云原生架构师:构建下一代分布式云平台实战
Max Yang 查看讲师
百林哲咨询(北京)有限公司专家团队成员
资深AI讲师与技术专家、工学硕士
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课程简介

在数字化浪潮席卷全球的当下,企业数字化转型已成为提升竞争力的必由之路,而云原生架构作为数字化转型的核心驱动力,正深刻改变着企业的IT架构和业务模式。随着业务规模的迅速扩张和用户需求的日益多样化,传统单体架构已难以满足现代企业对高可用性、弹性扩展、敏捷交付及成本优化的需求。分布式云平台凭借其强大的资源整合能力、灵活的弹性伸缩机制以及高效的自动化运维特性,成为企业构建新一代IT基础设施的首选方案。然而,如何设计并实施一个高效、稳定、安全的分布式云平台,如何合理规划云资源以支撑分布式业务系统的高效运行,如何确保系统在多云环境下实现无缝协同与智能调度,成为众多企业面临的重大挑战。

本课程聚焦云原生架构师的核心能力培养,涵盖虚拟化技术、云服务技术、云管平台技术、私有云与公有云架构设计、云资源规划建设、业务系统分布式设计等多个维度。通过理论讲解、案例分析、实战演练相结合的方式,使学员全面掌握云原生架构的设计原则、实施方法与运维技巧,为构建高效、稳定、安全的下一代分布式云平台提供坚实的技术支撑

课程收益

1、帮助学员掌握云原生架构的核心技术与设计原则,提升系统架构设计能力。

2、帮助学员学会高效规划与管理云资源,优化成本结构,提升资源利用率。

3、帮助学员实战演练分布式系统设计,增强系统可靠性与可扩展性。

受众人群

云架构师、系统工程师、DevOps工程师、云计算工程师、分布式系统开发工程师

课程周期

  3天(18H 

课程大纲

标题

授课内容

一、基础概念篇

1. 虚拟化技术概述

(1) 虚拟化技术的基础概念

① 服务器虚拟化

② 存储虚拟化

③ 网络虚拟化

④ 桌面虚拟化

⑤ 容器化和应用虚拟化

(2) 虚拟化技术的工作原理

2. 云计算概述

(1) 云计算的基本概念

① 公有云

② 私有云

③ 混合云

④ 社区云

⑤ 特点和应用场景

3. 分布式系统概述

(1) 分布式系统的基本概念

① 分布式计算

② 分布式存储

③ 分布式数据库

④ 分布式网络等

⑤ 优势和挑战

4. 虚拟化、云计算和分布式系统关系

(1) 虚拟化技术如何支持云计算的弹性和可扩展性

(2) 云计算如何为分布式系统提供灵活的资源管理和自动化

(3) 分布式系统如何在云计算环境中实现高可用性和负载均衡

(4) 虚拟化、云计算和分布式系统的集成和协同工作机制

二、虚拟化技术

1. 服务虚拟化

(1) 虚拟机监控器(Hypervisor):

① Type 1(裸金属)

② Type 2(宿主型)

(2) 虚拟机(VM): 模拟硬件环境的软件

(3) 资源池化: 整合CPU、内存、存储等资源

(4) 虚拟网络: 创建虚拟交换机、路由器等

2. 存储虚拟化

(1) 存储区域网络(SAN): 集中管理存储资源

(2) 虚拟磁盘: 物理磁盘空间抽象为逻辑卷

(3) 数据复制与备份: 提高数据冗余性和可用性

(4) 存储分层: 根据数据访问频率和重要性分配存储级别

3. 网络虚拟化

(1) 虚拟交换机: 提供隔离的网络环境

(2) 软件定义网络(SDN): 软件控制网络流量

(3) 虚拟路由器和防火墙: 提供安全防护

(4) 网络负载均衡: 分配流量至不同服务器或虚拟机

4. 桌面虚拟化

(1) VDI: 集中托管用户桌面环境

(2) RDS: 多用户连接至Windows服务器

5. 容器化

(1) Docker、Kubernetes: 提供轻量级容器化环境

(2) 容器编排: 自动部署、扩展和管理容器化应用

(3) 微服务架构: 应用拆分为小的、松耦合的服务

6. 应用虚拟化

(1) 应用流送: 远程交付应用程序

(2) 应用封装: 应用程序与依赖打包在一起

三、云服务技术

1. IaaS(基础设施即服务)

(1) 提供计算、存储和网络资源,服务特性串联

2. PaaS(平台即服务)

(1) 提供开发和部署应用程序的平台,服务特性串联

3. SaaS(软件即服务)

(1) 提供通过互联网访问的应用程序,服务特性串联

四、云管平台技术

1. 资源管理

(1) 资源分配: 自动化创建、配置和管理云资源

(2) 弹性伸缩: 动态调整计算资源

(3) 负载均衡: 分配工作负载

(4) 容量规划: 预测资源需求

2. 成本控制

(1) 计费与预算管理: 跟踪费用,设置预算限制

(2) 成本优化: 分析和推荐节省成本策略

(3) 资源利用率分析: 监测未充分利用的资源

3. 自动化与编排

(1) 工作流自动化: 简化常规任务

(2) DevOps支持: 集成CI/CD管道

(3) 服务编排: 协调不同云服务交互

4. 治理与合规

(1) 政策实施: 定义和执行资源使用、安全性政策

(2) 审计与合规性: 确保符合标准和法规

(3) 身份与访问管理: 控制资源访问

5. 监控与报告

(1) 性能监控: 实时监控系统性能

(2) 日志分析: 收集和分析系统日志

(3) 报表生成: 定期生成使用情况、性能和成本报表

6. 安全能力

(1) 数据加密: 保护数据传输和存储

(2) 网络安全: 实施防火墙、入侵检测系统

(3) 灾难恢复: 制定灾难恢复计划

7. 多云支持

(1) 统一界面: 管理多个云环境

(2) 跨云协调: 统一管理跨云平台资源和服务

(3) 互操作性: 确保不同云服务兼容性

8. 用户管理

(1) 用户界面: 提供直观易用管理界面

(2) 自助服务门户: 用户自主申请、配置和管理资源

(3) 团队协作: 支持多人协作

9. API集成

(1) 开放API: 提供API供第三方工具和服务集成

(2) 生态系统: 支持广泛的合作伙伴和服务

五、私有云与公有云

1. 私有云与公有云架构设计

(1) 架构设计区别: 架构设计对比图(运营)

① 基础设施层实现架构不同

② 云资源管理层实现架构不同

③ 用户交互层实现架构不同

④ Cloud安全实现架构与策略不同

2. 私有云与公有云功能设计

(1) 功能设计区别: 面向不同需求与使用场景

① 云服务方式功能设计不同:个性化配置Vs自助服务

② 安全与合规性功能设计不同:自主可控Vs安全保障与合规性认证

③ 资源管理模式设计不同:云资源专享Vs云资源共享

④ 成本结构功能设计不同:总投资成本 Vs 按需付费

⑤ 用户管理模式功能设计不同:内部用户管理 Vs 多租户管理

六、云资源规划建设

1. 混合云规划

(1) 基于成本优先原则设计混合云规划资源建设方案

① 云服务规划设计(分类及其服务内容)

② 数据同步与灾备设计

③ 资源可观测性(监控)设计

④ 网络与部署架构规划与设计

⑤ 可靠性设计

⑥ 安全与合规性设计

⑦ 技术选型与云资源分配设计

⑧ 成本优化设计:成本优先原则

(2) 云资源建设案例

① 当前业界大型企业业务数字化/数智化转型过程中的云资源建设方案

七、业务系统分布式设计

1. 分布式系统基础

(1) 分布式系统的基本概念

2. 设计原则与最佳实践

(1) 可靠性、可扩展性和容错性设计

(2) 数据一致性和事务管理策略

(3) 分布式系统中的安全性考虑

3. 实施与运维

(1) 分布式系统部署和监控

(2) 日志管理和故障排查

(3) 性能优化和资源调优

八、最佳实践:分布式业务系统云资源的高效使用

1. 资源优化配置

(1) 根据分布式业务系统需求合理分配云资源

① 数据库同步场景下云资源分配

② 灾备需求场景下云资源分配

③ 分布式业务系统高可用性场景下云资源分配

④ 分布式业务系统高性能场景下云资源分配

⑤ 分布式业务系统扩展性场景下云资源分配

⑥ 分布式业务系统安全性场景下云资源分配

(2) 云资源优化设计:提供最新灵活设计方案,放到案例里做演示

(3) 弹性伸缩策略的制定和应用

2. CI/CD

(1) 分布式系统中实施CI/CD流程

(2) 自动化测试和部署的最佳实践

3. 高可用性与容灾设计

(1) 构建高可用的分布式业务系统

(2) 分布式业务系统的容灾备份方案

4. 任务调度

(1) 多云策略的优势与挑战

(2) 跨云平台的任务调度与资源管理

5. 性能监控与调优

(1) 实时监控分布式系统性能指标

(2) 性能优化实践

6. 成本控制与管理

(1) 主流云服务商成本管理工具

(2) 成本预算设置与费用预警

(3) 成本节约策略与案例分享

7. 安全与合规性

(1) 数据安全和隐私保护措施

(2) 系统设计相关法律法规和行业标准

8. 培训总结与未来趋势展望

(1) 三天培训内容的总结

(2) 分布式业务系统云资源使用的未来发展方向


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