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页数:204

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出版时间:2002-2

价格:35.00元

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isbn号码:9787118027235

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络技术
• 数据通信
• TCP/IP
• 网络安全
• 路由与交换
• 网络协议
• 云计算
• SDN
• 网络编程

深入浅出：现代软件架构设计与实践 第一章 软件架构的本质与演进 本章将系统阐述软件架构在现代软件工程中的核心地位与不可替代性。我们将从最基础的定义出发，探讨架构的构成要素——结构、视角、原则与决策——如何共同塑造一个系统的生命力。软件架构并非一成不变的蓝图，而是一个动态演进的过程。我们将追溯从单体应用到微服务、再到云原生架构的演化历程，分析驱动这些变革的技术浪潮（如分布式计算、容器化、弹性伸缩）对架构设计思维产生的深刻影响。重点剖析“好架构”的标准不再是单一的技术栈最优，而是对业务敏捷性、可维护性、可扩展性和成本效益的综合权衡。本章将通过剖析经典案例，如亚马逊早期系统的演进，说明架构决策的战略意义，强调架构师在理解业务需求与技术实现之间的桥梁作用。 第二章 架构模式的深度解析与选择指南 软件架构模式是解决特定领域问题的成熟范式。本章将详细解构当前主流的架构模式，并提供一套严谨的评估框架，帮助读者根据项目特点进行最优选择。 2.1 经典模式重审：分层架构、事件驱动架构（EDA）与面向服务架构（SOA） 深入探讨传统分层架构的优缺点，分析其在复杂业务场景下的局限性。重点解析事件驱动架构（EDA）如何通过解耦生产者与消费者，提升系统的响应速度和实时性。SOA作为企业级集成的基石，其在服务治理、消息中介（ESB）等方面的核心理念和实践挑战将被详细论述。 2.2 云原生时代的基石：微服务架构 微服务不仅仅是拆分代码，更是一种组织和部署的哲学。本章将详述微服务架构的设计原则，包括服务边界的划分（领域驱动设计DDD的应用）、数据一致性挑战（Saga模式、两阶段提交的局限）、服务间通信机制（同步RESTful、异步消息队列）的选择。同时，我们将重点关注微服务部署与运维的复杂性，引入服务网格（Service Mesh）的概念，探讨如Istio在流量管理、安全和可观测性方面提供的自动化能力。 2.3 现代分布式系统的高级模式 介绍适应超大规模和高并发场景的高级模式。例如，空间分离架构（Space-Based Architecture）在内存计算和水平扩展方面的优势；对等网络（P2P）架构在去中心化应用中的应用；以及分片（Sharding）架构在数据库层面的实践策略。每种模式都将配以适用的业务场景案例进行说明。 第三章 架构的非功能性需求：质量属性的量化与实现 架构的价值最终体现在系统的非功能性属性（NFRs）上。本章致力于提供量化 NFRs 并将其固化到设计中的方法论。 3.1 性能、可扩展性与弹性 性能评估不再是简单的响应时间，而是涉及吞吐量、延迟分布和服务等级目标（SLO）的综合考量。我们将讨论负载测试的设计、瓶颈分析的技术（如火焰图、分布式追踪）。可扩展性则围绕水平扩展（Scale-Out）和垂直扩展（Scale-Up）的权衡展开，深入探讨如何通过无状态服务设计实现高效扩展。弹性（Resilience）设计，包括断路器（Circuit Breaker）、限流（Rate Limiting）和熔断机制的实现原理及其在微服务网络中的部署策略。 3.2 安全性与可观测性 安全性必须内建于架构之中（Security by Design）。本章将覆盖身份验证（OAuth 2.0, OIDC）、授权机制（RBAC/ABAC），以及API网关在安全策略执行中的作用。可观测性（Observability）作为现代运维的基石，将详细阐述日志（Logging）、指标（Metrics）和分布式追踪（Tracing）三位一体的实现体系，并介绍如何利用这些数据来诊断复杂的跨服务故障。 3.3 可维护性与演化能力 讨论如何通过清晰的模块化、低耦合设计、以及恰当的依赖管理来提升代码库的可维护性。重点分析架构债务（Technical Debt）的识别、量化和偿还策略，确保架构决策不会成为未来业务创新的绊脚石。 第四章 架构决策制定、文档化与治理 架构并非孤立的技术文档，而是一系列影响深远的商业和技术决策的集合。 4.1 架构文档与视图模型 介绍如何有效沟通架构设计。我们将采用如“4+1”视图模型（逻辑视图、开发视图、物理视图、过程视图及场景视图）来全方位描述系统。重点讨论架构决策记录（ADR - Architecture Decision Records）的实践，确保所有关键决策及其背后的权衡被清晰、永久地记录下来，为后续的维护和审计提供依据。 4.2 架构评估方法论 在投入大量资源前评估架构的可行性至关重要。本章将介绍结构化的评估技术，如ATAM（Architecture Tradeoff Analysis Method），通过场景驱动的方式，系统性地检查架构在满足各项质量属性上的表现，并识别潜在的风险点。 4.3 组织结构与架构治理 康威定律揭示了组织结构对系统架构的决定性影响。本章将讨论如何通过合理的团队划分（如“双披萨团队”）来支持微服务和DevOps实践。同时，探讨架构治理的实践，包括建立跨职能的架构评审机制，确保架构愿景在开发过程中得到一致的贯彻执行，平衡自组织团队的灵活性与全局一致性的需求。 第五章 云原生环境下的基础设施与部署策略 现代软件架构的实现深度依赖于云原生技术栈。本章将专注于基础设施即代码（IaC）和持续交付流水线的设计。 5.1 容器化与编排 深入讲解Docker容器化技术如何提供一致的运行环境，并聚焦于Kubernetes（K8s）作为事实标准的容器编排平台。内容将涵盖K8s的核心概念（Pod, Service, Deployment, StatefulSet），以及如何利用其声明式API来管理复杂的分布式应用部署。 5.2 基础设施即代码（IaC）与GitOps 探讨使用Terraform或Pulumi等工具实现基础设施的自动化配置。重点介绍GitOps理念，即Git仓库作为系统唯一真实来源（Single Source of Truth），所有的基础设施和应用状态变更都通过Git工作流进行管理和审计，极大地提升了部署的可重复性和可靠性。 5.3 部署策略与灰度发布 复杂的部署策略是高可用系统的关键。本章将详细分析蓝绿部署（Blue/Green Deployment）、金丝雀发布（Canary Release）和A/B测试在架构层面的实现机制，确保新版本的发布对用户影响最小化。同时，讨论配置管理与服务发现的自动化集成。 通过对上述五个核心领域的系统性学习，读者将不仅掌握构建现代、可扩展、高弹性的软件系统的理论基础，更能获得一套成熟的架构设计、评估和治理的实践工具箱，从而能够在复杂的技术环境中做出前瞻性、高价值的架构决策。

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这本书的语言风格清新、逻辑严密，仿佛在阅读一篇高质量的学术论文，但又不失工程实践的接地气。我特别欣赏作者在处理网络安全与性能的矛盾时所采取的辩证视角。例如，在讨论加密流量对网络设备负载的影响时，作者不仅计算了AES-256加密带来的额外CPU开销，还引用了最新的ASIC加速技术报告，对比了不同硬件在处理TLS握手和数据包加密时的效率差异。这种多维度的评估体系，让读者能够跳出单一的视角去看待复杂的技术决策。书中对未来网络协议演进的预测部分也十分引人入胜，作者对QUIC协议的底层设计和HTTP/3的实际部署挑战进行了深入的探讨，显示出作者对网络发展脉络有着深刻的洞察力。这本书无疑是一部能引领读者思考、提升技术视野的重量级著作。

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这本书的结构安排极具匠心，它巧妙地将理论基础、前沿技术和未来趋势串联成一条清晰的脉络。不同于那种堆砌知识点的参考书，它更像是一份精心规划的“技术地图”。让我印象最为深刻的是它对数据中心内部东西向流量处理的分析。作者没有陷入云计算提供商的商业机密，而是基于开放的网络架构，深入探讨了RDMA over Converged Ethernet (RoCE) 协议栈在不同交换机硬件上的实现差异和性能瓶颈。他用表格清晰地对比了基于硬件卸载（Offload）和软件模拟（Emulation）的性能差距，这种量化的分析极大地增强了说服力。对于那些正面临超大规模虚拟化环境网络性能瓶颈的架构师而言，书中提供的故障排查框架和优化思路，无疑是一剂良方。这本书的每一部分都像是为解决现实世界中的具体难题而量身定制的。

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这本书的深度简直让人惊叹，它不像市面上那些泛泛而谈的入门读物，而是真正深入到了网络协议栈的底层逻辑。我尤其喜欢作者在讲解拥塞控制算法那一部分时所展现出的细致入微。他不仅仅是罗列了TCP Reno、CUBIC这些经典算法的公式，更是用生动的比喻和清晰的图示，剖析了它们在不同网络环境下的性能取舍和内在的局限性。读完这部分内容，我感觉自己对如何优化大规模数据中心内部的流量调度有了全新的认识，不再是停留在“设置缓冲区”这种肤浅的层面，而是能够理解背后的动态博弈过程。更难能可贵的是，作者还花了相当大的篇幅探讨了未来网络架构的演进方向，比如软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的实际部署挑战与应对策略，这些前沿内容的引入，让整本书的视野一下子拔高了好几个档次，完全契合了“先进”这个定位。对于希望从网络工程师转型为网络架构师的专业人士来说，这本书绝对是案头必备的参考手册，每一个章节都值得反复揣摩，挖掘出新的理解。

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这本书的叙事风格非常具有个人魅力，它读起来更像是一场经验丰富的资深工程师和你面对面交流，而不是枯燥的教材。作者似乎毫不保留地分享了自己多年来在设计和排查复杂网络故障时的“踩坑”经验。比如，在谈论BGP路径选择的复杂性时，他插入了一个关于某次大型运营商网络中断的真实案例分析，描述了如何通过细微的AS-Path prepend调整，避免了一次潜在的全球性路由黑洞。这种实战导向的叙述方式，让那些原本抽象的概念瞬间变得鲜活起来。我尤其欣赏作者对“网络可观测性”的强调，他没有满足于讲解Prometheus或Grafana这些工具的使用，而是深入探讨了如何构建一个能够预测性发现问题的监控体系，比如基于流数据的异常检测模型。这种从“工具使用”到“系统思维”的转变，是很多技术书籍所缺失的，也正是这本书的价值所在，它真正教你如何像一个老道的网络专家那样去思考和行动。

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坦白说，初次翻开这本书时，我有些担心它的技术深度会不会过于晦涩，但很快我就放下了心。作者在构建知识体系上展现了极高的匠心。他采取了一种螺旋上升的学习路径，先用简化的模型引入核心概念，然后逐步叠加复杂性，引入最新的研究成果和行业标准。特别是关于无线网络部分，作者没有停留在传统的802.11协议描述，而是详细拆解了5G NR中的波束赋形（Beamforming）原理及其在毫米波频段的应用难题。他甚至引用了最新的3GPP文档中的关键技术参数进行说明，这种与时俱进的严谨态度令人印象深刻。这本书的排版也值得称赞，大量的代码片段和配置示例都非常规范且易于复制粘贴，这极大地便利了那些想在实验环境中验证理论的读者。总体而言，它成功地在学术的深度和工程的实用性之间找到了一个近乎完美的平衡点。

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