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出版者:机械工业出版社

作者:斯维特

出品人:

页数:429

译者:卢凯

出版时间:2002-3

价格:55.0

装帧:平装

isbn号码:9787111097761

丛书系列:

图书标签:

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图书名称：《现代网络架构与分布式系统设计实战指南》 图书简介 本书聚焦于当前信息技术领域最为核心且极具挑战性的两大主题：现代网络架构的演进与分布式系统的深度实践。它不是一本关于特定工具或操作系统的手册，而是旨在为系统架构师、高级软件工程师以及对构建高可用、可扩展、高性能基础设施感兴趣的技术人员，提供一套全面而深入的理论框架与实战经验。全书以“解决复杂性”为核心驱动力，通过剖析最新行业趋势和经典设计模式，帮助读者构建面向未来的技术能力。 第一部分：下一代网络基础与协议栈重构 本部分深入探讨了支撑现代互联网和企业内部私有云的底层网络基础设施。我们首先从传统的TCP/IP协议栈出发，重点剖析其在超大规模数据中心和边缘计算场景下面临的性能瓶颈与扩展性限制。 1.1 软件定义网络（SDN）的深度解析： 我们详细讲解了OpenFlow、NETCONF等关键技术如何实现控制平面与数据平面的解耦。书中包含大量关于控制器选型（如ONOS、OpenDaylight）的对比分析，并以案例形式展示了如何利用SDN技术实现动态负载均衡和故障快速恢复。特别地，我们将介绍Overlay网络技术（如VXLAN、NVGRE）在多租户隔离和网络虚拟化中的关键作用。 1.2 拥塞控制与流量工程的革新： 针对当前网络的高带宽、低延迟需求，本书系统梳理了从CUBIC到BBR等新一代拥塞控制算法的原理、优势与适用场景。我们将通过数学模型和实际网络仿真数据，阐明如何根据业务特性（例如实时视频流与批处理数据传输）选择最优的流量控制策略。此外，网络功能虚拟化（NFV）的实施细节，包括如何将防火墙、负载均衡器等传统硬件功能软件化，并在通用硬件上高效运行，将作为重点章节展开。 1.3 传输层优化与QUIC协议的前沿探索： 鉴于HTTP/2和TLS握手带来的延迟问题，本书将QUIC协议视为现代网络传输层的未来方向。我们不仅会解析QUIC基于UDP的连接建立机制、多路复用特性，更会着重分析其在移动网络和丢包环境下的性能优势。读者将了解到如何评估现有应用迁移至基于QUIC的服务所需要的架构调整。 第二部分：分布式系统设计原则与挑战 本部分将理论与实践紧密结合，构建起一套严谨的分布式系统设计方法论，涵盖一致性、容错性、可观测性等核心要素。 2.1 分布式一致性模型与共识算法的实战： 书中不再停留在对CAP理论的简单阐述，而是深入探讨了实际系统中如何权衡可用性和一致性。我们将详细对比Paxos、Raft、Zab等主流共识算法的实现细节、日志复制机制以及“脑裂”问题的防范措施。针对数据库领域，如分布式事务（Two-Phase Commit, Sagas）的设计选择与工程实践，提供了详尽的对比分析和代码示例。 2.2 服务间通信与消息队列的选型哲学： 现代微服务架构高度依赖可靠的消息传递。本章将区分同步RPC（如gRPC）与异步消息系统（如Kafka, RabbitMQ）的应用边界。对于Kafka，我们将深入探讨分区策略、副本同步机制（ISR列表）、Exactly-Once语义的实现路径。对于RPC框架，我们将重点分析Protocol Buffers/Thrift的序列化效率，以及如何设计出健壮的请求重试与熔断机制。 2.3 可靠性工程：故障注入与混沌工程的引入： 构建高可用系统，必须学会主动暴露和修复弱点。本书系统介绍了故障注入（Fault Injection）的策略，并详细阐述了“混沌工程”（Chaos Engineering）的哲学思想。通过介绍Netflix的Chaos Monkey等成熟实践，引导读者如何在预生产和生产环境中，以受控的方式模拟网络延迟、服务宕机、磁盘I/O饱和等场景，从而验证系统的韧性（Resilience）。 2.4 分布式系统的可观测性体系构建： 仅有日志和指标是不够的。本部分讲解如何搭建现代可观测性（Observability）堆栈，包括结构化日志的最佳实践、分布式追踪系统（如Jaeger, Zipkin）的上下文传递机制，以及时序数据库（TSDB）在性能监控中的应用。重点在于如何将这三类数据有机结合，实现对复杂请求链路的“根因分析”。 第三部分：面向大规模的存储与数据流处理 本部分聚焦于构建和管理支撑分布式应用的海量数据基础设施。 3.1 分布式存储的架构选择： 我们对比了关系型数据库（如PostgreSQL集群扩展）与NoSQL数据库（键值、文档、列族、图数据库）的设计权衡。书中重点剖析了NewSQL数据库（如CockroachDB, TiDB）如何试图结合SQL的事务性与NoSQL的水平扩展能力。存储层面的数据一致性、热点数据处理、数据冷热分离策略是本章讨论的重点。 3.2 实时数据流处理架构： 随着对数据实时性要求的提高，流处理已成为核心能力。本书详细分析了Lambda、Kappa等架构范式。重点讲解Apache Flink或Spark Streaming在状态管理、窗口聚合以及如何保证数据不丢失、不重复处理（Exactly-Once Semantics）方面的技术细节和部署优化。 3.3 云原生与基础设施即代码（IaC）： 我们探讨了Kubernetes作为分布式应用部署“操作系统”的深层逻辑，特别是其控制器（Controller）、调度器（Scheduler）和 Operator 模式如何简化复杂服务的生命周期管理。同时，Terraform和Ansible等IaC工具在确保基础设施环境一致性、实现可重复部署流程中的关键作用，也将被详细论述。 总结 本书内容翔实、技术前沿，注重从第一性原理出发解释复杂系统的设计决策。它不是一个速查手册，而是一个深度的学习旅程，旨在培养读者在面对高并发、高复杂度挑战时，能够设计出优雅、可靠且具备前瞻性的网络与分布式解决方案。书中包含的案例均来自真实世界的生产环境挑战，确保了理论与工程实践的无缝衔接。

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