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KUBERNETES云原生數據管理

包郵 KUBERNETES云原生數據管理

出版社:電子工業出版社出版時間:2024-01-01
開本: 其他 頁數: 292
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KUBERNETES云原生數據管理 版權信息

KUBERNETES云原生數據管理 本書特色

Kubernete是否適合有狀態工作負載?讓我們用事實來回答:這個開源系統現已成為部署和管理云原生應用的首要平臺。但由于它*初是為無狀態工作負載設計的,所以在Kubernetes上處理數據的確有一定的挑戰性——應用和數據分別占用獨立基礎設施有可能造成工作上的低效和重復。如果想加以避免,這本實用指南會助你一臂之力。 如想將Kubernetes用作自己的平臺,就需要學習為云環境設計和構建的開源技術。作者Jeff Carpenter和Patrick McFadin整理了一系列學習案例,用來幫助你探索新的用例,以及避開其他人踩過的坑。你將從創新者的內行視角了解下一代架構和基礎設施。 通過閱讀本書,你將: · 學習如何使用基本的Kubernetes資源來構建數據基礎設施 · 使用Helm和Operator等工具自動在Kubernetes上部署和操作數據基礎設施 · 評估和選擇適用于應用程序的數據基礎設施技術 · 將數據基礎設施技術整合到整個技術棧中 · 探索未來將增強Kubernetes應用的新興技術" "本書顛覆了我對在 Kubernetes 上存儲數據的認知,將我對數據會丟失的恐懼一掃而光。 ——Jesse Anderson,大數據研究所常務董事 編寫《Kubernetes 云原生數據管理》是一項開拓性的工作,這是因為本書不僅直面該領域存在的問題,而且免去了參考其他相關圖書的需求。憑借幾十年的經驗,Jeff 和 Patrick 讓讀者有信心在生產環境中通過 Kubernetes 來運行有狀態工作負載。本書將成為未來幾年該主題的參考書。 ——Umair Mufti,Pure Storage 的 Portworx 產品管理總監 Kubernetes 出了名的復雜,而處理持久化數據進一步提高了其復雜性。本書中有許多有用的示例代碼和架構圖,降低了 Kubernetes 處理數據的難度。 ——Noah Gift,杜克大學駐校執行官 存儲層是*難掌握的基礎設施層之一,它的創新周期可以說是*長的。目前,我們正處于云原生應用創新周期的風口之上。Jeff 和 Patrick 直面這個問題,讓讀者了解云原生存儲技術的演變并協助轉變存儲策略,以滿足下一代應用的需求。任何正使用微服務的人(目前幾乎是所有人)在完成項目轉型之前,都應該閱讀這本書。 ——Kiran Mova,存儲初創公司創始人、架構師,VMware 開源倡導者、經理 本書讓我受益匪淺 ! 我在紅帽公司全職從事基于 Kubernetes 環境的工作已經好幾年了,而本書介紹了我從未涉足的領域。原來 Kubernetes 的能力并不限于無狀態的微服務,這讓我大開眼界。本書無疑是一盞指路明燈,讓我能夠清楚地了解到云原生平臺的發展方向。Jeff Carpenter 和 Patrick McFadin 還將其他專家的優秀文章摘選到本書中。我對了解當今技術的演進歷程頗有興趣。 ——Ali Ok,紅帽公司首席軟件工程師 如果你的*終目標是在 Kubernetes 上做持久化,那這就是你要找的書。Jeff 和 Patrick 功不可沒,本書對 Kubernetes 云原生數據做了全面的介紹,以至于當你的書架上有這本書的時候就不用再有任何擔心了! ——Rick Vasquez,西部數據戰略計劃高級總監

KUBERNETES云原生數據管理 內容簡介

本書圍繞 Kubernetes 云原生數據基礎設施,介紹了如何通過 Kubernetes 管理數據存儲,如何通過 Helm 和 Operator 在 Kubernetes 上自動部署和管理數據庫,闡述了數據流式傳輸和數據分析的過程,探討了在機器學習及其他新興用例中如何使用 Kubernetes 云原生數據等。本書不僅深入闡述了云原生基礎設施的發展歷程和處理方式,而且分門別類地為每個場景提供了可以直接運行的示例代碼,以便讀者學習和練習。本書結構與英文原版保持一致,是 DaoCloud 云原生數據存儲專家經反復校對后提供的譯本。本書適合從事云端設計、構建和運行應用的開發人員,以及架構師和云原生工程師。無論你是Kubernetes 數據存儲方面的“新手”還是有經驗的“老兵”,相信本書都能讓你有所受益。

KUBERNETES云原生數據管理 目錄

序....................................................................................xv前言................................................................................xix第 1 章 云原生數據基礎設施 :持久化、流式傳輸與批量分析.............. 1基礎設施類型 ................................................................................................................2云原生數據是什么 .........................................................................................................3數據基礎設施越多,問題越多 ......................................................................................5Kubernetes 引領潮流......................................................................................................6Kubernetes 計算管理 ..............................................................................................7Kubernetes 網絡管理 ..............................................................................................8Kubernetes 存儲管理 ..............................................................................................8云原生數據組件 .............................................................................................................9迎接變革 ...................................................................................................................... 11采用 SRE 思維方式 .............................................................................................. 11遵循云原生數據基礎設施準則 ............................................................................. 13小結 ............................................................................................................................. 15第 2 章 通過 Kubernetes 管理數據存儲................................... 16Docker,容器和狀態 ................................................................................................... 16在 Docker 中管理狀態 .......................................................................................... 17ix綁定掛載 .............................................................................................................. 18卷 ......................................................................................................................... 19Tmpfs 掛載 ........................................................................................................... 20卷驅動程序........................................................................................................... 20Kubernetes 數據存儲資源 ............................................................................................ 22Pod 和卷 ............................................................................................................... 22PV ........................................................................................................................ 28PVC ...................................................................................................................... 32StorageClass ......................................................................................................... 35Kubernetes 存儲架構.................................................................................................... 37Flexvolume ........................................................................................................... 37CSI ....................................................................................................................... 38CAS ...................................................................................................................... 40COSI .................................................................................................................... 42小結 ............................................................................................................................. 44第 3 章 打造 Kubernetes 數據庫........................................... 45困難模式 ...................................................................................................................... 45在 Kubernetes 上運行數據基礎設施的前提 ................................................................. 46在 Kubernetes 上運行 MySQL ..................................................................................... 47ReplicaSet .................................................................................................................... 48Deployment .......................................................................................................... 49Service .................................................................................................................. 53訪問 MySQL......................................................................................................... 56在 Kubernetes 上運行 Apache Cassandra ..................................................................... 58StatefulSet ............................................................................................................ 60訪問 Cassandra ..................................................................................................... 70小結 ............................................................................................................................. 72第 4 章 通過 Helm 在 Kubernetes 上自動部署數據庫.................. 73通過 Helm Chart 部署應用 ........................................................................................... 74通過 Helm 部署 MySQL .............................................................................................. 75Helm 的工作方式 ................................................................................................. 78Label .................................................................................................................... 80ServiceAccount ..................................................................................................... 81Secret.................................................................................................................... 81ConfigMap ............................................................................................................ 82更新 Helm Chart ................................................................................................... 84卸載 Helm Chart ................................................................................................... 85使用 Helm 部署 Apache Cassandra .............................................................................. 85親和性與反親和性 ............................................................................................... 87Helm、CI/CD 及 Operator .................................................................................... 90小結 ............................................................................................................................. 92第 5 章 通過 Operator 自動管理 Kubernetes 數據庫...................93擴展 Kubernetes 控制平面 ........................................................................................... 94擴展 Kubernetes 客戶端 ....................................................................................... 94擴展 Kubernetes 主節點組件 ................................................................................ 95擴展 Kubernetes 工作節點組件 ............................................................................ 96Operator 模式 ............................................................................................................... 97控制器 .................................................................................................................. 97自定義資源........................................................................................................... 99Operator ............................................................................................................. 101使用 Vitess Operator 管理 Kubernetes MySQL .......................................................... 103Vitess 概述 ......................................................................................................... 103PlanetScale Vitess Operator ................................................................................ 106不斷發展的 Operator 生態體系 .................................................................................. 116選擇 Operator ..................................................................................................... 116構建 Operator ..................................................................................................... 119小結 ........................................................................................................................... 121第 6 章 在 Kubernetes 上集成數據基礎設施............................ 123K8ssandra:生產就緒的 Kubernetes 上的 Cassandra ................................................. 123K8ssandra 架構 ................................................................................................... 124安裝 K8ssandra Operator .................................................................................... 125創建 K8ssandraCluster ....................................................................................... 128使用 Cass Operator 在 Kubernetes 上管理 Cassandra ................................................. 130使用 Stargate API 提高開發人員的工作效率 ............................................................. 134基于 Prometheus 和 Grafana 的統一監控基礎設施 .................................................... 136使用 Cassandra Reaper 進行修復 ............................................................................... 140使用 Cassandra Medusa 進行數據備份與恢復 ........................................................... 142創建備份 ............................................................................................................ 143備份恢復 ............................................................................................................ 144在 Kubernetes 上部署多集群應用 .............................................................................. 145小結 ........................................................................................................................... 151第 7 章 Kubernetes 原生數據庫.......................................... 152為什么需要 Kubernetes 原生方式 .............................................................................. 152使用 TiDB 進行大規模混合數據訪問 ........................................................................ 154TiDB 架構 .......................................................................................................... 155在 Kubernetes 上部署 TiDB................................................................................ 157配置 DataStax Astra DB 的無服務器 Cassandra ......................................................... 165在 Kubernetes 原生數據庫中尋找什么....................................................................... 172基本要求 ............................................................................................................ 172Kubernetes 原生技術的未來 ............................................................................... 174小結 ........................................................................................................................... 176第 8 章 Kubernetes 數據流式傳輸........................................ 177流式傳輸簡介 ............................................................................................................ 177傳輸類型 ............................................................................................................ 178傳輸保證 ............................................................................................................ 179功能范圍 ............................................................................................................ 180流式傳輸在 Kubernetes 上的作用 .............................................................................. 181通過 Apache Pulsar 在 Kubernetes 上實現流式傳輸 .................................................. 183準備環境 ............................................................................................................ 186使用 cert-manager 配置默認的安全通信 .................................................................... 188通過 Helm 部署 Apache Pulsar ........................................................................... 192通過 Apache Flink 進行流分析 .................................................................................. 192在 Kubernetes 上部署 Apache Flink ................................................................... 195小結 ........................................................................................................................... 197第 9 章 Kubernetes 數據分析.............................................198數據分析簡介 ............................................................................................................ 199在 Kubernetes 上部署分析工作負載 .......................................................................... 200Apache Spark 簡介 ..................................................................................................... 203在 Kubernetes 上部署 Apache Spark .......................................................................... 204構建自定義容器 ................................................................................................. 206提交并運行應用 ................................................................................................. 206Apache Spark 專用的 Kubernetes Operator ................................................................ 207Kubernetes 調度器替代品 .......................................................................................... 210Apache YuniKorn ................................................................................................ 212Volcano ............................................................................................................... 214Kubernetes 專用分析引擎 .......................................................................................... 217Dask ................................................................................................................... 219Ray ..................................................................................................................... 221小結 ........................................................................................................................... 223第 10 章 機器學習及其他新興用例..........................................224云原生 AI/ML 技術棧 ................................................................................................ 224AI/ML 定義 ........................................................................................................ 225定義 AI/ML 技術棧 ............................................................................................ 227使用 KServe 進行實時模型服務 ......................................................................... 228使用 Feast 進行特征的全生命周期管理 ............................................................. 231使用 Milvus 進行向量相似度搜索 ..................................................................... 234使用 Apache Arrow 實現高效的數據移動 .................................................................. 236使用 lakeFS 管理對象存儲的版本 ............................................................................. 239小結 ........................................................................................................................... 242第 11 章 將數據工作負載遷移到 Kubernetes 上........................244愿景:應用感知平臺 ................................................................................................. 244描繪成功的藍圖 ......................................................................................................... 246人員 .................................................................................................................... 247技術 .................................................................................................................... 250流程 .................................................................................................................... 256云原生數據的未來 ..................................................................................................... 261小結 ........................................................................................................................... 264關于作者..........................................................................266關于封面..........................................................................266
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KUBERNETES云原生數據管理 作者簡介

[美]杰夫·卡彭特(Jeff Carpenter),是一位軟件工程師和架構師,在多個行業擁有豐富的從業經歷。作為一名開發人員倡導者,他致力于幫助其他工程師使用 Cassandra。除此之外,Jeff Carpenter還積極參與 Cassandra 和 Kubernetes 生態系統中多個開源項目的開發,其中包括 Stargate和 K8ssandra。同時,他還與他人合著了《Cassandra :權威指南》一書。Patrick McFadin 是一位分布式系統黑客,自從他將調制解調器插入 Atari 計算機以來就致力于該領域。為追求冒險,他加入了美國海軍,并參與了海軍戰術數據系統(NTDS)的開發,這進一步激發了他對分布式系統的熱情。在 20 世紀 90 年代,互聯網快速崛起時,他開始從事基礎設施工作,后來差點因為互聯網泡沫危機而失去生計來源。其間,Patrick 獲得了加州州立理工大學圣路易斯奧比斯波分校的計算機工程學位,并專注于高規模互聯網基礎設施的研究。目前,他熱衷于分布式數據系統的研究,并且自 2011 年以來始終是 Cassandra 項目的穩定貢獻者。 「DaoCloud 道客」成立于 2014 年底,公司擁有自主知識產權的核心技術,致力于打造開放的云操作系統為實體經濟賦能,推動傳統企業完成數字化轉型。成立迄今,公司已在金融科技、先進制造、智能汽車、零售網點、城市大腦等多個領域深耕,標桿客戶包括交通銀行、浦發銀行、上汽集團、格力集團、京東方、屈臣氏集團等。是國家級專精特新“小巨人”企業、被譽為科技領域準獨角獸企業。

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