本书从计算技术的发展及其对商业模式的影响谈起，回顾了作为第三代计算技术平台的云计算技术给现代社会和商业带来的变革，阐述了云计算，特别是PaaS云提出的必要性和其为企业数字化转型带来的机会，帮助企业制定数字化战略。在此基础上，介绍了PaaS平台CloudFoundry的架构、部署、实施、运维，使企业顺利基于CloudFoundry开发云原生应用，实施数字化转型。本书适合希望通过云计算技术实现数字化转型的企业决策者、CIO、从事云计算技术工作和咨询工作的读者阅读，也适合希望了解PaaS云技术的读者和研究人员阅读。

Preface?前　　言一、为何要编写这本书Pivotal中国研发中心在2013年伴随着Pivotal全球总公司创立而同步组建，中国研发中心的使命是为企业数字化变革提供前瞻性的技术支撑、方法和文化。Pivotal中国研发中心团队继承自EMC卓越研发集团的大数据团队和VMWare研发中心的云分析（Cloud Analytics）团队。今天，中国研发中心主要围绕Cloud Foundry的Web Service服务、Greenplum大数据产品和Hadoop上的HAWQ大数据引擎进行研发。这些产品组合在一起，为企业数字化转型提供了基于PaaS并拥抱大数据的现代敏捷基础架构。在云时代，非数字型企业采用这个基础架构可以极大地缩短和世界级互联网企业投入数亿美元研发的基础设施的差距。
Pivotal Cloud Foundry是Pivotal产品套件的基础，中国Cloud Foundry团队秉承探索精神，在2010年就开始对云和数据交集的前沿进行探索。2010年年底，我们尝试着想象2015年到2020年工业界云和数据的尖端并开始征程，中间也触发了Cetas的并购以加快征程。随着时间的推移，我们创造的产品和服务一次次被时代浪潮托起。团队今天运营着Cloud Foundry的云版本服务，迎接PaaS浪潮的到来。
因为Pivotal公司秉承开源精神，所以我们的这些产品集可以用于企业的数字化转型。但是，在将PaaS云和大数据套件平民化的过程中，非数字型企业面临战略定位、技术培养和文化转型的挑战。这也触发了我们研发中心的同事们编写著作的想法，希望能够帮助实施转型的企业定义战略、开发云原生应用以提供数字化服务，并提供Cloud Foundry运营方面的帮助。
二、为何要立足PaaS在过去很长的时间里，系统集成商在企业服务中扮演了很重要的角色。他们帮助企业选择硬件、网络、软件并且配置、部署，原因在于企业软件往往很复杂，而这个复杂性从部署安装就开始存在了，企业不得不通过系统集成商来完成这些工作。另一方面，缺乏经验的工程师可能要摸索比较长的时间才能让产品运行在稳定可靠的状态。网络工程师和系统工程师往往忙得不可开交，经常要跑到机房去连接网络和安装不同的系统，产品出现问题时总要从软件到硬件逐层排查，费时费力。
IaaS（Infrastructure as a Service）技术的成熟让大家轻松了很多，所有的网络、存储和计算资源都可以用一个集中的平台加以有效的管理，需要使用时创建一个按需配置的虚拟机即可。可以说，IaaS把硬件资源抽象化了。IaaS的好处显而易见，而且应用广泛，所以大家在说到云计算的时候，有时候会把IaaS看成云计算的全部。其实，在云计算诞生之初，人们就设想了在IaaS之上建设一个PaaS（Platform as a Service）层。IaaS层提供虚拟计算、网络和存储资源之后，部署应用时需要的运行时和服务还是很费周折，应用的生命周期管理、日志、监控都有繁重的工作。PaaS就是为核心业务逻辑的应用提供支撑的服务平台，它抽象了应用之下、操作系统之上的所有软件资源和服务，让它们对应用友好而便捷。
PaaS带来的价值一点都不亚于IaaS。安装单节点的数据库很简单，安装多节点的数据库就复杂一点；运维一个多节点的数据库并保证很高的可用性，要求就更高了；如果再要求这个数据库的性能非常好，那么没有丰富的经验和完备的监控，就只能是一个美好的愿望。如果用户有成百上千个应用，而这些应用又依赖无数错综复杂的服务，那么PaaS平台正是这种场景的用武之地，它可以高效地管理好这些应用和服务，把所有这些应用和服务的公共需求做到极致好用。PaaS让弹性计算真正得以实现。在没有PaaS时，把应用从1个节点扩展到10个节点，或者从10个节点减少到1个节点，需要做很多的工作，包括逐个创建虚拟机、逐个配置、逐个监控。有了PaaS之后，只需要一个命令，PaaS就会自动执行以上所有过程。
简单地说，IaaS是面向硬件资源的抽象，解放了系统工程师；PaaS则提供了对软件服务的抽象，是应用开发和运维人员的得力助手。它们的共同点是，实现了共享资源和集中管理，降低了维护和操作成本，使效益和效率最大化。
我们相信，Cloud Foundry会是一个对产业界有深远影响力的开源PaaS产品。经过多年的技术积累和产品演化，Cloud Foundry已经茁壮成长为一个可以部署在企业生产环境的成熟产品。在这样一个软件无处不在的时代，新型的互联网公司因为技术的积累和人才的优势，正在不断融合到市场的各个方向。传统的以业务为重的公司因为缺乏快速搭建丰富而可靠的应用的能力，在竞争中处于劣势。Cloud Foundry的成熟恰逢其时，能够为所有软件公司或者希望以软件带动业务的传统公司提供新平台，从而帮助企业完美转型，通过敏捷开发，紧随市场变化，不断拓展业务。
三、这本书写了什么在每个时代，都有一些伟大的技术和产品影响整个产业界，每种技术的孵化、发展、演进和流行都离不开技术领袖前瞻性的创新研发，也离不开技术布道者不遗余力的宣传推广。Cloud Foundry的奠基者和开发者多年来倾尽全力打造这款产品，我们也愿意为Cloud Foundry的推广出一份力，希望抛砖引玉，帮助国内更多企业更好地通过Cloud Foundry获得商业上的成功。
坦白地说，Cloud Foundry看似很复杂，但如果您能静下心来读一读本书，就会发现它本身的设计是很精练而自然的，它在很认真地解决一个广泛而复杂的问题。如果您能按照本书的介绍进行实战，即使是在笔记本电脑上安装一个单机的Cloud Foundry，执行一些操作，也会发现Cloud Foundry对用户很友好，操作很简单。
本书分为以下几部分。第1章和第2章分享了作者对云计算技术的理解、思考和对云计算发展趋势的判断，并以汽车行业为例，展现了云计算在助力传统企业数字化转型中的作用，以及如何通过PaaS实施企业的数字化转型。第3章和第4章介绍了Cloud Foundry的发展历史、架构、特色，以及如何基于Cloud Foundry开发云原生的应用。第5章介绍了Cloud Foundry的部署工具BOSH。第6章和第7章是Cloud Foundry的实战章节，介绍了Cloud Foundry的规划、部署和实施。最后两章介绍了Cloud Foundry的服务和运维工具，对于拓展Cloud Foundry的可用服务和提升运维的自动化程度很有帮助。
我们希望这本书能给准备借助云计算技术向数字化转型的企业决策者、CIO、正在从事云计算技术工作的读者带来帮助。作为学习型企业和团队，我们更建议采用如下方式阅读本书：企业的决策者阅读第1章和第2章，理解云战略（特别是PaaS云）提出的必要性和带来的数字化转型机会；之后将书传给软件开发团队，建议团队技术人员阅读第3章和第4章，这部分内容结合实际例子解释了Cloud Foundry的机理和云原生的概念；开发团队启动Cloud Foundry上的应用开发以后，可以把书传给云运维团队，他们可以重点阅读第5～9章，这部分内容会帮助他们理解如何在私有云或者公有云上运维Cloud Foundry。
目前，已有不少传统企业基于Cloud Foundry进行数字化转型，更有很多创业团队基于Cloud Foundry开展他们的工作。关于如何创建一个适合数字化经济的新型创新软件和数据团队，作者非常想听到读者的问题和经验。您可以关注本书微博号（@Cloud Foundry: 从数字战略到实现）并留言。
限于作者的学识，本书难免有疏漏之处，恳请同行和各位读者批评指正，我们将不胜感激。
冯雷(Ray Feng)Pivotal中国研发中心总经理高小明 (Simon Gao)Pivotal Cloud Foundry高级研发经理Acknowledgements?致　　谢我们特别感谢为Cloud Foundry产品持续投资的Pivotal公司，感谢在持续不断改进Cloud Foundry的研发团队。
Pivotal研发中心的前身EMC Greenplum研究部门在范承工博士和Greenplum创始人Scott Yara的关心下成立，这里一并感谢。也感谢EMC中国研究院院长刘伟博士和VMware中国研发中心总经理Alan Ren对Pivotal中国研发中心和Cloud Foundry的一贯支持。他们的帮助是本书能够出版的前提。
同时也感谢为本书出版提供编辑、审稿和出版的机械工业出版社华章分社。
感谢Pivotal研发中心执行助理段旻（Ariel Duan）为本书出版所作出的项目管理。
感谢Pivotal Cloudops中国团队所有成员对本书的贡献，特别是朱磊对第7章和第9章部分内容的整理、编写以及赵园对第5章内容的整理、编写。
感谢Pivotal的Scott Frederick，本书对于应用开发的讲解基于Scott的演示项目。
最后，感谢所有为本书提供支持鼓励、内容建议和书稿审阅的朋友，这里不再一一列举。

冯雷，PIVOTOL中国研发总经理，1997-2001就读于北京大学物理系，
2001-2003就读于卡内基梅隆信息系统管理学。2006 -2009任职于Oracle美国加州总部服务器技术部门，2010 至今任职于EMC/Pivotal 中国研发中心，从事大数据分析相关工作。

目　　录?Contents
序
前　言
致　谢
第1章　数字化变革下的新云浪潮 1
1.1　计算技术的变迁与发展 1
1.1.1　计算技术经历的三代平台及其背后的技术公司 2
1.1.2　三代技术平台所驱动的商业模式 5
1.2　云计算概述 8
1.2.1　I层云 9
1.2.2　S层云 12
1.2.3　P层云 13
1.3　P层云计算和数字化变革 15
第2章　数字化转型第一步：选择PaaS云平台 18
2.1　数字化转型带来的新需求 19
2.1.1　车联网 20
2.1.2　运输网络和行程共享 20
2.1.3?无人驾驶 21
2.1.4　智能维护 22
2.1.5　电动汽车 22
2.2　数字化转型中的精益方法 22
2.3　数字平台选型 23
2.4　组建软件开发团队 25
第3章　Cloud Foundry：开源的PaaS云平台 29
3.1　Cloud Foundry的历史 30
3.2　Cloud Foundry的架构 31
3.3　应用准备和运行 36
3.4　Cloud Foundry 的特色 38
3.4.1　微服务 38
3.4.2　可伸缩 40
3.4.3　运维友好 41
3.4.4　高可用 43
3.4.5　可扩展 47
3.4.6　容器化 50
3.4.7　安全 51
3.5　Cloud Foundry的应用案例 52
3.6　本章小结 53
第4章　基于Cloud Foundry开发云原生的应用 55
4.1　云原生 55
4.2　持续发布和Concourse 57
4.3　微服务和Spring Boot 58
4.4　企业云原生应用的开发 59
4.4.1　应用案例描述 59
4.4.2　准备工作 60
4.4.3　创建后端微服务 61
4.4.4　前端子项目的开发 78
4.5　应用的管理 79
4.6　更多Spring Cloud服务 81
4.7　本章小结 85
第5章　BOSH原理与分析 86
5.1　BOSH概述 86
5.1.1　BOSH 的组件 87
5.1.2　BOSH部署的基本元素 89
5.2　安装与使用BOSH 90
5.2.1　使用bosh init安装BOSH 90
5.2.2　使用bosh init 创建一个基于AWS的BOSH 91
5.2.3　BOSH的用户设置 101
5.2.4　使用BOSH 106
5.2.5　BOSH命令详解 107
5.2.6　BOSH 部署描述文件的属性 111
5.2.7　使用BOSH创建自己的release 118
5.2.8　BOSH中的Health Monitor 131
5.3　BOSH 故障排除 141
5.4　本章小结 141
第6章　Cloud Foundry?的部署规划 143
6.1　容量规划 143
6.1.1　容量规划的概念和目标 143
6.1.2　Cloud Foundry的容量规划 144
6.1.3　Cloud Foundry的容量监控 145
6.2　网络设计 146
6.2.1　网络设计的目标 146
6.2.2　典型的网络设计方案 147
6.3　安全策略 149
6.3.1　通过网络规划保证系统安全 149
6.3.2　Cloud Foundry应用（APP）的安全 150
6.3.3　应用（APP）级防火墙：网络流量规则 151
6.3.4　BOSH的安全 151
6.3.5　认证与授权 151
6.3.6　安全事件的记录和审查 151
6.3.7　安全性的一些建议 152
6.4　本章小结 152
第7章　Cloud Foundry的部署实施 153
7.1　基于AWS的安装 153
7.1.1　安装的先决条件 153
7.1.2　部署Cloud Foundry 161
7.2　基于OpenStack的安装 167
7.2.1　安装的先决条件 167
7.2.2　部署Cloud Foundry 172
7.3　基于vSphere的安装 182
7.3.1　安装的先决条件 182
7.3.2　部署Micro BOSH 183
7.3.3　部署Cloud Foundry 185
7.4　使用Ops Manager安装 189
7.4.1　OpenStack支持版本 189
7.4.2　安装的先决条件 190
7.4.3　配置OpenStack环境 191
7.4.4　配置并安装Ops Manager Director 198
7.4.5　安装Cloud Foundry 205
7.5　本章小结 211
第8章　Cloud Foundry的运维 212
8.1　度量 212
8.2　度量的发送 213
8.2.1　Bosh Health Monitor 214
8.2.2　Cloud Foundry Collector 214
8.2.3　Cloud Foundry Loggregator 214
8.3　度量收集与监控面板 216
8.3.1　Datadog 216
8.3.2　OpenTSDB 217
8.4　系统监控与报警处理 218
8.5　日志的收集和分析 219
第9章　服务与工具 222
9.1　服务 222
9.1.1　服务简介 222
9.1.2　实现服务代理 225
9.1.3　管理服务代理 226
9.1.4　使用服务 228
9.1.5　用户提供的服务 229
9.1.6　服务示例 230
9.2　工具 235
9.2.1　PCF-Dev 235
9.2.2　Concourse 240
9.2.3　Spiff 241
9.3　本章小结 250
参考文献 251