大数据时代的互联网架构设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘辉 著

图书标签:

• 大数据
• 互联网架构
• 系统设计
• 云计算
• 分布式系统
• 微服务
• 高并发
• 可扩展性
• 性能优化
• 技术架构

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308173049

版次：1

商品编码：12316603

包装：平装

开本：小16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

内容简介

刘辉著的《大数据时代的互联网架构设计》专注于研究与大数据处理有关的互联网架构，全书共分为六章。一章是绪论，介绍了大数据的发展与相关概念；第二章是大数据处理流程与系统架构，介绍了大数据的基础知识；第三章是大数据基础技术支持，讲述了数据中心与云计算平台的架构、虚拟化技术与数据采集；第四章是大数据存储，介绍了分布式文件系统与分布式数据库，并详细讲述了分布式数据库中的列式存储、文档存储和Key—Value存储；第五章是大数据处理，讲述了大数据的两种处理技术——批处理和流式计算，并研究了大数据分析与挖掘的工具与架构；第六章是大数据架构设计实例，讲述了大数据应用实例及大数据在各行各业的应用架构实例。

作者简介

刘辉，男，1981年11月生，江西赣州人，副教授，2009年获计算机应用技术专业硕士学位，现在河海大学信息与通信工程专业攻读博士学位。主要研究领域为网络架构和图像传感系统及控制，主持完威省部级科研课题4项，参加了国家自然科学基金重点项目“变化环境下水资源冲突管理研究”的研究工作；研究成果“基于嵌入式IP核的图像传感系统关键技术及相关产品研发”获得2014年江西省科技进步二等奖，研究成果“支撑工业多媒体环境的异构系统集成共性技术和设备研发”获中国仪器仪表学会科技成果奖；以一作者发表学术论文15篇，其中被SCI和EI收录7篇；获授权发明专利3项，实用新型专利16项，计算机软件著作权6项。

目录

第一章 绪论
第一节 大数据概述
第二节 大数据的相关概念与理论
第二章 大数据处理流程与系统架构
第一节 大数据处理流程
第二节 大数据系统架构设计
第三章 大数据基础技术支持
第一节 大数据与云计算
第二节 虚拟化技术
第三节 数据采集
第四章 大数据存储
第一节 分布式文件系统概述
第二节 列式存储
第三节 文档存储
第四节 Key—Value存储
第五章 大数据处理
第一节 批处理
第二节 流式计算
第三节 数据分析与挖掘
第六章 大数据架构设计实例
第一节 大数据应用实例
第二节 行业应用架构设计实例
第三节 企业大数据系统架构实例
参考文献
索引

互联网架构的演进与现代挑战 互联网，这个庞大而复杂的生态系统，早已渗透到我们生活的方方面面，支撑着信息传播、商业交易、社交互动等无数场景。而这一切的背后，是不断演进、日新月异的互联网架构设计。从最初的简单客户端-服务器模型，到如今支撑全球数十亿用户的分布式、高可用、弹性扩展的复杂系统，互联网架构的设计哲学和技术实践经历了翻天覆地的变化。 本书并非旨在探讨“大数据时代”这个特定的时间窗口下的架构特征，而是将目光投向互联网架构更宏观、更本质的演进历程、核心原则以及面对当下及未来挑战时的思考。我们将从基础的概念出发，循序渐进地解析支撑现代互联网运行的各种关键要素，并深入探讨它们是如何被设计、实现和优化的。 第一部分：互联网架构的基石——通信协议与网络模型 要理解互联网架构，首先需要扎根于最底层的通信协议。我们将从TCP/IP协议族谈起，详细解析IP协议的寻址与路由机制，TCP协议的可靠传输与流量控制，以及UDP协议的无连接与高效性。了解这些协议的工作原理，是理解数据如何在互联网中流动、如何构建可靠通信链路的基础。 在此基础上，我们将探讨OSI七层模型与TCP/IP四层模型，对比它们的异同，以及它们在实际网络设备和协议设计中的体现。理解这些模型，有助于我们从宏观上把握网络通信的各个层次，以及不同层次之间的协作关系。 接着，我们将深入网络传输的实际细节，包括DNS（域名系统）的解析过程，它如何将人类易于记忆的域名转换为机器可识别的IP地址，以及CDN（内容分发网络）的原理，它如何通过就近节点缓存内容，大幅提升用户访问速度，减轻源服务器压力。我们还将讨论HTTP/HTTPS协议，分析其请求-响应模型、各种方法（GET, POST等）的含义、以及HTTPS在保障通信安全方面的关键作用。 第二部分：构建可伸缩与高可用的系统——核心设计模式与技术 随着互联网用户规模的爆炸式增长，对系统可伸缩性和高可用性的要求也越来越高。本部分将聚焦于支撑这些关键特性的核心架构设计模式和技术。 我们将首先介绍客户端-服务器（C/S）模型作为互联网架构的起点，并分析其局限性。随后，我们将重点探讨分布式系统的基本概念，包括CAP理论（一致性、可用性、分区容错性）的权衡，以及ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务在数据库设计中的重要性。 接着，我们将深入剖析几种关键的架构模式： 负载均衡（Load Balancing）：它如何将请求分发到多个服务器，避免单点过载，提升系统的吞吐量和可用性。我们将讨论不同的负载均衡算法（如轮询、最少连接、IP哈希等）及其适用场景。 数据库读写分离（Database Read/Write Splitting）：如何通过将读操作分发到从数据库，写操作集中到主数据库，来提升数据库的读性能和整体处理能力。 数据库分片（Database Sharding）：当单台数据库无法承载海量数据时，如何通过将数据水平或垂直地分散到多个数据库实例中，来实现数据的水平扩展。我们将探讨不同的分片策略以及其中的挑战。 缓存（Caching）：介绍各种缓存技术（如本地缓存、分布式缓存如Redis, Memcached）的原理，它们如何存储频繁访问的数据，显著降低数据库压力，提升响应速度。我们将讨论缓存的失效策略和一致性问题。 消息队列（Message Queues）：例如Kafka, RabbitMQ等，它们如何实现异步通信，解耦服务，削峰填谷，提高系统的弹性和可靠性。我们将讨论消息队列在事件驱动架构中的作用。 微服务架构（Microservices Architecture）：分析其将大型复杂应用拆分成一组小型、独立、松耦合的服务，如何提升开发效率、技术灵活性和可维护性。我们将讨论微服务带来的挑战，如服务治理、分布式事务、熔断降级等。 API网关（API Gateway）：作为所有客户端请求的统一入口，如何负责请求路由、身份认证、限流、监控等功能，简化微服务管理。 第三部分：架构的演进与现代工程实践 互联网架构的发展并非一蹴而就，而是随着技术进步和业务需求变化不断演进的。本部分将探讨一些更现代化的架构理念和工程实践，它们共同塑造了今天的互联网架构格局。 我们将回顾SOA（面向服务架构）的演进，并将其与微服务进行对比，理解架构风格的变迁。 接着，我们将深入探讨容器化技术（Containerization），如Docker，以及容器编排平台（Container Orchestration Platforms），如Kubernetes。理解它们如何简化应用的部署、管理和扩展，实现基础设施的标准化和自动化。 DevOps文化和实践对于现代互联网架构至关重要。我们将讨论CI/CD（持续集成/持续部署）流水线如何加速软件交付，以及自动化运维如何保障系统的稳定运行。 可观测性（Observability）是理解复杂分布式系统内部状态的关键。我们将探讨日志（Logging）、指标（Metrics）和追踪（Tracing）这三大支柱，以及如何利用Prometheus, Grafana, ELK Stack等工具来构建强大的可观测性体系。 容错与弹性设计是保障系统在异常情况下依然能够提供服务的核心。我们将深入研究熔断（Circuit Breakers）、降级（Degradation）、限流（Rate Limiting）等策略，以及如何设计具有弹性的系统来应对突发流量和故障。 安全性是互联网架构中不可或缺的一环。我们将讨论常见的安全威胁，以及在架构设计中需要考虑的安全措施，如身份认证与授权、数据加密、安全审计等。 第四部分：案例分析与未来展望 理论的海洋固然重要，但结合实际案例更能加深理解。本部分我们将选取一些经典的互联网架构案例，例如社交媒体平台的架构演进、电商平台的秒杀系统设计、实时音视频通信的架构挑战等，从实际工程的角度解析它们是如何应用前面提到的各种技术和原则来解决现实问题的。 最后，我们将对互联网架构的未来发展趋势进行展望。包括Serverless架构的兴起、边缘计算（Edge Computing）的应用、人工智能（AI）在架构优化中的作用、以及Web3.0等新兴技术对现有架构可能带来的冲击。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的分析和丰富的实践指导，帮助读者建立起对互联网架构的全面认知。无论你是初入技术领域的学生，还是身经百战的资深工程师，都希望本书能为你提供有价值的洞见，让你在设计和构建更强大、更可靠的互联网系统时，拥有更坚实的理论基础和更广阔的视野。

评分☆☆☆☆☆

我是一位多年经验的系统架构师，虽然我参与过不少大型互联网项目的架构设计，但我总觉得自己的知识体系还不够完善，尤其是在面对快速变化的云原生技术和日益复杂的微服务生态时。我一直在思考如何才能设计出更具韧性、更易于演进的系统。我希望这本书能够提供一些前瞻性的视角，帮助我理解未来互联网架构的发展趋势。例如，在容器化、服务网格、Serverless等新兴技术浪潮下，我们应该如何重新思考系统的设计与部署？书中能否深入探讨如何构建真正意义上的弹性架构，使其能够应对突发流量、硬件故障等各种不可预测的事件？我尤其关注书中在混沌工程、AIOps等方面的讨论，这些都是当前保障系统稳定运行的关键技术。我也希望书中能提供一些关于如何优化微服务之间通信的策略，以及如何进行有效的分布式事务管理。作为一名架构师，我需要不断学习和更新自己的知识库，以应对不断变化的业务需求和技术挑战，这本书的内容是否能满足我这种高阶读者的需求，是我最为关注的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名自由职业的技术顾问，经常需要为初创公司或转型中的企业提供技术选型和架构咨询。我经常面临一个挑战：如何在有限的资源和时间下，为客户构建一个既能快速响应市场需求，又能保证长期稳定发展的互联网系统。我希望这本书能为我提供一套实用的、可落地的架构设计框架。我需要了解如何在早期就规划好系统的可扩展性，避免日后的大规模重构。书中能否讲解一些关于如何选择合适的数据库技术，如何设计高效的缓存策略，以及如何构建一个易于部署和运维的CI/CD流水线？我也非常关心书中关于安全性方面的讨论，如何在系统设计之初就融入安全考虑，构建一道坚实的防护墙。另外，我希望这本书能够强调一些关于技术债务管理的最佳实践，帮助客户在追求快速迭代的同时，也能有效控制技术风险。我需要一本能够帮助我“授人以渔”的书，而不是仅仅罗列技术名词。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚入门的后端开发工程师，我对“大数据时代”这个概念既熟悉又陌生。我知道大数据带来了海量的数据，需要更强大的存储和计算能力，但对于如何支撑这些能力的网络架构，以及如何在数据洪流中保证服务的可用性和稳定性，我一直感到困惑。我经常会听到一些关于高可用、负载均衡、容错机制的讨论，但这些概念在我脑海中总是碎片化的，缺乏一个清晰的图景。我非常希望能通过阅读这本书，获得一个关于现代互联网系统构建的整体认知。我希望书中能从最基础的网络模型讲起，逐步深入到分布式系统的设计原理，再到如何应对数据爆炸式增长的挑战。我期待能够学习到一些关于如何设计可扩展、高并发、低延迟的系统的通用方法论。同时，如果书中能包含一些具体的架构图示，能够直观地展示不同组件之间的交互关系，以及数据流动的路径，那对我这样需要具象化学习的初学者来说，无疑是巨大的帮助。我希望这本书能够成为我打牢技术基础，迈向资深工程师道路上的重要启蒙。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对互联网技术充满好奇心的学生，虽然还没有真正步入职场，但我对这个日新月异的行业充满了向往。我听说“大数据时代”对互联网的方方面面都产生了深远的影响，从用户行为分析到个性化推荐，再到整个商业模式的重塑。我希望这本书能够从宏观的角度，为我描绘一幅大数据时代下互联网架构的全景图。我想要理解，在海量数据面前，我们是如何构建出能够支持高效数据处理和实时响应的系统？书中能否解释一些核心概念，比如分布式存储、 MapReduce、 Spark等，并讲解它们在实际系统中的作用？我希望通过阅读，能够建立起对互联网“骨骼”和“血脉”的初步认识，了解信息是如何在庞大的网络中流动和处理的。同时，我也希望这本书能够激发我对相关技术领域的兴趣，比如数据工程、人工智能等，为我未来的学习和职业发展指明方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透露着一股浓厚的科技感，深邃的蓝色背景与银灰色的字体交相辉映，仿佛预示着书中即将展开的宏大互联网世界。我是一名资深的互联网产品经理，日常工作中频繁接触到各种技术概念，但对于底层架构的理解总感觉有些隔膜。每次开会讨论系统性能瓶颈，或者面临海量用户增长带来的压力时，我总会感到力不从心。我一直渴望找到一本能够系统性地梳理互联网架构演进脉络，并且能够深入剖析不同技术选择背后逻辑的书籍。我希望这本书能帮助我理解，为什么某些技术方案会在特定时期成为主流，以及它们是如何解决当时所面临的挑战的。我尤其关心书中能否讲解一些经典架构模式，例如微服务、事件驱动、CQRS等等，并提供一些实际案例分析，让我能够触类旁通。当然，如果书中还能涉及一些关于如何平衡成本、性能、可维护性等方面的权衡，那就更好了。毕竟，架构设计从来都不是孤立的技术问题，而是需要与业务需求、团队能力、公司战略等因素紧密结合的复杂决策。这本书的内容是否能够帮助我更清晰地认识这些，是我非常期待的。