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齣版社：電子工業齣版社

ISBN：9787121297267

商品編碼：10677550438

齣版時間：2016-09-01

頁數：1

字數：1

具體描述

內容簡介

大型軟件係統生命周期的絕大部分都處於“使用”階段，而非“設計”或“實現”階段。那麼為什麼我們卻總是認為軟件工程應該要關注設計和實現呢？在本書中，Google SRE的關鍵成員解釋瞭他們是如何對軟件進行生命周期的整體性關注的，以及為什麼這樣做能夠幫助Google成功地構建、部署、監控和運維世界上現存大的軟件係統。通過閱讀本書，讀者可以學習到Google工程師在提高係統部署規模、改進可靠性和資源利用效率方麵的指導思想與具體實踐——這些都是可以立即直接應用的寶貴經驗。任何一個想要創建、擴展大規模集成係統的人都應該閱讀本書。本書針對如何構建一個可長期維護的係統提供瞭非常寶貴的實踐經驗。

圖書目錄

目錄
前言 ................ xxxi
序言 ............... xxxv
第Ⅰ部分概覽
第1 章介紹..... 2
係統管理員模式 ... 2
Google 的解決之道：SRE ...................... 4
SRE 方法論 .......... 6
確保長期關注研發工作 ................... 6
在保障服務SLO 的前提下大化迭代速度 ....................... 7
監控係統 ......................................... 8
應急事件處理 .................................. 8
變更管理 ...... 9
需求預測和容量規劃 ....................... 9
資源部署 .... 10
效率與性能. 10
小結 ................... 10
第2 章 Google 生産環境：SRE 視角...... 11
硬件 ................... 11
管理物理服務器的係統管理軟件 .......... 13
管理物理服務器 ............................ 13
存儲 ............ 14
網絡 ............ 15
其他係統軟件 .... 16
分布式鎖服務 ................................ 16
監控與警報係統 ............................ 16
軟件基礎設施 .... 17
研發環境 ............ 17
莎士比亞搜索：一個示範服務 ............. 18
用戶請求的處理過程 ..................... 18
任務和數據的組織方式 ................. 19
第Ⅱ部分指導思想
第3 章擁抱風險................................ 23
管理風險 ............ 23
度量服務的風險 . 24
服務的風險容忍度 ................................ 25
辨彆消費者服務的風險容忍度 ...... 26
基礎設施服務的風險容忍度 ......... 28
使用錯誤預算的目的 ............................ 30
錯誤預算的構建過程 ..................... 31
好處 ............ 32
第4 章服務質量目標........................... 34
服務質量術語 .... 34
指標 ............ 34
目標 ............ 35
協議 ............ 36
指標在實踐中的應用 ............................ 37
運維人員和終用戶各關心什麼 .. 37
指標的收集. 37
匯總 ............ 38
指標的標準化 ................................ 39
目標在實踐中的應用 ............................ 39
目標的定義. 40
目標的選擇. 40
控製手段 .... 42
SLO 可以建立用戶預期 ................ 42
協議在實踐中的應用 ............................ 43
第5 章減少瑣事................................ 44
瑣事的定義 ........ 44
為什麼瑣事越少越好 ............................ 45
什麼算作工程工作 ................................ 46
瑣事繁多是不是一定不好 ..................... 47
小結 ................... 48
第6 章分布式係統的監控..................... 49
術語定義 ............ 49
為什麼要監控 .... 50
對監控係統設置閤理預期 ..................... 51
現象與原因 ........ 52
黑盒監控與白盒監控 ............................ 53
4 個黃金指標 ..... 53
關於長尾問題 .... 54
度量指標時采用閤適的精度 ................. 55
簡化，直到不能再簡化......................... 55
將上述理念整閤起來 ............................ 56
監控係統的長期維護 ............................ 57
Bigtable SRE ：警報過多的案例 ... 57
Gmail ：可預知的、可腳本化的人工乾預 ........................ 58
長跑 ............ 59
小結 ................... 59
第7 章 Google 的自動化係統的演進...... 60
自動化的價值 .... 60
一緻性 ........ 60
平颱性 ........ 61
修復速度更快 ................................ 61
行動速度更快 ................................ 62
節省時間 .... 62
自動化對Google SRE 的價值 .............. 62
自動化的應用案例 ................................ 63
Google SRE 的自動化使用案例 .... 63
自動化分類的層次結構 ................. 64
讓自己脫離工作：自動化所有的東西 .. 66
舒緩疼痛：將自動化應用到集群上綫中 ................................. 67
使用Prodtest 檢測不一緻情況 ...... 68
冪等地解決不一緻情況 ................. 69
專業化傾嚮. 71
以服務為導嚮的集群上綫流程 ...... 72
Borg ：倉庫規模計算機的誕生 ............. 73
可靠性是基本的功能......................... 74
建議 ................... 75
第8 章發布工程................................ 76
發布工程師的角色 ................................ 76
發布工程哲學 .... 77
自服務模型. 77
追求速度 .... 77
密閉性 ........ 77
強調策略和流程 ............................ 78
持續構建與部署 . 78
構建 ............ 78
分支 ............ 79
測試 ............ 79
打包 ............ 79
Rapid 係統 .. 80
部署 ............ 81
配置管理 ............ 81
小結 ................... 82
不僅僅隻對Google 有用 ............... 83
一開始就進行發布工程 ................. 83
第9 章簡單化 85
係統的穩定性與靈活性......................... 85
乏味是一種美德 . 86
我不放棄我的代碼......................... 86
“負代碼行”作為一個指標 ................... 87
小 API ............ 87
模塊化 ................ 87
發布的簡單化 .... 88
小結 ................... 88
第Ⅲ部分佳實踐
第10 章基於時間序列數據進行有效報警.. 93
Borgmon 的起源 94
應用軟件的監控埋點 ............................ 95
監控指標的收集 . 96
時間序列數據的存儲 ............................ 97
標簽與嚮量. 98
Borg 規則計算 ... 99
報警 ................. 104
監控係統的分片機製 .......................... 105
黑盒監控 .......... 106
配置文件的維護 .................................. 106
十年之後 .......... 108
第11 章 on-call 輪值....................... 109
介紹 ................. 109
on-call 工程師的一天 .......................... 110
on-call 工作平衡 ..................................111
數量上保持平衡 ...........................111
質量上保持平衡 ...........................111
補貼措施 .. 112
安全感 .............. 112
避免運維壓力過大 .............................. 114
運維壓力過大 .............................. 114
奸詐的敵人—運維壓力不夠 .... 115
小結 ................. 115
第12 章有效的故障排查手段................ 116
理論 ................. 117
實踐 ................. 119
故障報告 .. 119
定位 .......... 119
檢查 .......... 120
診斷 .......... 122
測試和修復.................................. 124
神奇的負麵結果 .................................. 125
治愈 .......... 126
案例分析 .......... 127
使故障排查更簡單 .............................. 130
小結 ................. 130
第13 章緊急事件響應........................ 131
當係統齣現問題時怎麼辦 ................... 131
測試導緻的緊急事故 .......................... 132
細節 .......... 132
響應 .......... 132
事後總結 .. 132
變更部署帶來的緊急事故 ................... 133
細節 .......... 133
事故響應 .. 134
事後總結 .. 134
流程導緻的嚴重事故 .......................... 135
細節 .......... 135
災難響應 .. 136
事後總結 .. 136
所有的問題都有解決方案 ................... 137
嚮過去學習，而不是重復它 ............... 138
為事故保留記錄 .......................... 138
提齣那些大的，甚至不可能的問題：假如…… ............. 138
鼓勵主動測試 .............................. 138
小結 ................. 138
第14 章緊急事故管理....................... 140
無流程管理的緊急事故....................... 140
對這次無流程管理的事故的剖析 ........ 141
過於關注技術問題 ...................... 141
溝通不暢 .. 141
不請自來 .. 142
緊急事故的流程管理要素 ................... 142
嵌套式職責分離 .......................... 142
控製中心 .. 143
實時事故狀態文檔 ...................... 143
明確公開的職責交接 ................... 143
一次流程管理良好的事故 ................... 144
什麼時候對外宣布事故....................... 144
小結 ................. 145
第15 章事後總結：從失敗中學習......... 146
Google 的事後總結哲學 ...................... 146
協作和知識共享 .................................. 148
建立事後總結文化 .............................. 149
小結以及不斷優化 .............................. 151
第16 章跟蹤故障..............................152
Escalator .......... 152
Outalator .......... 153
聚閤 .......... 154
加標簽 ...... 155
分析 .......... 155
未預料到的好處 .......................... 156
第17 章測試可靠性...........................157
軟件測試的類型 .................................. 158
傳統測試 .. 159
生産測試 .. 160
創造一個構建和測試環境 ................... 163
大規模測試 ...... 165
測試大規模使用的工具 ............... 166
針對災難的測試 .......................... 167
對速度的渴求 .............................. 168
發布到生産環境 .......................... 170
允許測試失敗 .............................. 170
集成 .......... 172
生産環境探針 .............................. 173
小結 ................. 175
第18 章 SRE 部門中的軟件工程實踐.....176
為什麼軟件工程項目對SRE 很重要 ... 176
Auxon 案例分析：項目背景和要解決的問題 ........................ 177
傳統的容量規劃方法 ................... 177
解決方案：基於意圖的容量規劃 179
基於意圖的容量規劃 .......................... 180
錶達産品意圖的先導條件 ........... 181
Auxon 簡介 ................................. 182
需求和實現：成功和不足 ........... 183
提升瞭解程度，推進采用率 ....... 185
團隊內部組成 .............................. 187
在SRE 團隊中培養軟件工程風氣 ...... 187
在SRE 團隊中建立起軟件工程氛圍：招聘與開發時間 188
做到這一點.................................. 189
小結 ................. 190
第19 章前端服務器的負載均衡............. 191
有時候硬件並不能解決問題 ............... 191
使用DNS 進行負載均衡 ..................... 192
負載均衡：虛擬IP.............................. 194
第20 章數據中心內部的負載均衡係統....197
理想情況 .......... 198
識彆異常任務：流速控製和跛腳鴨任務 ............................... 199
異常任務的簡單應對辦法：流速控製............................ 199
一個可靠的識彆異常任務的方法：跛腳鴨狀態 ............. 200
利用劃分子集限製連接池大小 ........... 201
選擇閤適的子集 .......................... 201
子集選擇算法一：隨機選擇 ....... 202
子集選擇算法二：確定性算法 .... 204
負載均衡策略 .. 206
簡單輪詢算法 .............................. 206
閑輪詢策略 .............................. 209
加權輪詢策略 .............................. 210
第21 章應對過載..............................212
QPS 陷阱 ......... 213
給每個用戶設置限製 .......................... 213
客戶端側的節流機製 .......................... 214
重要性 .............. 216
資源利用率信號 .................................. 217
處理過載錯誤 .. 217
決定何時重試 .............................. 218
連接造成的負載 .................................. 220
小結 ................. 221
第22 章處理連鎖故障....................... 223
連鎖故障産生的原因和如何從設計上避免 ............................ 224
服務器過載.................................. 224
資源耗盡 .. 225
服務不可用.................................. 228
防止軟件服務器過載 .......................... 228
隊列管理 .. 229
流量拋棄和優雅降級 ................... 230
重試 .......... 231
請求延遲和截止時間 ................... 234
慢啓動和冷緩存 .................................. 236
保持調用棧永遠嚮下 ................... 238
連鎖故障的觸發條件 .......................... 238
進程崩潰 .. 239
進程更新 .. 239
新的發布 .. 239
自然增長 .. 239
計劃中或計劃外的不可用 ........... 239
連鎖故障的測試 .................................. 240
測試直到齣現故障，還要繼續測試 ............................... 240
測試常用的客戶端 ................... 241
測試非關鍵性後端 ...................... 242
解決連鎖故障的立即步驟 ................... 242
增加資源 .. 242
停止健康檢查導緻的任務死亡 .... 242
重啓軟件服務器 .......................... 242
丟棄流量 .. 243
進入降級模式 .............................. 243
消除批處理負載 .......................... 244
消除有害的流量 .......................... 244
小結 ................. 244
第23 章管理關鍵狀態：利用分布式共識來提高可靠性.................. 246
使用共識係統的動力：分布式係統協調失敗 ........................ 248
案例1 ：腦裂問題 ....................... 249
案例2 ：需要人工乾預的災備切換 ................................ 249
案例3 ：有問題的小組成員算法 . 249
分布式共識是如何工作的 ................... 250
Paxos 概要：協議示例 ................ 251
分布式共識的係統架構模式 ............... 251
可靠的復製狀態機 ...................... 252
可靠的復製數據存儲和配置存儲 252
使用領頭人選舉機製實現高可用的處理係統 ................ 253
分布式協調和鎖服務 ................... 253
可靠的分布式隊列和消息傳遞 .... 254
分布式共識係統的性能問題 ............... 255
復閤式Paxos ：消息流過程詳解 . 257
應對大量的讀操作 ...................... 258
法定租約 .. 259
分布式共識係統的性能與網絡延遲 ............................... 259
快速Paxos 協議：性能優化 ........ 260
穩定的領頭人機製 ...................... 261
批處理 ...... 262
磁盤訪問 .. 262
分布式共識係統的部署....................... 263
副本的數量.................................. 263
副本的位置.................................. 265
容量規劃和負載均衡 ................... 266
對分布式共識係統的監控 ................... 270
小結 ................. 272
第24 章分布式周期性任務係統........... 273
Cron ................. 273
介紹 .......... 273
可靠性 ...... 274
Cron 任務和冪等性 ............................. 274
大規模Cron 係統 ................................ 275
對基礎設施的擴展 ...................... 275
對需求的擴展 .............................. 276
Google Cron 係統的構建過程 ............. 277
跟蹤Cron 任務的狀態 ................. 277
Paxos 協議的使用 ....................... 277
領頭人角色和追隨者角色 ........... 278
保存狀態 .. 281
運維大型Cron 係統 .................... 282
小結 ................. 283
第25 章數據處理流水綫.................... 284
流水綫設計模式的起源....................... 284
簡單流水綫設計模式與大數據 ........... 284
周期性流水綫模式的挑戰 ................... 285
工作分發不均造成的問題 ................... 285
分布式環境中周期性數據流水綫的缺點 ............................... 286
監控周期性流水綫的問題 ........... 287
驚群效應 .. 287
摩爾負載模式 .............................. 288
Google Workflow 簡介 ........................ 289
Workflow 是模型—視圖—控製器（MVC）模式 .......... 290
Workflow 中的執行階段 ..................... 291
Workflow 正確性保障 ................. 291
保障業務的持續性 .............................. 292
小結 ................. 294
第26 章數據完整性：讀寫一緻........... 295
數據完整性的強需求 .......................... 296
提供高的數據完整性的策略 .... 297
備份與存檔.................................. 298
雲計算環境下的需求 ................... 299
保障數據完整性和可用性：Google SRE 的目標 ................... 300
數據完整性是手段，數據可用性是目標 ........................ 300
交付一個恢復係統，而非備份係統 ............................... 301
造成數據丟失的事故類型 ........... 301
維護數據完整性的深度和廣度的睏難之處 .................... 303
Google SRE 保障數據完整性的手段 .. 304
24 種數據完整性的事故組閤 ...... 304
層：軟刪除 .......................... 305
第二層：備份和相關的恢復方法 306
額外一層：復製機製 ................... 308
1T vs. 1E ：存儲更多數據沒那麼簡單............................ 309
第三層：早期預警 ...................... 310
確保數據恢復策略可以正常工作 313
案例分析 .......... 314
Gmail—2011 年2 月：從GTape 上恢復數據（磁帶） 314
Google Music—2012 年3 月：一次意外刪除事故的檢測過程 .315
SRE 的基本理念在數據完整性上的應用 ............................... 319
保持初學者的心態 ...................... 319
信任但要驗證 .............................. 320
不要一廂情願 .............................. 320
縱深防禦 .. 320
小結 ................. 321
第27 章可靠地進行産品的大規模發布... 322
發布協調工程師 .................................. 323
發布協調工程師的角色 ............... 324
建立發布流程 .. 325
發布檢查列錶 .............................. 326
推動融閤和簡化 .......................... 326
發布未知的産品 .......................... 327
起草一個發布檢查列錶....................... 327
架構與依賴.................................. 328
集成 .......... 328
容量規劃 .. 328
故障模式 .. 329
客戶端行為.................................. 329
流程與自動化 .............................. 330
開發流程 .. 330
外部依賴 .. 331
發布計劃 .. 331
可靠發布所需要的方法論 ................... 332
灰度和階段性發布 ...................... 332
功能開關框架 .............................. 333
應對客戶端濫用行為 ................... 334
過載行為和壓力測試 ................... 335
LCE 的發展 ...... 335
LCE 檢查列錶的變遷 .................. 336
LCE 沒有解決的問題 .................. 337
小結 ................. 338
第Ⅳ部分管理
第28 章迅速培養SRE 加入on-call... 341
新的SRE 已經招聘到瞭，接下來怎麼辦 .............................. 341
培訓初期：重體係，而非混亂 ........... 344
係統性、纍積型的學習方式 ....... 345
目標性強的項目工作，而非瑣事 346
培養反嚮工程能力和隨機應變能力 .... 347
反嚮工程：弄明白係統如何工作 347
統計學和比較性思維：在壓力下堅持科學方法論 ......... 347
隨機應變的能力：當意料之外的事情發生時怎麼辦 ..... 348
將知識串聯起來：反嚮工程某個生産環境服務 ............. 348
有抱負的on-call 工程師的5 個特點... 349
對事故的渴望：事後總結的閱讀和書寫 ........................ 349
故障處理分角色演習 ................... 350
破壞真的東西，並且修復它們 .... 351
維護文檔是學徒任務的一部分 .... 352
盡早、盡快見習on-call .............. 353
on-call 之後：通過培訓的儀式感，以及日後的持續教育 ..... 354
小結 ................. 354
第29 章處理中斷性任務.................... 355
管理運維負載 .. 356
如何決策對中斷性任務的處理策略 .... 356
不完美的機器 .. 357
流狀態 ...... 357
將一件事情做好 .......................... 358
實際一點的建議 .......................... 359
減少中斷 .. 361
第30 章通過嵌入SRE 的方式幫助團隊從運維過載中恢復............. 363
階段：瞭解服務，瞭解上下文 .... 364
確定大的壓力來源 ................... 364
找到導火索.................................. 364
第二階段：分享背景知識 ................... 365
書寫一個好的事後總結作為示範 366
將緊急事件按類型排序 ............... 366
第三階段：主導改變 .......................... 367
從基礎開始.................................. 367
獲取團隊成員的幫助 ................... 367
解釋你的邏輯推理過程 ............... 368
提齣引導性問題 .......................... 368
小結 ................. 369
第 31 章 SRE 與其他團隊的溝通與協作. 370
溝通：生産會議 .................................. 371
議程 .......... 372
齣席人員 .. 373
SRE 的內部協作 ................................. 374
團隊構成 .. 375
高效工作的技術 .......................... 375
SRE 內部的協作案例分析：Viceroy ... 376
Viceroy 的誕生 ............................ 376
所麵臨的挑戰 .............................. 378
建議 .......... 379
SRE 與其他部門之間的協作 ............... 380
案例分析：將DFP 遷移到F1 ............. 380
小結 ................. 382
第32 章 SRE 參與模式的演進曆程....... 383
SRE 參與模式：是什麼、怎麼樣以及為什麼 ....................... 383
PRR 模型 ......... 384
SRE 參與模型 . 384
替代性支持.................................. 385
PRR ：簡單PRR 模型 ......................... 386
參與 .......... 386
分析 .......... 387
改進和重構.................................. 387
培訓 .......... 388
“接手”服務 ................................ 388
持續改進 .. 388
簡單PRR 模型的演進：早期參與模型 .................................. 389
早期參與模型的適用對象 ........... 389
早期參與模型的優勢 ................... 390
不斷發展的服務：框架和SRE 平颱 ... 391
經驗教訓 .. 391
影響SRE 的外部因素 ................. 392
結構化的解決方案：框架 ........... 392
新服務和管理優勢 ...................... 394
小結 ................. 395
第Ⅴ部分結束語
第33 章其他行業的實踐經驗.............. 398
有其他行業背景的SRE ............... 399
災難預案與演習 .................................. 400
從組織架構層麵堅持不懈地對安全進行關注 ................ 401
關注任何細節 .............................. 401
冗餘容量 .. 401
模擬以及進行綫上災難演習 ....... 402
培訓與考核.................................. 402
對詳細的需求收集和係統設計的關注............................ 402
縱深防禦 .. 403
事後總結的文化 .................................. 403
將重復性工作自動化，消除運維負載 404
結構化和理性的決策 .......................... 406
小結 ................. 407
第34 章結語.................................. 408
附錄A 係統可用性............................. 411
附錄B 生産環境運維過程中的佳實踐...412
附錄C 事故狀態文檔示範................... 417
附錄D 事後總結示範......................... 419
附錄E 發布協調檢查列錶................... 423
附錄F 生産環境會議記錄示範.............. 425
參考文獻....... 427
索引............. 439