雲計算實戰——可靠性與可用性設計

第1部分 基本概念篇
第1章 雲計算
1.1 雲的基本特征
1.1.1 按需自服務
1.1.2 廣泛的網絡訪問
1.1.3 資源共享
1.1.4 快速彈性
1.1.5 服務可度量
1.2 共有的雲特征
1.3 雲計算到底是什麼
1.3.1 什麼是數據中心
1.3.2 雲計算和傳統數據中心有何不同
1.4 服務模式
1.5 雲部署模式
1.6 雲計算中的角色
1.7 雲計算的優勢
1.8 雲計算的風險
第2章 虛擬化
2.1 背景
2.2 什麼是虛擬化
2.2.1 管理程序的類型
2.2.2 虛擬和仿真
2.3 服務器虛擬化
2.3.1 完全虛擬化
2.3.2 部分虛擬化
2.3.3 操作系統虛擬化
2.3.4 討論
2.4 虛擬機的生命周期
2.4.1 虛擬機快照
2.4.2 克隆虛擬機
2.4.3 高可用性機制
2.5 虛擬化的可靠性和可用性風險
第3章 服務可靠性和服務可用性
3.1 錯誤和失效
3.2 八成分框架
3.3 服務可用性
3.3.1 服務可用性指標
3.3.2 MTBF和MTTR
3.3.3 服務和網元影響中斷
3.3.4 局部中斷
3.3.5 可用性等級
3.3.6 中斷歸因
3.3.7 計划內宕機時間
3.4 服務可靠性
3.4.1 服務可靠性指標
3.4.2 缺陷事務
3.5 服務時延
3.6 冗余和高可用性
3.6.1 冗余
3.6.2 高可用性
3.7 高可用性和災難恢復
3.8 流媒體服務
3.8.1 控制和數據平面
3.8.2 服務質量指標
3.8.3 等時性數據
3.8.4 時延期望
3.8.5 流媒體質量損傷
3.9 雲計算的可靠性和可用性風險
第2部分 分析篇
第4章 雲計算的可靠性和可用性分析
4.1 服務可靠性和可用性的期望
4.2 雲基本特征的風險
4.2.1 按需自助服務
4.2.2 寬帶網絡接入
4.2.3 資源池
4.2.4 快速彈性
4.2.5 測量服務
4.3 常見雲特征的影響
4.3.1 虛擬化
4.3.2 地理分布
4.3.3 彈性計算
4.3.4 高級安全性
4.3.5 大規模
4.3.6 同質化
4.4 服務模式的風險
4.4.1 傳統的責任歸因
4.4.2 雲應用的責任歸因
4.5 IT服務管理和可用性的風險
4.5.1 ITIL概述
4.5.2 服務策略
4.5.3 服務設計
4.5.4 服務轉移
4.5.5 服務運營
4.5.6 持續服務改進
4.5.7 IT服務管理概述
4.5.8 服務編排的風險
4.5.9 IT服務管理風險
4.6 過程區域中斷的風險
4.7 故障檢測的注意事項
4.7.1 硬件故障
4.7.2 編程錯誤
4.7.3 數據的不一致性和錯誤
4.7.4 冗余錯誤
4.7.5 系統電源故障
4.7.6 網絡錯誤
4.7.7 應用協議錯誤
4.8 部署模型的風險
4.9 IaaS數據中心的期望值
第5章 虛擬化的可靠性分析
5.1 可靠性分析技術
5.1.1 可靠性框圖
5.1.2 單點故障分析
5.1.3 故障模式影響分析（FMEA）
5.2 虛擬化技術的可靠性分析
5.2.1 全虛擬化分析
5.2.2 虛擬操作系統分析
5.2.3 半虛擬化分析
5.2.4 VM共存分析
5.2.5 討論
5.3 軟件故障率分析
5.3.1 虛擬化和軟件故障率
5.3.2 虛擬機管理程序故障率
5.3.3 虛擬化和雲的其他軟件風險
5.4 恢復模型
5.4.1 傳統的恢復選項
5.4.2 虛擬化恢復選項
5.4.3 討論
5.5 應用架構策略
5.5.1 按需單用戶模式
5.5.2 單用戶守護進程模式
5.5.3 多用戶服務器模式
5.5.4 服務器整合模式
5.6 虛擬化恢復方式的可用性建模
5.6.1 虛擬化單工架構的可用性
5.6.2 虛擬化冗余架構的可用性
5.6.3 關鍵故障率
5.6.4 故障覆蓋率
5.6.5 故障檢測延遲
5.6.6 切換延遲
5.6.7 切換成功率
5.6.8 建模與「快速故障」
5.6.9 本地和虛擬化部署的比較
第6章 硬件可靠性、虛擬化和服務可用性
6.1 對硬件故障停機時間的期望
6.2 硬件故障
6.3 硬件故障率
6.4 硬件故障檢測
6.5 硬件故障遏制
6.6 硬件故障的緩解
6.7 通過虛擬化緩解硬件故障
6.7.1 虛擬CPU
6.7.2 虛擬內存
6.7.3 虛擬存儲
6.8 虛擬化網絡
6.8.1 虛擬網絡接口卡
6.8.2 虛擬局域網
6.8.3 虛擬IP地址
6.8.4 虛擬專用網絡
6.9 虛擬硬件的MTTR
6.10 討論
第7章 容量和彈性
7.1 系統負載基礎知識
7.1.1 特別事件的考慮
7.1.2 Slashdot效應
7.2 過載、服務的可靠性和可用性
7.3 傳統的容量規划
7.4 雲和容量
7.4.1 標稱的雲存儲模型
7.4.2 彈性的期望
7.5 管理聯機容量
7.6 容量相關的服務風險
7.6.1 彈性和彈性故障
7.6.2 部分容量故障
7.6.3 服務延遲風險
7.6.4 容量損傷和服務可靠性
7.7 容量管理風險
7.7.1 脆弱的應用架構
7.7.2 故障或監測數據不足
7.7.3 錯誤的容量決策
7.7.4 不可靠的容量擴張
7.7.5 不可靠的容量縮減
7.7.6 轉換速度不足
7.7.7 緩慢的容量管理決策
7.7.8 資源庫存耗竭
7.7.9 雲跳轉失敗
7.7.10 政策限制
7.8 安全性和服務可用性
7.8.1 服務可用性的安全風險
7.8.2 拒絕服務攻擊
7.8.3 DoS攻擊的防御
7.8.4 量化安全攻擊對服務可用性的影響
7.8.5 建議
7.9 彈性擴張和收縮的架構
第8章 服務編排分析
8.1 服務編排定義
8.2 基於策略的管理
8.2.1 SLR的作用
8.2.2 服務可靠性和可用性的測量
8.3 雲管理
8.3.1 雲管理中快速彈性的作用
8.3.2 雲管理中雲突發的作用
8.4 服務編排在風險緩解中的作用
8.4.1 延遲
8.4.2 可靠性
8.4.3 監督管理
8.4.4 安全
8.5 小結
第9章 地理分布、地理冗余和災難恢復
9.1 地理分布VS地理冗余
9.2 傳統的災難恢復
9.3 虛擬化和災難恢復
9.4 雲計算和災難恢復
9.5 地理冗余恢復模型
9.6 雲和傳統地理冗余的附加益處
9.6.1 減少預期的宕機時間
9.6.2 緩解災難性的網絡元件故障
9.6.3 減少未發現的和雙工元件故障
9.7 討論
第3部分 建議篇
第10章 應用、解決方案和責任認定
10.1 應用配置場景
10.2 應用的部署方案
10.3 系統宕機時間預期
10.3.1 傳統的系統宕機時間預期
10.3.2 虛擬化應用宕機時間預期
10.3.3 IaaS的硬件宕機時間預期
10.3.4 雲應用的宕機時間預算
10.3.5 總結
10.4 最終的端到端解決方案的注意事項
10.4.1 什麼是端到端解決方案
10.4.2 雲消費者的特定架構
10.4.3 數據中心冗余
10.5 服務不佳的原因
10.6 解決方案服務的測量
10.7 管理可靠性和雲計算服務
第11章 構建可靠系統的建議
11.1 虛擬化和雲計算的架構
11.1.1 軟件映射到VM
11.1.2 服務負載分配
11.1.3 數據管理
11.1.4 軟件冗余和高可用性機制
11.1.5 快速彈性
11.1.6 過載控制
11.1.7 共享
11.1.8 多租戶
11.1.9 同步應用
11.2 災難恢復
11.3 IT服務管理的注意事項
11.3.1 軟件升級和打補丁
11.3.2 服務遷移活動的影響分析
11.3.3 通過VM遷移緩解服務遷移活動的影響
11.3.4 服務遷移活動的測試
11.3.5 流程錯誤最小化
11.3.6 服務編排的注意事項
11.4 許多分布式雲VS少量巨型雲
11.5 硬件歸因宕機時間最小化
11.6 架構優化
11.6.1 可靠性和可用性標准
11.6.2 可訪問性優化
11.6.3 高可用性、持續性、可靠性和質量優化
11.6.4 災難恢復優化
11.6.5 操作注意事項
11.6.6 案例分析
11.6.7 理論最優的應用架構
第12章 虛擬化應用的可靠性設計
12.1 可靠性設計
12.2 調整DfR以適應虛擬化應用
12.2.1 硬件獨立性應用場景
12.2.2 服務器整合應用場景
12.2.3 多租戶應用場景
12.2.4 虛擬化設備應用方案
12.2.5 雲部署應用場景
12.3 可靠性要求
12.3.1 通用可用性要求
12.3.2 服務的可靠性和延遲要求
12.3.3 過載要求
12.3.4 在線容量增長和收縮
12.3.5 （虛擬化）實時遷移要求
12.3.6 系統轉變活動的要求
12.3.7 地理冗余和服務持續性要求
12.4 可靠性定性分析
12.4.1 虛擬化應用的SPOF分析
12.4.2 虛擬化應用的故障模式影響分析
12.4.3 容量的增長和收縮分析
12.5 可靠性定量預算與建模
12.5.1 可用性（宕機時間）建模
12.5.2 整體宕機時間預算及目標
12.5.3 管理維護預算分配
12.6 健壯性測試
12.6.1 基准健壯性測試
12.6.2 高級主題：虛擬化能更好地測試健壯性
12.7 穩定性測試
12.8 實際性能分析
12.9 可靠性路線圖
12.10 硬件可靠性
第13章 雲計算解決方案的可靠性設計
13.1 解決方案的可靠性設計
13.2 解決方案范圍和期望
13.3 可靠性需求
13.3.1 解決方案的可用性需求
13.3.2 解決方案的可靠性需求
13.3.3 災難恢復需求
13.3.4 彈性需求
13.3.5 明確的配置參數
13.4 解決方案建模與分析
13.4.1 雲數據中心部署的可靠性框圖
13.4.2 解決方案故障模式的影響分析
13.4.3 解決方案服務轉變活動的影響分析
13.4.4 雲數據中心的服務可用性（MP 2）分析
13.4.5 聚合服務可用性（MP 3）建模
13.4.6 恢復點目標分析
13.5 組件可靠性檢查
13.6 解決方案的測試和驗證
13.6.1 健壯性測試
13.6.2 服務的可靠性測試
13.6.3 地理冗余測試
13.6.4 彈性與調度測試
13.6.5 穩定性測試
13.6.6 在用服務測試
13.7 實際性能的跟蹤和分析
13.7.1 雲服務的測量
13.7.2 解決方案的可靠性路線圖
13.8 解決方案可靠性的其他主題
13.8.1 服務等級協議
13.8.2 雲服務提供商的選擇
13.8.3 書面的可靠性計划
第14章 總結
14.1 服務可靠性和服務可用性
14.2 故障問責和雲計算
14.3 服務宕機時間因素
14.4 服務可用性測量點
14.5 雲容量和彈性的考慮
14.6 最大化服務可用性
14.6.1 降低產品歸因的宕機時間
14.6.2 降低數據中心歸因的宕機時間
14.6.3 降低IT服務管理的宕機時間
14.6.4 降低災難恢復的宕機時間
14.6.5 優化雲服務可用性
14.7 可靠性努力
14.8 結束語
縮略語
參考文獻