Felhőalapú hálózati szolgáltatások programozása Go nyelven

1. Bevezetés a cloud-native fejlesztésbe. A monolitikus alkalmazásoktól az elosztott mikroszolgáltatás-alapú alkalmazásokig, az elosztott alkalmazások fejlesztésében leggyakrabban felmerülő félreértések (Fallacies of distributed computing). A cloud-native fejlesztési filozófia. A Kubernetes.
2. A Go programozás alapjai I. Go történelem. Go nyelvi elemek: változók, deklarációk, láthatóság, adattípusok (tömbök, szeletek, struktúrák), vezérlési szerkezetek. Függvények.
3. A Go programozás alapjai II. Struktúrák, metódusok, hibakezelés, interfészek. Csomagok, importálás, tesztelő függvények, hibakeresés. Egy esettanulmány.
4. A Go programozás alapjai III. Konkurens programok fejlesztése Go-ban, a CSP konkurencia modell. Go rutinok, szálak, csatornák, versenyhelyzetek és a mutexek.
5. Cloud-native fejlesztési minták: Immutability. HTTP szolgáltatások fejlesztése Góban. Alkalmazás és erőforrás állapotok, a beágyazott állapotok veszélyei. Perzisztencia tranzakciós naplófájl használatával. Az "immutability" szerepe.
6. Cloud-native fejlesztési minták: Idempotency. A RESTful APIk jellemzői és megvalósításuk Go nyelven. Konkurens adatstruktúrák használata, szinkronizáció csatornákkal. Állapotok kiszervezése külső adatbázisba.  Az "újrapróbálhatóság" és az "idempotency" szerepe.
7. Cloud-native programtervezési minták: Resiliency I. Mikroszolgáltatások: motiváció, jellemzők. Minták megbízható kliens oldali alkalmazások fejlesztésére: circuit breaker, timeout, retry. A "retry storm" megelőzése, az "exponential random backoff" retry stratégia.
8. Cloud-native programtervezési minták: Resiliency II. Minták megbízható elosztott szerver oldali alkalmazások fejlesztésére: throttle/rate-limiter és debounce minta. A "retry storm" megelőzése szerver oldalon a rate-limiting segítségével.
9. Cloud-native programtervezési minták: Scalability. A vertikális és horizontális skálázás. Konkurens programtervezési minták: fan-in, fan-out, future, sharding. A terheléselosztás: round-robin, konzisztens hash, "power of two choices". Automatikus skálázás.
10. Cloud-native programtervezési minták: Observability. Megfigyelhetőség az elosztott alkalmazások üzemeltetésében. Az idősor (time series) adatbázisok és a Prometheus, metrikák, Prometheus kliens használata Go nyelven. A dashboard-ok szerepe.
11. Cloud-native programtervezési minták: Lazy coupling. A lazán csatolás szerepe a felhő alkalmazásokban: API verziók, API gateway-ek. Lazán csatolást támogató nyelvi elemek Go-ban. APIk definíciója az OpenAPI segítségével, a gRPC. A hexagonális architektúra.
12. A szolgáltatáshálók I. A cloud-native programtervezési minták beépítése az infrastruktúrába, a sidecar proxy architektúra és az alkalmazás-szintű hálózati virtualizáció. Az Istio. Health-checking, retry/timeout, load-balancing és circuit breaker Istioban. Káosztesztelés és a mesterséges hibák előidézése (fault injection).
13. A szolgáltatáshálók II. Forgalommenedzsment: HTTP routing és rewriting a szolgáltatáshálók fölött. Continuous delivery, DevOps és GitOps, a "canary rollout" stratégia támogatása Istio felett. Biztonsági szolgáltatások az Istioban: a mikroszegmentáció, Mutual TLS. A "distributed tracing".
14. Házi feladatok bemutatása.

A gyakorlatok/laborok részletes tematikája:

1. Docker és Kubernetes alapok, legfontosabb Kubernetes absztrakciók (Pod, ReplicaSet, Deployment, Service, ClusterIP, DNS), lokális Kubernetes környezet telepítése, egy mintaalkalmazás. Fejlesztési környezet kialakítása, Go eszközök megismerése, ‘Hello world' program írása és egyéb példafeladatok megoldása.
2. Egyszerű HTTP szolgáltatás beágyazott állapotokkal, konténer építése, Kubernetes telepítés és tesztelés. A skálázás hatása round-robin és "sticky sessions" terhelés-megosztással, és az újraindítás hatása a beágyazott állapotokra.
3. Egyszerű key-value store fejlesztése Go nyelven. HTTP kérések indítása Go nyelven, kliens alkalmazás. Konténer építése, Kubernetes telepítés, tesztelés. Egyszerű mikroszolgáltatás alapú mintaalkalmazás összeállítása a HTTP alkalmazás és a key-value store segítségével.
4. Hálózati hibák és késleltetések kezelése kliens oldalon: timeout/retry egyedi Go kódokkal, generikus minták. Hálózati hibák és késleltetések kezelése a szerver oldalon: rate-limiting egyedi Go kódokkal, generikus minták.
5. A sharding megvalósítása a key-value store-ban. Kubernetes telepítés a StatefulSet absztrakció használatával. Horizontális skálázás és terheléselosztás. Alkalmazás-specifikus monitoring információk exportálása a key-value store-ból a Prometheus kliens segítségével. A Prometheus operátor, a "scraping" beállítása. Dashboard készítése a Grafana segítségével.
6. A korábban fejlesztett mikroszolgáltatás alapú alkalmazás integrálása Istio fölé. HTTP routing, load-balancing, timeout és circuit breaker központi konfigurációja Istioban, a megfelelő kódrészletek eltávolítása az alkalmazásból, tesztelés. Mikroszegmentáció a minta-alkalmazásban. Monitoring.