OpenShift在企业中的实践：PaaSDevOps微服务

适读人群 ：本书适用于有一定 OpenShift/Kubernetes 基础的读者、企业的架构师、IT 经理、应用架构师、开源技术爱好者。

随着互联网的发展 Gartner定义的第三平台的到来，传统企业为了保持竞争力，必须进行业务转型，而作为支撑业务的应用架构，也需要进行转型，采取新的更为领先的技术架构。随着容器和K8S的发展，很多客户借助于容器和K8S构架了PaaS平台。但最终客户需要的是提高业务的敏捷性和开发速度，因此如何通过PaaS平台实现微服务和DevOps是很重要的课题。目前市面上有很多介绍 PaaS DevOps 及微服务治理的书籍，但对这三方面的介绍几乎都是相互割裂的，这造成了很多读者无法将三者融汇贯通。

本书两位作者是云计算和微服务领域资深架构师和技术专家，有着深厚的技术积累和行业实践经验。他们合著的本书则从企业数字化转型的角度，将这三者有机地结合起来，并为企业最终通过开源解决方案构建业务中台提供了建设思路。企业数字化转型的决策者 管理者 架构师 开发和运维工程师等相关专业人员都可以从本书中获益。

本书从企业数字化转型入手，介绍企业如何通过OpenShift构建PaaS平台 实现DevOps 实现微服务治理和微服务的高级管理。

全书共分为四大部分：

● 第一部分PaaS能力建设。即本书的“PaaS三部曲”，包含第2-4章的内容，分别是：基于OpenShift构建企业级PaaS OpenShift在企业中的开发和运维实践 OpenShift在公有云上的实践。

● 第二部分DevOps能力建设。即本书的“DevOps两部曲”，包含第5-6章的内容，分别为：在OpenShift上实现DevOps DevOps在企业中的实践。

● 第三部分微服务能力建设。即本书“微服务三部曲”，包含第7-9章的内容，分别为：微服务介绍及Spring Cloud在OpenShift上落地 Istio架构介绍与安装部署 基于OpenShift和Istio实现微服务落地。

● 第四部分微服务高级管理。包含本书第10章的内容。介绍基于OpenShft和红帽其他解决方案微服务的高级管理（API管理 分布式集成和流程自动化），并最终实现企业业务中台的建设。

魏新宇 现为红帽资深解决方案架构师。在IaaS PaaS方面有丰富的经验，致力于开源解决方案在企业中的推广和应用。从售前角度主导了红帽在金融 汽车行业PaaS多个项目。曾就职于：华为 IBM VMware。工作涉及领域硬件 AIX/Linux 虚拟化 PaaS DevOps 微服务等。获得红帽RHCA Level 5认证 RHCE认证。获得ITIL V3 Cobit5 C-STAR TOGAF（鉴定级）相关认证。通过大魏分享（david-share）微信公众号，分享了很多项目实践中的经验。

郭跃军 现为yamaxun AWS专业服务团队云架构咨询顾问。在2019年4月之前任职于Red Hat，担任PaaS咨询顾问。从2015年接触容器技术并开始学习OpenShift，参与了很多OpenShift项目的竞标PoC 咨询和落地实施，帮助很多企业实现了数字化转型。经过多年的技术积累和项目历练，在PaaS建设运维 DevOps咨询落地以及微服务改造迁移等方面有丰富的经验，并一直保持着对开源技术 云原生技术的深入研究和热情。

云计算、微服务和 DevOps 技术体系复杂，企业自主搭建和掌握相关技术面临的挑战很大。OpenShift 为企业提供了这样一个集成度高、易于使用、与业界主流技术发展保持同步的平台，将为各个企业的数字化转型提供坚实的保障。本书提供了丰富的实践经验和案例， 是一本不可多得的好书。

—中国农业银行研发中心专家 罗水华

本书作者魏新宇是红帽资深技术专家。OpenShift 是红帽基于 Kubernetes 的企业级 PaaS平台。本书覆盖 OpenShift 架构部署、OpenShift4 的全新特性、OpenShift 在公有云上的架构模型，以及 CI/CD 持续交付的实现，是一本将理论和实践完美结合的好书。

—ING Australia DevOps 总监 高晖

欣闻新宇和跃军两位红帽先锋准备把多年积累的 OpenShift 实战经验和心得体会分享给数字化时代的同行者，由衷对他们表示感谢！科技创新和理念变革已经是当今世界发展的主要潮流，而先行者的宝贵知识和不断尝试为我们铺垫了一条通向成功的坦途。再次感谢他们！

—安达人寿香港 Head of IT 张毅

本书是作者在云计算领域多年工作的总结和归纳，为企业如何上云、怎样建设企业云提供了思路。本书深入浅出，介绍了容器管理、自动化、DevOps 等内容，是一本不可多得的好书。

—农银人寿基础架构处经理，架构师 黄彬

本书作者魏新宇是我很熟悉和敬重的云计算和微服务专家。本书理论联系实践，全面阐述了云计算、DevOps 和微服务如何帮助企业实现数字化转型和落地。

—宝马中国 IT 经理 魏净辉

从传统应用向云化应用转移的过程中，越来越多的企业选择了 OpenShift。但是当前大多数Kubernetes 的书都是从使用角度来介绍相关内容，这对于企业级应用而言是远远不够的。本书的作者郭跃军就是我认识的为数不多的从事 OpenShift 企业化应用建设的专业工程师，他拥有丰富的实践经验。相信这本书将会让你在实际工作中受益匪浅！

—中国民航信息网络股份有限公司运行中心中间件团队经理 张俊卿

这是一本实战指南，而不是参考手册。本书的两位作者有着丰富的企业项目实施经验，书中涵盖了许多从客户的真实需求中总结出的*佳实践，是不可多得的经验分享。任何希望在企业环境中构建现代化应用的人都可以从本书中获得直接的帮助和启发。

—VMware 应用平台架构师 淡成

本书全面剖析了 OpenShift、DevOps 和微服务，以企业的数字化转型为背景，清晰地阐明了容器化、DevOps 与微服务对数字化转型的重要性。本书是两位专家多年工作经验的结晶，是干货满满的参考书。

—谷歌中国技术解决方案顾问 李春霖

企业数字化转型离不开快速响应变化，在这个 VUCA 的时代，开发团队更是离不开DevOps、容器化和微服务这三方面的结合，就此而言 OpenShift 是非常好的解决方案。我与郭跃军曾在大型 DevOps 项目上一同奋战，他不仅熟悉 OpenShift 的落地实践，同时可以熟练使用 DevOps庞大的工具链，而这样的人才在业界凤毛麟角。魏新宇在其微信公众号“大魏分享”中更是不遗余力地贡献了丰富的开源技术实践。他们两人联手合著本书，势必对想要了解 PaaS、DevOps 和微服务技术的人有很大的助益。我相信每位读者都可以通过郭跃军和魏新宇的实战案例提升自己的专业能力。

—Atlassian 大中华区渠道负责人 钟冠智

赞誉

推荐序

前言

致谢

第 1 章　通过 OpenShift 实现企业的数字化转型

1.1　企业进行数字化转型的必要性

1.2　企业数字化转型之 PaaS

1.3　企业数字化转型之 DevOps

1.3.1　从瀑布式开发到敏捷开发

1.3.2　从敏捷开发到 DevOps

1.4　企业数字化转型之微服务

1.4.1　微服务架构简介

1.4.2　微服务架构的主要类型

1.4.3　企业实施微服务架构的收益和原则

1.5 PaaS、DevOps 与微服务的关系

1.6　企业数字化转型的实现

1.6.1　企业业务中台的建设

1.6.2　企业数字化转型步骤

1.7　本章小结

第 2 章　基于 OpenShift 构建企业级PaaS 平台

2.1 OpenShift 与 Kubernetes 的关系

2.1.1 OpenShift 发展简史

2.1.2 OpenShift 对 Kubernetes 的增强

2.1.3 OpenShift 对 Kubernetes生态的延伸

2.2 OpenShift 的架构介绍与规划

2.2.1 OpenShift 的逻辑架构

2.2.2 OpenShift 的技术架构

2.2.3 OpenShift 的组件架构

2.2.4 OpenShift 的部署架构

2.3 OpenShift 部署架构参考

2.4 OpenShift 安装与部署

2.4.1 OpenShift3 的私有云部署

2.4.2 OpenShift4.1 的私有云部署

2.5　本章小结

第 3 章　OpenShift 在企业中的开发和运维实践

3.1 OpenShift 在企业中面向的对象

3.2 OpenShift 在企业中的开发实践

3.2.1　应用向 OpenShift 容器化迁移方法

3.2.2　基于 Fabric8 在 OpenShift 上发布应用

3.2.3 OpenShift API 的调用

3.2.4　在 OpenShift 上部署有状态应用

3.3 OpenShift 在企业中的运维实践

3.3.1 OpenShift 运维指导

3.3.2 OpenShift 安全实践

3.3.3 OpenShift 性能优化

3.3.4 OpenShift 监控系统与改造

3.3.5 OpenShift 日志系统与改造

3.3.6 OpenShift 备份恢复与容灾

3.4　本章小结

第 4 章　OpenShift 在公有云上的实践

4.1 OpenShift 在公有云和私有云上的区别

4.2 OpenShift 在公有云上的架构模型

4.2.1　单个 PaaS 共享架构模型

4.2.2　公有云服务自维护架构模型

4.2.3　控制节点托管架构模型

4.2.4　公有云租户独享 PaaS 架构模型

4.3 OpenShift 在公有云上的部署方式

4.4 OpenShift 在 AWS 上的实践

4.4.1 AWS 服务简介

4.4.2 OpenShift3 在 AWS 上的实践

4.4.3 OpenShift4 在 AWS 上的实践

4.4.4 AWS 上的 Service Broker

4.5 OpenShift 在阿里云上的实践

4.6　本章小结

第 5 章　在 OpenShift 上实现DevOps

5.1 DevOps 的适用场景

5.2 DevOps 的实现路径

5.2.1　组织与角色

5.2.2　平台与工具

5.2.3　流程与规范

5.2.4　文化与持续改进

5.2.5　总结

5.3　基于 OpenShift 实现 CI/CD 的几种方式

5.3.1　使用自定义的 S2I 模板

5.3.2　自定义模板实现 Binary部署

5.3.3　在源码外构建 Pipeline

5.3.4　在源码内构建 Pipeline

5.3.5 OpenShift 中 Jenkins 的工作方式选择

5.4　在 OpenShift 上实现持续交付

5.4.1 OpenShift 上的持续交付工具介绍

5.4.2　持续交付的实现

5.4.3　可以优化的部分

5.5 Ansible 实现混合云中的DevOps

5.5.1 Ansible 介绍

5.5.2 Ansible 基本使用场景

5.5.3 Ansible 在 DevOps 中的应用

5.6　本章小结

第 6 章　DevOps 在企业中的实践

6.1　成功实践 DevOps 的关键要素

6.1.1　定义全景视图和目标

6.1.2　标准化的流程和组织

6.1.3　建立 DevOps 基石：自动化

6.1.4　协同工作的文化

6.2　某大型客户 DevOps 案例分析

6.2.1　客户现状及项目背景

6.2.2 DevOps 落地实践

6.2.3　实践收益

6.3　本章小结

第 7 章　微服务介绍及 Spring Cloud在 OpenShift 上的落地

7.1　企业应用的发展

7.1.1 Jakarta EE 介绍

7.1.2 Jakarta EE 应用架构

7.1.3 Web Services 的大量使用

7.1.4　现代应用客户端开发方式

7.1.5 Web Services 的两种类型

7.1.6　企业应用发展的未来

7.2　微服务介绍

7.2.1　微服务方法论与设计原则

7.2.2 MicroProfile 微服务框架

7.2.3 Spring Cloud 微服务框架

7.2.4 Istio 微服务框架

7.2.5　微服务架构的选择

7.3　企业对微服务治理的需求

7.4 Spring Cloud 在 OpenShift 上的落地

7.4.1 Spring Cloud 在 OpenShift上实现的不同

7.4.2 Spring Cloud 在 OpenShift上的实现

7.5　本章小结

第 8 章　Istio 架构介绍与安装部署

8.1 Istio 的技术架构

8.1.1　两个平面的定义

8.1.2　控制平面

8.1.3　数据平面

8.1.4 Sidecar 的注入

8.2　在 OpenShift 上部署 Istio

8.2.1　基于 OpenShift 的 Istio 与社区版本 Istio 的区别

8.2.2　在 OpenShift 上安装 Istio

8.3 Istio 的工具集简介

8.3.1 Istio 的工具集：Grafana

8.3.2 Istio 的工具集：Prometheus

8.3.3 Istio 的工具集：Kiali

8.3.4 Istio 的工具集：Jaeger

8.4　在 Istio 中部署 Bookinfo 微服务

8.4.1 Bookinfo 微服务架构

8.4.2　在 OpenShift 中部署Bookinfo

8.4.3 Bookinfo 微服务效果展示

8.5 Bookinfo 微服务源码分析

8.5.1 Productpage 微服务的源码

8.5.2 Reviews 微服务的源码

8.5.3　源码中 Mongodb 和 Mysql 的配置

8.5.4 Ratings 微服务的源码

8.5.5 Bookinfo 访问效果展示

8.6　本章小结

第 9 章　基于 OpenShift 和 Istio 实现微服务落地

9.1 Istio 的基本功能

9.1.1 Istio 路由基本概念

9.1.2　基于目标端的灰度 / 蓝绿发布

9.1.3　微服务的灰度上线

9.1.4　微服务的限流

9.1.5　微服务的熔断

9.1.6　微服务的黑名单

9.2　对 OpenShift 上 Istio 的重要说明

9.2.1 OpenShift 上 Istio 入口访问方式的选择

9.2.2 OpenShift Router 和 IstioIngessgateway 的联系与区别

9.2.3 Istio 配置生效的方式和选择

9.3　企业应用向 Istio 迁移

9.3.1　使用本地构建方式将应用迁移到 Istio 的步骤

9.3.2　三层微服务源码分析

9.3.3　三层微服务向 Istio 中迁移展示

9.4 Istio 纳管微服务

9.4.1　纳管场景重要说明

9.4.2　三层微服务配置路由管理

9.4.3　三层微服务配置限流和熔断

9.4.4　三层微服务配置超时和重试

9.4.5　三层微服务配置错误注入

9.4.6　三层微服务配置黑白名单

9.4.7　三层微服务配置验证与授权

9.5 Istio 生产使用建议

9.5.1 Istio 的性能指标

9.5.2 Istio 的调优参考

9.5.3 Istio 的运维建议

9.6　基于 OpenShift 实现的企业微服务治理需求

9.7　本章小结

第 10 章　微服务的高级管理

10.1　微服务的 API 管理

10.1.1 API 经济的由来

10.1.2 API 经济的实现

10.1.3 API 网关与 API 管理的区别

10.2　微服务的 API 管理方案

10.2.1　红帽 API 管理方案的市场地位

10.2.2　红帽 3Scale 的技术架构与实现效果

10.2.3　红帽 3Scale 对容器化应用的管理

10.2.4　红帽 3Scale 与 Istio 的集成

10.3　微服务的分布式集成

10.3.1　分布式集成方案

10.3.2　基于 OpenShift 和 Camel 的微服务集成

10.4　微服务的流程自动化

10.4.1　流程与规则

10.4.2　红帽的微服务流程自动化方案

10.4.3 RHPAM 与微服务的集成案例环境准备

10.4.4 RHPAM 与微服务的集成实验流程验证

10.5　业务中台的技术实现

10.6　本章小结

附录　OpenShift 投资回报率分析

作为本书的作者，我们分别在 2017 年前后正式加入红帽公司，彼时正值红帽在国内开始推广 OpenShift v3。在接触 OpenShift 之初，我们就意识到它会将企业的 IT 建设提升到一个新的境界，也将是一个非常有前景的技术堆栈，于是投入大量的精力学习 OpenShift 生态圈的相关技术，以及结合 DevOps、微服务推出的一些解决方案。

我们有幸参与了多个红帽 OpenShift 项目，也从客户身上学到了很多。在同客户及专家的多次交流中，我们看到了企业的真实需求和我们的不足，进而在项目中逐步提高自己、完善方案。这些客户包括（但不限于）：时任华泰人寿 IT 经理的张毅（现任安达人寿香港 Head of IT）、中国农业银行研发中心专家罗水华、宝马中国 IT 经理魏净辉、农银人寿基础架构处经理 / 架构师黄彬、ING Australia DevOps 总监高晖、中国民航信息网络股份有限公司运行中心中间件团队经理张俊卿。在此，我们衷心地感谢各位专家给予我们的指导和帮助！

目前市面上有很多介绍 Kubernetes 和容器技术的书籍，有关 OpenShift 的技术博客、参考文档也不在少数，但大多停留在单一技术的功能介绍和使用层面，无法完整地描绘企业数字化转型路线。在多年的项目锤炼中，我们积累了很多帮助企业实现数字化转型的实践经验，为了让这些经验能够帮助更多的企业，我们决定合著一本真正从实践落地角度出发的书籍，将红帽的开源技术和企业数字化转型的需求相结合，为企业的数字化转型抛砖引玉。

本书收录了魏新宇此前所写的技术文章，这些文章最初由 IBM developerWorks 中国网站发表，其网址是 https://www.ibm.com/developerworks/cn（注：IBM developerWorks 现已更名为 IBM Developer，其网址是 https://developer.ibm.com/zh），文章列表为：

★《API 经济与实现之路》

★《基于 Jakarta EE 的企业应用发展之路》

★《使用 Camel 实现分布式企业应用集成》

★《使用 Istio 实现基于 Kubernetes 的微服务架构》

★《通过 Ansible 实现数据中心自动化管理》

★《通过 Kubernetes 和容器实现 DevOps》

本书的主要内容

本书以红帽 OpenShift 3.11/4.1 为核心编写，书中的演示和截图均使用 OpenShift 企业

版。社区版 OKD 除了在安装上稍有差别，功能实现和技术上是一致的，因此本书也适用于

使用社区版的读者阅读，当然，我们建议你使用企业版以获得相应的支持和保障。如果你

使用的是 Kubernetes，本书的大部分内容也同样适用。

本书从企业的数字化转型入手，介绍企业如何通过 OpenShift 构建 PaaS 平台、实现 DevOps、实现微服务治理和微服务的高级管理。全书共分为四大部分：

★PaaS 能力建设。即“PaaS 三部曲”，包含第 2～4 章的内容，分别是：基于 OpenShift 构建企业级 PaaS 平台、OpenShift 在企业中的开发和运维实践、OpenShift 在 公有云上的实践。

★DevOps 能力建设。即“DevOps 两部曲”，包含第 5 章和第 6 章的内容，分别为： 在 OpenShift 上实现 DevOps、DevOps 在企业中的实践。

★微服务能力建设。即“微服务三部曲”，包含第 7～9 章的内容，分别为：微服务介绍及 Spring Cloud 在 OpenShift 上的落地、Istio 架构介绍与安装部署、基于 OpenShift 和 Istio 实现微服务落地。

★微服务高级管理。即第 10 章，介绍基于 OpenShift 和红帽其他解决方案微服务的高级管理（API 管理、分布式集成和流程自动化），并最终实现企业业务中台的建设。

本书的亮点

★本书受到多位全球知名企业 IT 负责人的联名推荐，涵盖银行、保险、汽车制造、航空信息等行业，体现了本书巨大的含金量。

★本书的内容均来自作者一线的售前和实施经验，具有极强的技术指导性。

★本书系统性地阐述了 PaaS、DevOps、微服务治理和微服务高级管理。

★本书不是简单地介绍基本概念或实验步骤，而是从企业客户实战角度出发，为客户通过 OpenShift 实现 IT 转型给出具体的建议和参考架构。

★本书内容兼顾运维和开发，是秉承全栈理念的一本书籍。