了得網計算機/網絡_DevOps和自動化運維實踐

內容簡介

本書的內容是對實際工作經驗的總結，涉及大量的DevOps及自動化運維知識點和專業術語，全書共分8章，分別介紹了DevOps與自動化運維在運維中的意義和存在的必要性、生產環境下的Shell腳本、Python在DevOps與自動化運維中的應用、搭建自動化分布式虛擬環境的Vagrant、自動化運維工具Farbic、分布式自動化運維工具Ansible、自動化配置管理工具SaltStack，以及自動化運維中的後續思考等內容。

推薦序一
推薦序二
推薦序三
前言
第1章DevOps與自動化運維的意義 1
1.1DevOps在企業中存在的意義 1
1.2為什麼企業需要自動化運維 4
1.3Web編程相關體繫知識點 5
1.3.1為什麼要前後端分離 5
1.3.2什麼是RESTful 7
1.3.3 Web後臺認證機制 8
1.3.4同步和異步、阻塞與非阻塞的區別 10
1.3.5WebSocket雙工通信 11
1.3.6了解消息中間件 13推薦序一
推薦序二
推薦序三
前言
第1章DevOps與自動化運維的意義 1
1.1DevOps在企業中存在的意義 1
1.2為什麼企業需要自動化運維 4
1.3Web編程相關體繫知識點 5
1.3.1為什麼要前後端分離 5
1.3.2什麼是RESTful 7
1.3.3 Web後臺認證機制 8
1.3.4同步和異步、阻塞與非阻塞的區別 10
1.3.5WebSocket雙工通信 11
1.3.6了解消息中間件 13
1.3.7了解負載均衡高可用 18
1.4從事DevOps工作應該掌握的語言 24
1.5從事DevOps工作應該掌握的工具 25
1.6了解網站繫統架構設計和高並發場景 26
1.6.1網站性能評估指標 26
1.6.2細分五層解說網站架構 26
1.7了解數據庫集群主從復制的基本原理 34
1.8Linux服務器的安全防護 37
1.8.1DDoS攻擊和運營商劫持 37
1.8.2Linux服務器基礎防護篇 38
1.8.3Linux服務器高級防護篇 40
1.9小結 41
第2章Shell腳本在DevOps下的應用 42
2.1Shell編程基礎 42
2.1.1Shell腳本素 43
2.1.2Shell基礎正則表達式 43
2.1.3Shell特殊字符 46
2.1.4變量和運算符 47
2.2Shell中的控制流結構 61
2.3sed的基礎用法及實用舉例 64
2.3.1sed的基礎語法格式 64
2.3.2sed的用法舉例說明 69
2.4awk的基礎用法及實用案例 72
2.5Shell應用於DevOps開發中應掌握的繫統知識點 77
2.6生產環境下的Shell腳本 85
2.6.1生產環境下的備份類腳本 86
2.6.2生產環境下的統計類腳本 89
2.6.3生產環境下的監控類腳本 92
2.6.4生產環境下的運維開發類腳本 97
2.7小結 102
第3章Python在DevOps與自動化運維中的應用 103
3.1Python語言的應用領域 103
3.2選擇Python的原因 105
3.3Python的版本說明 106
3.4Python基礎學習工具 106
3.4.1Python(x,y)簡單介紹 107
3.4.2IPython詳細介紹 107
3.4.3Sublime Text3簡單介紹 113
3.5Python基礎知識進階 120
3.5.1正則表達式應用 120
3.5.2Python程序構成 127
3.5.3Python編碼問題 129
3.5.4使用Python解析JSON 131
3.5.5Python異常處理與程序調試 133
3.5.6Python函數 136
3.5.7Python面向對像 147
3.5.8Python多進程 159
3.5.9Python多線程 161
3.6Python經常用到的第三方類庫 175
3.7利用Flask設計後端Restful API 178
3.7.1DevOps中為什麼要使用RESTful API 178
3.7.2RESTful API項目實戰 182
3.8工作中的Python腳本分享 184
3.9小結 191
第4章Vagrant在DevOps環境中的應用 192
4.1Vagrant簡單介紹 193
4.2Vagrant安裝 193
4.3使用Vagrant配置本地開發環境 195
4.3.1Vagrant的具體安裝步驟 195
4.3.2 Vagrant配置文件詳解 198
4.3.3Vagrant常用命令詳解 199
4.4使用Vagrant搭建DevOps開發環境 200
4.5使用Vagrant搭建分布式環境 203
4.6小結 207
第5章自動化部署管理工具Ansible 208
5.1YAML介紹 209
5.2Ansible的安裝和配置 214
5.3定義主機與組規則（Inventory） 218
5.4Ansible常用模塊介紹 220
5.5playbook介紹 235
5.6Ansible在AWS雲平臺中的應用 240
5.7角色 241
5.8Jinja2過濾器 248
5.9Ansible速度優化 252
5.10利用Ansible API提供自動化運維後端 262
5.10.1runner API 262
5.10.2playbook API 265
5.10.3用Flask封裝Ansible提供自動化運維後端 267
5.11Ansible 2.2新增功能 273
5.12小結 280
第6章自動化配置管理工具SaltStack 281
6.1Salt的相關知識點介紹 281
6.1.1Salt的優勢 281
6.1.2Salt的安裝 282
6.1.3Salt的工作流程 287
6.1.4Salt配置文件詳解 288
6.1.5Salt的命令格式 291
6.2Salt的常用組件 291
6.2.1Salt常用的操作目標 291
6.2.2Salt常用模塊 293
6.2.3Granis組件 304
6.2.4pillar組件 308
6.2.5job管理 311
6.2.6State介紹 312
6.3Salt真實案例分享 314
6.3.1base環境配置 315
6.3.2prod環境配置 319
6.4Salt多Master搭建 322
6.5Salt API介紹 324
6.5.1Python API介紹 324
6.5.2Restful API介紹 326
6.6小結 330
第7章Docker和Jenkins在DevOps中的應用 331
7.1Docker的基礎安裝 333
7.2Docker的三大核心概念 336
7.3Docker的基本架構 338
7.4Docker網絡實現原理 340
7.5利用Dockerfile文件技巧打包Docker鏡像 342
7.6利用Docker-Compose編排和管理多容器 344
7.6.1Docker-Compose的基本語法 345
7.6.2Docker-Compose常用命令 352
7.6.3使用Docker-Compose運行Python Web項目 354
7.6.4使用Docker-Compose的過程中遇到的問題 355
7.7利用Docker搭建Jenkins Master/Slave分布式環境 357
7.7.1部署Jenkins Master/Slave分布式環境需要解決的問題 358
7.7.2Jenkins Master/Slave的詳細部署過程 360

前言

我的繫統架構師之路
從2006年接觸Linux繫統並從事Linux繫統管理員的工作以來，我擔任過Linux繫統工程師、項目實施工程師/高級Linux繫統工程師、運維架構師，到如今的高級繫統開發工程師、繫統架構師，這一路走來，我深感開源技術和Linux繫統的強大及魅力。我的繫統架構師之路
從2006年接觸Linux繫統並從事Linux繫統管理員的工作以來，我擔任過Linux繫統工程師、項目實施工程師/高級Linux繫統工程師、運維架構師，到如今的高級繫統開發工程師、繫統架構師，這一路走來，我深感開源技術和Linux繫統的強大及魅力。
現階段我的職務是高級運維開發工程師（DevOps）、繫統架構師，主要工作是負責公司的CDN業務繫統的運維自動化及公司APP產品的CI/CD工作及自動化部署工作。CDN繫統相對於其他領域而言，海量機器的自動化運維工作是一件比較復雜的事情，關於這項工作，我們可以通過Python自動化配置管理管理工具，例如Ansible和SaltStack來進行二次開發，結合公司的CMDB繫統，提供穩定的後端API，方便前端人員或資產人員進行調用，這樣大家都可以利用界面來完成自動化運維工作。至今為止，令我印像為深刻的還是公司的APP項目，該項目現在全部部署在雲平臺（國內雲平臺）並且Docker容器化了，從前端到後端包括大數據接口，全部采用容器化的項目方式部署上線，整個自動化流程跟傳統的自動化方式大相徑庭。尤其是現在公司正在使用的Kubernetes，整個架構設計非常復雜，學習成本也是非常高的，但帶來的容器的自動化管理也是非常便利的。目前，無論是國外的AWS、Google還是國內的阿裡雲和騰訊雲等主流公有雲均提供Kubernetes的容器服務，可以說Kubernetes在當前容器行業是熱門的，而Docker技術正是Kubernetes的基石，建議大家盡快熟練Docker的使用方法。
撰寫本書的目的
雲計算和容器技術是當前的流行技術和發展趨勢，雲計算和容器技術的流行對於傳統的運維知識體繫其實也是一種衝擊，傳統運維工程師的工作性質也在不斷地發生變化，要掌握很多新的技能和知識。大家經常會在工作中看到DevOps這個詞。DevOps為什麼會這麼火？這跟近幾年的雲計算和容器技術的快速普及有很大關繫：雲計算平臺上（包括Kubernets）的各種資源，從服務器到網絡，再到負載均衡都是由API創建和操作的，這就意味著所有的資源都可以由“軟件定義”，這給各種自動化運維工具提供了一個非常好的基礎環境。而在傳統的互聯網行業，例如筆者目前正在從事的CDN領域，由於機器數量眾多、網絡環境錯綜復雜，也需要由DevOps人員來設計工具，提供後端的自動化運維API，結合公司的CMDB資產管理繫統，提供自動化運維功能，簡化運維的操作流程及步驟，提高工作效率。
工作之餘，許多讀者朋友們也在向我咨詢工作中的困惑，比如從事繫統運維工作3～5年以後就不知道如何繼續學習和規劃自己的職業生涯了。我想通過此書，跟大家分享一下這麼多年的工作經驗和心得（尤其是近幾年流行的DevOps技術），解決大家工作中的困惑。通過此書的項目實踐和線上環境案例，讓大家能迅速了解Linux運維人員的工作職責和方向，迅速進入工作狀態，快速成長，希望大家通過閱讀本書，能夠掌握Linux繫統集群和自動化運維及網站架構設計的精髓，輕松而愉快地工作，提升自己的職業技能，這是我非常高興看到的，也是我編寫本書的初衷。
讀者對像
本書的讀者對像如下所示：
繫統管理員或繫統工程師
中高級運維工程師
運維開發工程師
開發工程師
如何閱讀本書
本書的內容是對實際工作經驗的總結，涉及大量的DevOps及自動化運維知識點和專業術語，建議這方面經驗還不是很豐富的讀者先了解第1章的內容，這章比較基礎，如果大家在學習過程中根據這章的講解進行操作，定會達到事半功倍的效果。
繫統管理員和繫統工程師們可以通篇閱讀本書，並重點關注第1章、第2章和第4章，其他章節的內容可以選擇性地閱讀，借此來拓寬知識面，確定學習方向。
對於運維工程師而言，除了第3章的內容不要求掌握以外，其他章節的內容均可以做深層次的閱讀、實踐和思考，書中提到的很多自動化案例，讀者可以嘗試結合自己公司的實際情況來進行應用。
對於運維開發工程師來說，上述章節描述的內容都與運維開發工作息息相關，建議大家多花些精力和時間，抱著一切從線上環境去考慮的態度去學習和思考，實踐後多思考一下原理性的內容。
對於開發工程師來說，由於其隻需對運維繫統知識體繫有一個大概的了解，重點可以放在本書的第1～3章。如果想了解自動化運維相關知識體繫，建議熟悉本書的第6～8章。
大家可以根據自己的職業發展和工作需要選擇不同的閱讀順序和側重點，同時也可以對其他相關的知識點有一定的了解。
致謝
感謝我的家人，她們在生活上對我無微不至的照顧，讓我更有精力和動力去工作和創作。
感覺好友劉天斯、老男孩的支持和鼓勵，閑暇之餘和你們一起交流開源技術和發展趨勢，也是一種享受。
感謝朋友曹林華，與我一起花了大量時間調研並且實踐電子商務繫統中關於秒殺繫統的架構及設計。
感謝機械工業出版社華章公司的編輯楊福川和楊繡國，在你們的信任、支持和幫助下，這本書纔能如此順利地出版。
感謝朋友馮松林，感謝他這麼多年來對我的信任和支持，在我苦悶的時候陪我聊天，自始至終對我予以支持和信任。
感謝生活中的朋友們—曹江華、何小玲、鄭樺、徐江春、張薇（排名不分順序），工作之餘能一起閑聊和打牌，也是非常開心和快樂

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