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每天5分钟玩转Kubernetes

Kubernetes 是容器编排引擎的事实标准，是继大数据、云计算和 Docker 之后又一热门技术，而且未来相当一段时间内都会非常流行。对于IT行业来说，这是一项非常有价值的技术。对于IT从业者来说，掌握容器技术既是市场的需要，也是提升自我价值的重要途径。

《每天5分钟玩转Kubernetes》共15章，系统介绍了 Kubernetes 的架构、重要概念、安装部署方法、运行管理应用的技术、网络存储管理、集群监控和日志管理等重要内容。书中通过大量实操案例深入浅出地讲解 Kubernetes 核心技术，是一本从入门到进阶的实用Kubernetes 操作指导手册。读者在学习的过程中，可以跟着教程进行操作，在实践中掌握 Kubernetes 的核心技能。在之后的工作中，则可以将本教程作为参考书，按需查找相关知识点。

《每天5分钟玩转 Kubernetes》主要面向微服务软件开发人员，以及 IT 实施和运维工程师等相关人员，也适合作为高等院校和培训学校相关专业的教学参考书。

 

第1章  先把 Kubernetes 跑起来 1

1.1  先跑起来 1

1.2  创建 Kubernetes 集群 2

1.3  部署应用 4

1.4  访问应用 5

1.5  Scale 应用 6

1.6  滚动更新 7

1.7  小结 8

第2章  重要概念 9

第3章  部署 Kubernetes Cluster 13

3.1  安装 Docker 14

3.2  安装 kubelet、kubeadm 和 kubectl 14

3.3  用 kubeadm 创建 Cluster 14

3.3.1  初始化Master 14

3.3.2  配置 kubectl 16

3.3.3  安装Pod网络 16

3.3.4  添加 k8s-node1 和 k8s-node2 16

3.4  小结 18

第4章  Kubernetes 架构 19

4.1  Master 节点 19

4.2  Node 节点 20

4.3  完整的架构图 21

4.4  用例子把它们串起来 22

4.5  小结 24

第5章  运行应用 25

5.1  Deployment 25

5.1.1  运行Deployment 25

5.1.2  命令 vs 配置文件 29

5.1.3  Deployment 配置文件简介 30

5.1.4  伸缩 31

5.1.5  Failover 33

5.1.6  用label 控制 Pod 的位置 33

5.2  DaemonSet 36

5.2.1  kube-flannel-ds 36

5.2.2  kube-proxy 37

5.2.3  运行自己的 DaemonSet 38

5.3  Job 40

5.3.1  Pod 失败的情况 41

5.3.2  Job 的并行性 43

5.3.3  定时 Job 45

5.4  小结 48

第6章  通过 Service 访问 Pod 49

6.1  创建 Service 49

6.2  Cluster IP 底层实现 51

6.3  DNS 访问 Service 53

6.4  外网如何访问 Service 55

6.5  小结 58

第7章  Rolling Update 59

7.1  实践 59

7.2  回滚 61

7.3  小结 63

第8章  Health Check 64

8.1  默认的健康检查 64

8.2  Liveness 探测 65

8.3  Readiness 探测 67

8.4  Health Check 在 Scale Up 中的应用 69

8.5  Health Check 在滚动更新中的应用 71

8.6  小结 75

第9章  数据管理 76

9.1  Volume 76

9.1.1  emptyDir 76

9.1.2  hostPath 78

9.1.3  外部 Storage Provider 79

9.2  PersistentVolume & PersistentVolumeClaim 81

9.2.1  NFS PersistentVolume 81

9.2.2  回收 PV 84

9.2.3  PV 动态供给 86

9.3  一个数据库例子 87

9.4  小结 91

第10章  Secret & Configmap 92

10.1  创建 Secret 92

10.2  查看 Secret 93

10.3  在Pod中使用Secret 94

10.3.1  Volume 方式 94

10.3.2  环境变量方式 96

10.4  ConfigMap 97

10.5  小结 100

第11章  Helm—Kubernetes的包管理器 101

11.1  Why Helm 101

11.2  Helm 架构 103

11.3  安装 Helm 104

11.3.1  Helm 客户端 104

11.3.2  Tiller服务器 105

11.4  使用Helm 106

11.5  chart 详解 109

11.5.1  chart 目录结构 109

11.5.2  chart 模板 113

11.5.3  再次实践 MySQL chart 115

11.5.4  升级和回滚 release 118

11.5.5  开发自己的 chart 119

11.6  小结 126

第12章  网  络 127

12.1  Kubernetes 网络模型 127

12.2  各种网络方案 128

12.3  Network Policy 129

12.3.1  部署 Canal 129

12.3.2  实践 Network Policy 130

12.4  小结 135

第13章  Kubernetes Dashboard 136

13.1  安装 136

13.2  配置登录权限 137

13.3  Dashboard 界面结构 139

13.4  典型使用场景 140

13.4.1  部署 Deployment 140

13.4.2  在线操作 141

13.4.3  查看资源详细信息 142

13.4.4  查看 Pod 日志 142

13.5  小结 143

第14章  Kubernetes 集群监控 144

14.1  Weave Scope 144

14.1.1  安装 Scope 144

14.1.2  使用 Scope 145

14.2  Heapster 151

14.2.1  部署 151

14.2.2  使用 152

14.3  Prometheus Operator 155

14.3.1  Prometheus 架构 159

14.3.2  Prometheus Operator 架构 161

14.3.3  部署 Prometheus Operator 162

14.4  小结 167

第15章  Kubernetes 集群日志管理 168

15.1  部署 168

15.2  小结 173

写在后 174

每天5分钟玩转Docker容器技术

Docker和容器技术是当下火的IT技术，无论是互联网还是传统企业都在研究和实践如何用容器构建自己的 IT
基础设施。学习本书能够让读者少走弯路，系统地学习、掌握和实践 Docker
和容器技术。本书共分为三部分。一部分介绍容器技术生态环境。第二部分是容器核心知识，包括架构、镜像、容器、网络和存储。第三部分是容器进阶知识，包括多主机管理、跨主机网络方案、监控、日志管理和数据管理。读者在学习的过程中，可以跟着教程进行操作，在实践中掌握
Docker 容器技术的核心技能。在之后的工作中，可以将本教程作为参考书，按需查找相关知识点。本书主要面向微服务软件开发人员，以及 IT
实施和运维工程师等相关人员，也适合高等院校和培训学校相关专业的师生教学参考。

 

一篇  启 程

第1章  鸟瞰容器生态系统 3

1.1  容器生态系统 3

1.2  本教程覆盖的知识范围 10

1.3  准备实验环境 10

1.3.1  环境选择 10

1.3.2  安装 Docker 10

1.4  运行一个容器 11

1.5  小结 12

第二篇  容器技术

第2章  容器核心知识概述 15

2.1  What —— 什么是容器 15

2.2  Why —— 为什么需要容器 16

2.2.1  容器解决的问题 16

2.2.2  Docker 的特性 20

2.2.3  容器的优势 20

2.3  How —— 容器是如何工作的 21

2.4  小结 24

第3章  Docker 镜像 26

3.1  镜像的内部结构 26

3.1.1  hello-world —— 小的镜像 26

3.1.2  base 镜像 27

3.1.3  镜像的分层结构 30

3.2  构建镜像 32

3.2.1  docker commit 32

3.2.2  Dockerfile 34

3.3  RUN vs CMD vs ENTRYPOINT 42

3.3.1  Shell 和 Exec 格式 42

3.3.2  RUN 44

3.3.3  CMD 44

3.3.4  ENTRYPOINT 45

3.3.5  佳实践 46

3.4  分发镜像 46

3.4.1  为镜像命名 46

3.4.2  使用公共 Registry 49

3.4.3  搭建本地 Registry 51

3.5  小结 52

第4章  Docker 容器 55

4.1  运行容器 55

4.1.1  让容器长期运行 56

4.1.2  两种进入容器的方法 57

4.1.3  运行容器的佳实践 59

4.1.4  容器运行小结 59

4.2  stop/start/restart 容器 60

4.3  pause / unpause 容器 61

4.4  删除容器 61

4.5  State Machine 62

4.6  资源限制 65

4.6.1  内存限额 65

4.6.2  CPU 限额 66

4.6.3  Block IO 带宽限额 68

4.7  实现容器的底层技术 69

4.7.1  cgroup 70

4.7.2  namespace 70

4.8  小结 72

第5章  Docker 网络 74

5.1  none 网络 74

5.2  host 网络 75

5.3  bridge 网络 76

5.4  user-defined 网络 78

5.5  容器间通信 84

5.5.1  IP通信 84

5.5.2  Docker DNS Server 85

5.5.3  joined 容器 85

5.6  将容器与外部世界连接 87

5.6.1  容器访问外部世界 87

5.6.2  外部世界访问容器 90

5.7 小结 91

第6章  Docker 存储 92

6.1  storage driver 92

6.2  Data Volume 94

6.2.1  bind mount 94

6.2.2  docker managed volume 96

6.3  数据共享 99

6.3.1  容器与 host 共享数据 99

6.3.2  容器之间共享数据 99

6.4  volume container 100

6.5  data-packed volume container 102

6.6  Data Volume 生命周期管理 103

6.6.1  备份 104

6.6.2  恢复 104

6.6.3  迁移 104

6.6.4  销毁 104

6.7  小结 105

第三篇  容器进阶知识

第7章  多主机管理 109

7.1  实验环境描述 110

7.2  安装 Docker Machine 111

7.3  创建 Machine 112

7.4  管理Machine 114

第8章  容器网络 117

8.1  libnetwork & CNM 117

8.2  overlay 119

8.2.1  实验环境描述 120

8.2.2  创建overlay网络 121

8.2.3  在overlay中运行容器 122

8.2.4  overlay 网络连通性 124

8.2.5  overlay 网络隔离 126

8.2.6  overlay IPAM 127

8.3  macvlan 127

8.3.1  准备实验环境 127

8.3.2  创建 macvlan 网络 128

8.3.3  macvlan 网络结构分析 130

8.3.4  用 sub-interface 实现多 macvlan 网络 131

8.3.5  macvlan 网络间的隔离和连通 132

8.4  flannel 136

8.4.1  实验环境描述 137

8.4.2  安装配置 etcd 137

8.4.3  build flannel 138

8.4.4  将 flannel 网络的配置信息保存到 etcd 139

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