 調度器組件健康狀況: 調度器核心進程、API Server等組件的健康狀態。 日誌分析: 如何通過分析調度器的日誌,發現潛在的問題,如調度失敗的原因、節點過濾邏輯錯誤等。 常用排障工具與技巧: 介紹kubectl describe pod、kubectl get events、kubectl top node等命令在排障中的應用。 調試自定義調度器: 對於自定義調度器,如何進行有效的調試和問題定位。 性能優化與調優: 根據監控數據,對調度器的配置和策略進行優化,以提升調度效率和係統穩定性。 第八章:未來趨勢與展望 本章將對容器調度的未來發展趨勢進行展望,包括: AI 驅動的調度: 探討如何利用機器學習等AI技術,實現更智能、更自動化的調度決策,例如預測負載、優化資源分配、提前發現潛在問題等。 Serverless 調度: 隨著Serverless計算模式的興起,探討其對容器調度提齣的新挑戰和新機遇。 邊緣計算調度: 探討在資源受限的邊緣環境中,如何進行有效的容器調度。 聯邦調度(Federated Scheduling): 探討在多集群、多雲環境下的統一調度與管理。 更細粒度的資源調度: 探討未來是否會齣現更細粒度的資源調度,例如針對特定功能的硬件加速器。 安全與閤規性: 隨著雲原生應用越來越廣泛,安全與閤規性在調度過程中的重要性將日益凸顯。 結語 《雲原生容器調度:從理論到實踐》旨在為讀者提供一套係統性的容器調度知識體係。我們希望通過本書,讀者不僅能理解容器調度的“是什麼”,更能掌握“為什麼”和“怎麼做”,從而在實際工作中,能夠遊刃有餘地應對各種復雜的容器調度挑戰,構建齣更加穩定、高效、彈性的雲原生應用平颱。

用戶評價

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初次翻開《Mesos 實戰》,我懷揣著對大規模集群管理技術的極大好奇。作為一名在互聯網基礎設施領域摸爬滾打多年的工程師,我深知穩定、高效且易於擴展的資源調度係統的重要性。市麵上關於分布式係統和容器編排的資料不在少數,但很多都停留在理論層麵,或是對某個特定工具的淺嘗輒止,難以觸及到實際生産環境中的復雜性和深度。我特彆期待這本書能提供一套係統性的解決方案,不僅僅是介紹Mesos的API和基本概念,更重要的是能夠深入剖析其在實際業務場景中的應用,包括如何應對高並發、故障恢復、安全加固等方麵。例如,書中是否會詳細講解如何設計一個健壯的Mesos集群架構,如何進行性能調優以壓榨每一分計算資源,又或者是在麵對突發流量時,Mesos集群如何做到無縫擴容和彈性伸縮?我非常關注這些能夠直接提升我工作效率和解決實際痛點的部分。此外,對於Mesos生態圈中的其他組件,如Marathon、Chronos等,書中是否會給予足夠的篇幅,闡述它們與Mesos的協同工作機製,以及如何利用它們構建更強大的上層應用?我希望這本書能成為一本“工具箱”,讓我在遇到實際問題時,能夠迅速找到解決方案,而不是僅僅停留在“知道”的層麵,而是真正做到“能夠做到”。

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在閱讀《Mesos 實戰》的過程中,我對於其高可用性和容錯機製的探討部分,産生瞭濃厚的興趣。在生産環境中,任何一個單點故障都可能導緻整個係統的癱瘓,因此,構建一個具備高度容錯能力的分布式係統至關重要。書中對於Mesos Master和Agent的容錯設計,以及如何通過Zookeeper等分布式協調服務來實現Master的高可用,進行瞭細緻的講解。我特彆想瞭解的是,當Mesos Master發生故障時,新的Master是如何快速接管並恢復集群狀態的?Agent節點在與Master失聯的情況下,是如何處理任務的?書中是否會提供一些實際的故障演練場景,例如模擬Master節點宕機、網絡分區等情況,並展示Mesos是如何應對這些挑戰的?此外,對於分布式係統中常見的CAP理論,Mesos是如何權衡一緻性、可用性和分區容忍性的?我相信,深入理解Mesos的高可用設計,能夠幫助我構建齣更加健壯和可靠的分布式應用,從而降低因係統故障帶來的業務損失,提升用戶體驗。

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讀完《Mesos 實戰》的某個章節,我被其中對於Mesos調度算法的深入剖析所震撼。不同於以往閱讀過的許多技術書籍,這本書並沒有簡單地羅列概念,而是通過清晰的圖示和詳實的案例,將Mesos復雜的調度邏輯娓娓道來。我尤其印象深刻的是關於“Offers”機製的講解,作者層層遞進,從最基礎的資源分配模型,到如何處理多種資源類型(CPU、內存、磁盤、網絡帶寬等),再到如何應對資源碎片化和集群動態變化的情況,都進行瞭細緻的闡述。我曾經在工作中遇到過資源利用率不高的問題,很多時候是由於調度器無法有效地將任務分配到閤適的節點上。這本書似乎為我打開瞭一扇新的大門,讓我理解到,不僅僅是選擇一個“有資源”的節點,更重要的是選擇一個“最優”的節點,從而最大化集群的整體效率。作者還提到瞭如何通過定製調度器來滿足特定業務需求,這對於那些擁有復雜調度規則的場景來說,無疑是極具價值的信息。我相信,通過掌握這些調度層麵的知識,我能夠更好地理解Mesos的工作原理,並在未來的工作中,設計齣更智能、更高效的資源調度策略,為公司節省可觀的成本。

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《Mesos 實戰》中關於Mesos與容器技術的結閤部分,給我留下瞭極其深刻的印象。在當前微服務和容器化大行其道的時代,如何高效地管理和調度數以萬計的容器,是每個技術團隊都麵臨的挑戰。書中對Mesos如何與Docker、Mesos Containerizer等技術進行整閤,以及如何利用Mesos構建大規模容器平颱進行瞭詳盡的介紹。我尤其關注的是,書中是否會探討在Mesos環境中,如何實現容器的生命周期管理,包括鏡像的構建、分發、部署、更新以及迴滾等全流程。此外,對於容器的安全隔離和資源限製,Mesos又是如何實現的?例如,通過cgroups和namespaces等Linux內核特性,Mesos是如何為容器提供安全沙箱的?我希望書中能夠提供一些實踐性的指導,例如如何編寫Manifest文件來定義容器的資源需求和運行配置,如何集成CI/CD流水綫,實現容器的自動化部署和管理。這對於我們團隊而言,將是極大的價值。我期待這本書能提供一些“拿來即用”的配置模闆或腳本,幫助我們快速搭建起一個穩定可靠的容器編排平颱,從而加速應用的迭代和上綫。

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《Mesos 實戰》的最後一個章節,讓我看到瞭Mesos在未來發展方嚮上的潛力。作者在總結性的部分,對Mesos生態的演進趨勢,以及它在下一代計算平颱中的定位進行瞭展望。我特彆期待書中能夠提及Mesos在雲原生、Serverless等新興技術領域中的應用前景,以及它與其他熱門開源項目的集成可能性,例如Kubernetes、Istio等。我希望書中能夠提供一些關於Mesos如何適應這些新技術趨勢的思考,以及作者對於如何利用Mesos構建更加靈活、強大的計算基礎設施的建議。例如,Mesos是否能夠作為Kubernetes的底層調度引擎,或者是否能夠與Serverless框架結閤,實現更精細的資源管理和按需調度?這本書不僅僅是關於Mesos本身,更是關於如何利用Mesos構建麵嚮未來的分布式係統。我希望能從中獲得一些啓發,為我未來的技術選型和職業發展提供方嚮。

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公司采購的圖書,質量不錯。推薦購買

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發貨挺快,買來送用戶,想來應該不錯

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學習中

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運維看看還是可以的,開發的話,真的隻能看看

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