Kubernetes權威指南――從Docker到Kubernetes實踐全接觸

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內容簡介

從PaaS平臺建設和運維的角度去理解、分析和解決問題，囊括了Docker入門、Kubernetes技術架構及核心原理、網絡及存儲方案、行業實踐指南、PaaS生態鏈以及發展趨勢等方面的內容，圖文並茂、內容豐富、由淺入深、講解全面，具備很強的可借鑑性。

目 錄

序
前言
第1章　Docker簡介 1
1.1　什麼是Docker 1
1.2　爲何要用Docker 3
1.3　Docker基本概念 4
1.3.1　鏡像 4
1.3.2　容器 6
1.3.3　鏡像倉庫 8
1.4　Docker架構及原理 8
1.4.1　Docker架構 8
1.4.2　Docker原理 11
1.4.3　容器網絡 15
1.4.4　容器存儲 16
1.5　Docker安裝 16
1.5.1　手動安裝模式 17
1.5.2　Ubuntu中自動化安裝Docker 18
1.5.3　CentOS中自動化安裝Docker 19
第2章　容器引擎 21
2.1　容器引擎實現原理 22
2.2　容器生命週期管理 29
2.3　容器狀態管理 33
2.4　訪問運行狀態容器 35
2.5　訪問容器內容 36
第3章　鏡像管理 37
3.1　Dockerfile及鏡像製做 37
3.1.1　Dockerfile的做用 37
3.1.2　Dockerfile文件構成 37
3.1.3　經常使用命令集 38
3.1.4　構建鏡像 38
3.2　鏡像基本操做 38
3.2.1　從鏡像倉庫下載鏡像 38
3.2.2　將本地鏡像上傳到鏡像倉庫 39
3.2.3　查看本地鏡像 39
3.2.4　導出和導入本地鏡像 40
3.2.5　構建鏡像 41
3.2.6　修改本地鏡像標識 42
3.2.7　刪除本地鏡像 42
3.3　Dockerfile優化 42
3.3.1　Dockerfile檢查項 42
3.3.2　Dockerfile優化實例 43
3.3.3　檢查及優化工具 44
3.4　操做系統基礎鏡像製做 44
3.4.1　操做系統版本選擇 45
3.4.2　操做系統參數調整 45
3.4.3　肯定基礎rpm包範圍 45
3.4.4　肯定經常使用命令範圍 46
3.4.5　操做系統鏡像製做過程 48
3.4.6　系統資源限制配置說明 49
3.5　容器鏡像安全加固 49
3.5.1　容器安全加固規範 49
3.5.2　安全檢查工具 51
第4章　鏡像倉庫管理 52
4.1　Docker Registry 52
4.1.1　Docker Hub 52
4.1.2　第三方公共倉庫 53
4.1.3　創建私有鏡像倉庫 53
4.2　Harbor 54
4.2.1　Harbor架構 55
4.2.2　Harbor的鏡像同步機制 56
4.2.3　Harbor用戶認證 56
4.2.4　Harbor容器鏡像安全掃描 57
4.2.5　Harbor部署實戰 57
第5章　Docker相關部署實踐 59
5.1　MySQL Docker部署實踐 59
5.1.1　MySQL簡介 59
5.1.2　MySQL爲何要容器化部署 60
5.1.3　MySQL容器化操做實踐 60
5.2　Docker支持GPU實踐 62
5.2.1　GPU簡介 62
5.2.2　CPU與GPU的對比 63
5.2.3　經過nvidia-docker使用GPU 63
第6章　Kubernetes簡介 65
6.1　PaaS簡介 65
6.1.1　傳統PaaS系統 65
6.1.2　基於Docker的新型PaaS平臺 67
6.2　爲何須要Kubernetes 69
6.3　Kubernetes的由來 69
6.3.1　Kubernetes的特色 69
6.3.2　Kubernetes的歷史 70
6.4　Kubernetes核心概念 71
第7章　Kubernetes架構和部署 73
7.1　Kubernetes架構及組件 73
7.1.1　Master節點 73
7.1.2　Node節點 75
7.1.3　調度控制原理 76
7.1.4　集羣功能模塊間的通訊 76
7.1.5　Kubernetes高可用方案 77
7.2　Kubernetes部署方案總結 77
第8章　Pod相關核心技術 81
8.1　Pod 81
8.1.1　Pod定義文件詳解 81
8.1.2　基本操做 83
8.1.3　Pod與容器 85
8.1.4　鏡像 86
8.1.5　其餘設置 86
8.1.6　Pod調度 89
8.1.7　Pod生命週期 90
8.2　Label 92
8.3　Replication Controller和Replica Set 93
8.3.1　RC定義文件詳解 93
8.3.2　RC與Pod的關聯——Label 95
8.3.3　彈性伸縮 97
8.3.4　滾動升級 98
8.3.5　新一代副本控制器Replica Set 100
8.4　Horizontal Pod Autoscaler 101
8.5　Deployment 102
8.6　Job 105
8.7　StatefulSet 106
8.7.1　使用StatefulSet 106
8.7.2　擴容/縮容StatefulSet 108
8.8　ConfigMap 110
8.9　健康檢查 112
8.9.1　流程健康檢查 112
8.9.2　應用健康檢查 112
第9章　Kubernetes Service 114
9.1　容器及Pod間通訊 115
9.2　kube-proxy 117
9.3　DNS服務發現機制 118
9.4　Headless服務 119
9.5　Kubernetes服務 120
9.5.1　ClusterIP 122
9.5.2　NodePort 123
9.5.3　LoadBalancer 125
9.5.4　Ingress 125
9.6　網絡策略 127
9.7　完整的Kubernetes服務發佈實踐 128
9.7.1　各Kubernetes集羣
LoadBalancer服務發佈 130
9.7.2　Ingress服務發佈 132
9.7.3　服務發現 133
第10章　Kubernetes網絡 134
10.1　單主機Docker網絡通訊 134
10.1.1　Host模式 135
10.1.2　Container模式 135
10.1.3　None模式 136
10.1.4　Bridge模式 136
10.1.5　基礎網絡模型的優缺點分析 137
10.2　跨主機Docker網絡通訊 137
10.2.1　Flannel網絡方案 139
10.2.2　Calico網絡方案 140
10.2.3　利用Kuryr整合OpenStack與Kubernetes網絡 143
10.2.4　網絡方案對比分析 144
第11章　Kubernetes存儲 145
11.1　存儲使用場景 145
11.2　文件存儲的幾種形式 146
11.3　Flex Volume存儲管理方案 148
11.3.1　爲何須要靈活存儲組件 148
11.3.2　如何實現靈活存儲組件 148
11.4　標準化容器存儲接口CSI 149
第12章　安全及多租戶配額管理 150
12.1　API服務器認證 151

前 言

隨着基礎設施即服務（IaaS）的技術普及和普遍使用，人們逐漸認識到IaaS技術所帶來的顯著優點，如資源按需靈活定製、低成本、彈性伸縮、統一管控等，但這僅解決了應用系統對IT資源需求的按需交付問題，應用系統自己的DevOps、CI/CD、編排、自動化部署、配置管理、服務發現與路由、彈性伸縮、自動化監控與日誌採集等工做只能由應用自身完成或依賴於第三方工具，這將大大增長應用系統研發、運維和集成難度。
另外一方面，隨着企業數字化變革的深刻發展，企業對微服務、分佈式架構、Spring Cloud、大數據、人工智能、Serverless等新技術的使用也日益普遍，迫切須要一個知足上述需求的支撐平臺。
PaaS平臺的出現正是上述問題的最佳解決方案，也所以成爲全球各大IT巨頭和初創公司的研發重點，如IBM、VMware等，各類PaaS平臺粉墨登場，競爭異常激烈，如Ansible、Puppet、Cloudify、CloudFoundry、Mesos、Swarm、Kubernetes等，最終一個以「Docker+Kubernetes」爲核心的容器雲平臺讓人們看到了但願，它能夠知足大多數應用對PaaS平臺的指望。
做者在容器雲平臺領域有多年的技術積累。本書結合容器雲最新技術趨勢和做者的長期實踐，對容器雲平臺提出系統的看法，並對容器雲平臺實踐提供了思路和建議。本書在組織結構上分紅三大部分：基礎篇、中級篇和高級篇。
基礎篇（第1～5章）重點幫助初級人羣快速掌握Docker基礎知識，囊括了Docker容器的技術架構、Docker引擎原理、鏡像製做與優化、鏡像倉庫管理等容器基礎知識，文字淺顯易懂。
中級篇（第6～16章）是針對初中級讀者，使其具有全景PaaS技術棧理論和設計技能，包括Kubernetes架構及核心理念和技術原理、服務發現、容器網絡及存儲解決方案、運維監控等。同時還提供不少高級案例，如跨區域的服務部署、TensorFlow容器化部署、金融PaaS雲平臺等，有助於加深讀者對Kubernetes各類技術的理解，並可以融會貫通。
高級篇（第17～21章）是針對中級讀者的進階篇，經過本篇可瞭解業界最新的微服務基礎知識和各類微服務框架（或解決方案），如Spring Cloud、Serverless、Service Mesh等，還將這幾種微服務框架與容器雲平臺進行融合，以提供功能更完整、更健壯的容器雲解決方案。