第 1章理解Kubernetes架構1

1.1理解容器編排1

1.1.1物理機、虛擬機和容器1

1.1.2雲端容器2

1.1.3服務器運行模式2

1.2Kubernetes的相關概念3

1.2.1集*4

1.2.2節點4

1.2.3主節點4

1.2.4Pod4

1.2.5標簽5

1.2.6注解5

1.2.7標簽選擇器5

1.2.8副本控制器和副本集6

1.2.9服務6

1.2.10存儲卷6

1.2.11有狀態服務集7

1.2.12密鑰對像7

1.2.13名稱7

1.2.14*名空間8

1.3深入了解Kubernetes架構8

1.4Kubernetes API10

1.4.1Kubernetes API10

1.4.2自動伸縮 API10

1.5Kubernetes組件11

1.5.1主組件11

1.5.2節點組件12

1.6Kubernetes運行時13

1.6.1運行時接口13

1.6.2Docker14

1.6.3Rkt15

1.6.4Hyper Container16

1.7持續集成與部署17

1.7.1CI/CD流水線17

1.7.2為Kubernetes設計CI/CD流水線18

1.8總結19

第2章 創建Kubernetes集*20

2.1用Minikube快速創建單節點集*20

2.1.1準備工作20

2.1.2創建集*22

2.1.3故障排除23

2.1.4檢查集*24

2.1.5部署服務25

2.1.6用儀表板檢查集*26

2.2用Kubeadm創建多節點集*26

2.2.1準備工作26

2.2.2組建Vagrant虛擬機集*26

2.2.3安裝所需軟件27

2.2.4創建集*29

2.2.5建立Pod網絡30

2.2.6添加工作節點31

2.3在GCP、AWS和Azure雲端創建集*32

2.3.1雲提供商接口32

2.*.*GCP33

2.3.3AWS33

2.3.4Azure34

2.4從頭開始創建裸金屬集*34

2.4.1裸金屬用例34

2.4.2什麼時候應該考慮創建裸金屬集*35

2.5進程35

2.6使用虛擬私有雲基礎設施35

2.7總結36

第3章監控、日志記錄和故障排除37

3.1用Heapster監控Kubernetes37

*.*InfluxDB後端39

*.*.1存儲模式40

*.*.2Grafana可視化42

3.3儀表板的性能分析43

3.3.1頂視圖44

3.*.*添加中央日志49

3.4檢測節點問題51

3.4.1節點問題檢測器52

3.4.2DaemonSet52

3.4.3節點問題檢測DaemonSet52

3.5故障排除方案53

3.6設計健壯的繫統53

3.6.1硬件故障54

3.6.2配額、份額和限制54

3.6.3Bad Configuration55

3.6.4成本和性能56

3.7總結57

第4章高可用性和可靠性58

4.1高可用性概念58

4.1.1冗餘58

4.1.2熱交換59

4.1.3領導選舉59

4.1.4智能負載均衡59

4.1.5冪等59

4.1.6自愈60

4.2高可用性實踐60

4.2.1創建高可用性集*60

4.2.2確保節點可靠61

4.2.3保護集*狀態62

4.2.4保護數據66

4.2.5運行冗餘API服務器67

4.2.6用Kubernetes運行領導選舉67

4.2.7使預演環境高度可用69

4.2.8測試高可用性70

4.3集*在線升級71

4.3.1滾動升級71

4.*.*藍綠升級73

4.3.3管理數據契約變更73

4.3.4數據遷移74

4.3.5檢測過期API74

4.4大型集*的性能、成本和設計權衡75

4.4.1可用性要求75

4.4.2盡力而為75

4.4.3維護窗口76

4.4.4快速恢復76

4.4.5零停機時間77

4.4.6性能和數據的一致性78

4.5總結78

第5章配置Kubernetes安全、限制和賬戶80

5.1理解Kubernetes安全挑戰80

5.1.1節點挑戰81

5.1.2網絡挑戰81

5.1.3鏡像挑戰82

5.1.4配置和部署挑戰83

5.1.5Pod和容器挑戰84

5.1.6組織、文化和過程挑戰84

5.2加固Kubernetes85

5.2.1理解Kubernetes的服務賬戶85

5.2.2訪問API服務器87

5.2.3保護Pod90

5.2.4管理網絡策略95

5.2.5使用密鑰對像97

5.3運行多用戶集*100

5.3.1多用戶集*的案例100

5.*.*安全多租戶使用*名空間101

5.3.3避免*名空間陷阱102

5.4總結102

第6章使用關鍵Kubernetes資源103

6.1設計Hue平臺103

6.1.1定義Hue的範圍103

6.1.2規劃工作流107

6.2利用Kubernetes構建Hue平臺107

6.2.1有效使用kubectl107

6.2.2理解kubectl資源配置文件108

6.2.3在Pod中部署長時間運行的微服務110

6.3內外部服務分離114

6.3.1部署內部服務114

6.*.*創建Hue-reminders服務115

6.3.3從外部公開服務116

6.4使用*名空間限制訪問118

6.5啟動Job120

6.5.1並行運行作業121

6.5.2清理已完成的作業122

6.5.3調度計劃作業122

6.6kubectl獲得Pod123

6.7混合非集*組件124

6.7.1集*網絡外部組件124

6.7.2集*網絡內部組件125

6.7.3用Kubernetes管理Hue平臺125

6.7.4使用就緒探針管理依賴126

6.8為有序啟動Pod采用初始容器127

6.9用Kubernetes進化Hue平臺129

6.9.1Hue在企業中的運用129

6.9.2用Hue推進科學129

6.9.3用Hue實施教育129

6.10總結129

第7章管理Kubernetes存儲131

7.1持久存儲卷指導131

7.1.1存儲卷131

7.1.2創建持久存儲卷135

7.1.3持續存儲卷聲明137

7.1.4按使用存儲卷掛載聲明138

7.1.5存儲類139

7.1.6從端到端演示持久存儲卷140

7.2公共存儲卷類型——GCE、AWS和Azure144

7.2.1AWS彈性塊存儲（EBS）144

7.2.2AWS彈性文件繫統（EFS）145

7.2.3GCE持久化磁盤145

7.2.4Azure數據盤146

7.2.5Azure文件存儲147

7.3Kubernetes中的GlusterFS和Ceph存儲卷148

7.3.1使用GlusterFS148

7.*.*使用Ceph151

7.4Flocker作為集*容器數據存儲卷管理器153

7.5將企業存儲集成到Kubernetes155

7.6總結156

第8章使用Kubernetes運行有狀態的應用程序157

8.1Kubernetes中的有狀態與無狀態應用157

8.1.1理解分布式數據密集型應用的本質157

8.1.2為什麼在Kubernetes中管理狀態158

8.1.3為什麼在Kubernetes以外管理狀態158

8.2共享環境變量與DNS記錄158

8.2.1通過DNS訪問外部數據存儲159

8.2.2通過環境變量訪問外部數據存儲159

8.2.3使用冗餘內存狀態161

8.2.4使用DaemonSet進行冗餘持久存儲161

8.2.5應用持久存儲卷聲明161

8.2.6利用有狀態服務集162

8.3在Kubernetes運行Cassandra集*163

8.3.1Cassandra快速入門164

8.*.*Cassandra Docker鏡像164

8.3.3連接Kubernetes和Cassandra169

8.3.4創建Cassandra無源服務172

8.3.5使用有狀態服務集創建Cassandra集*172

8.3.6使用副本控制器分布Cassandra176

8.3.7利用DaemonSet分布Cassandra179

8.4總結180

第9章滾動更新、可伸縮性和配額181

9.1水平Pod自動伸縮181

9.1.1聲明水平Pod自動伸縮器182

9.1.2自定義度量183

9.1.3使用Kubectl自動伸縮185

9.2用自動伸縮進行滾動更新187

9.3用限制和配額處理稀缺資源188

9.3.1啟用資源配額189

9.*.*資源配額類型189

9.3.3配額範圍191

9.3.4請求與限制192

9.3.5使用配額192

9.4選擇與管理集*性能197

9.4.1選擇節點類型197

9.4.2選擇存儲解決方案197

9.4.3交易成本與響應時間198

9.4.4有效使用多節點配置198

9.4.5利用彈性雲資源198

9.4.6考慮Hyper.sh200

9.5挑戰Kubernetes性能極限200

9.5.1提高Kubernetes的性能和可擴展性201

9.5.2測量Kubernetes的性能和可伸縮性202

9.5.3按規模測試Kubernetes205

9.6總結206

第10章 高級Kubernetes網絡207

10.1理解Kubernetes網絡模型207

10.1.1容器內通信（容器-容器）207

10.1.2Pod間通信（Pod-Pod）208

10.1.3Pod-服務通信208

10.1.4外部訪問208

10.1.5Kubernetes網絡與Docker網絡209

10.1.6查找與發現210

10.1.7Kubernetes網絡插件212

10.2Kubernetes網絡解決方案217

10.2.1裸金屬集*橋接217

10.2.2Contiv218

10.2.3Open vSwitch218

10.2.4Nuage網絡VCS219

10.2.5Canal219

10.2.6Flannel220

10.2.7Calico工程221

10.2.8Romana222

10.2.9Weave Net222

10.3有效使用網絡策略223

10.4負載均衡選項224

10.4.1外部負載均衡器225

10.4.2服務負載均衡器228

10.4.3入口228

10.5編寫自己的CNI插件231

10.6總結236

第11章 在雲平臺和集*聯邦中運行Kubernetes237

11.1理解集*聯邦237

11.1.1集*聯邦的重要用例238

11.1.2聯邦控制平面240

11.1.3聯邦資源241

11.1.4高難度部分245

11.2管理Kubernetes集*聯邦248

11.3從底層建立集*聯邦248

11.3.1初始設置249

11.*.*使用官方hyperkube鏡像249

11.3.3運行聯邦控制平面249

11.3.4用聯邦注冊Kubernetes集*250

11.3.5更新KubeDNS251

11.3.6關閉聯邦251

11.3.7用Kubefed建立集*聯邦251

11.4運行聯邦工作負載257

11.4.1創建聯邦服務257

11.4.2添加後端Pod258

11.4.3驗證公共DNS記錄258

11.4.4發現聯邦服務259

11.4.5後端Pod和整個集*的故障處理261

11.4.6故障排除261

11.5總結262

第12章 自定義Kubernetes API和插件264

12.1使用Kubernetes API264

12.1.1理解OpenAPI264

12.1.2設置代理265

12.1.3直接探索Kubernetes API265

12.1.4通過Kubernetes API創建Pod268

12.1.5通過Python客戶端訪問Kubernetes API269

12.2擴展Kubernetes API275

12.2.1理解第三方資源的結構276

12.2.2開發第三方資源276

12.2.3整合第三方資源277

12.3編寫Kubernetes插件278

12.4編寫授權插件284

12.4.1編寫準入控制接口284

12.4.2編寫自定義度量插件287

12.4.3編寫卷插件288

12.5總結291

第13章 操作Kubernetes軟件包管理器292

13.1理解Helm292

13.1.1Helm的動機292

13.1.2Helm架構293

13.1.3Helm組件293

13.1.4Helm與Helm-Classic294

1*.*使用Helm294

1*.*.1安裝Helm294

1*.*.2尋找圖表295

1*.*.3安裝包297

1*.*.4使用安裝包庫302

1*.*.5使用Helm管理圖表303

13.3創建自己的圖表304

13.3.1Chart.yaml文件304

13.*.*數據文件306

13.3.3管理圖表依賴306

13.3.4使用模板和值309

13.4總結312

第14章 Kubernetes的未來313

14.1未來發展道路313

14.1.1Kubernetes的發行版和裡程碑313

14.1.2Kubernetes的特別興趣小組和工作組314

14.2面臨的挑戰314

14.2.1捆綁價值314

14.2.2Docker Swarm315

14.2.3Mesos/Mesosphere315

14.2.4雲平臺315

14.2.5AWS315

14.2.6Azure316

14.2.7阿裡雲316

14.3Kubernetes勢頭316

14.3.1社區316

14.*.*GitHub316

14.3.3會議316

14.3.4思維共享317

14.3.5生態繫統317

14.3.6公有雲提供商317

14.4教育和培訓318

14.5動態插件318

14.6總結319