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2019-01-01
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主编推荐语
Kubernetes容器编排系统实践：分布式应用部署与管理
内容简介
Kubernetes容器编排系统，能帮助我们妥善地管理分布式应用的部署结构和线上流量，高效地组织容器和服务。Kubernetes作为数据中心操作系统，在我们设计软件系统时，能尽量降低我们在底层网络和硬件设施上的心理负担。本书旨在教会读者如何在Kubernetes上部署分布式容器应用。本书开始部分概要介绍了Docker和Kubernetes的由来和发展，然后通过在Kubernetes里部署一个应用程序，并不断为其增加功能，逐步加深读者对于Kubernetes架构的理解，提升读者的实践能力。在本书的其余部分，读者也可以学习到诸如监控、调试及伸缩等方面的一些高阶主题。
目录
- 版权信息
- 内容简介
- 推荐序
- 译者序
- 前言
- 致谢
- 关于本书
- 关于作者
- 关于封面插画
- 1 Kubernetes介绍
- 1.1 Kubernetes系统的需求
- 1.1.1 从单体应用到微服务
- 1.1.2 为应用程序提供一个一致的环境
- 1.1.3 迈向持续交付：DevOps和无运维
- 1.2 介绍容器技术
- 1.2.1 什么是容器
- 1.2.2 Docker容器平台介绍
- 1.2.3 rkt——一个Docker的替代方案
- 1.3 Kubernetes介绍
- 1.3.1 初衷
- 1.3.2 深入浅出地了解Kubernetes
- 1.3.3 Kubernetes集群架构
- 1.3.4 在Kubernetes中运行应用
- 1.3.5 使用Kubernetes的好处
- 1.4 本章小结
- 2 开始使用Kubernetes和Docker
- 2.1 创建、运行及共享容器镜像
- 2.1.1 安装Docker并运行Hello World容器
- 2.1.2 创建一个简单的Node.js应用
- 2.1.3 为镜像创建Dockerfile
- 2.1.4 构建容器镜像
- 2.1.5 运行容器镜像
- 2.1.6 探索运行容器的内部
- 2.1.7 停止和删除容器
- 2.1.8 向镜像仓库推送镜像
- 2.2 配置Kubernetes集群
- 2.2.1 用Minikube运行一个本地单节点Kubernetes集群
- 2.2.2 使用Google Kubernetes Engine托管Kubernetes集群
- 2.2.3 为kubectl配置别名和命令行补齐
- 2.3 在Kubernetes上运行第一个应用
- 2.3.1 部署Node.js应用
- 2.3.2 访问Web应用
- 2.3.3 系统的逻辑部分
- 2.3.4 水平伸缩应用
- 2.3.5 查看应用运行在哪个节点上
- 2.3.6 介绍Kubernetes dashboard
- 2.4 本章小结
- 3 pod：运行于Kubernetes中的容器
- 3.1 介绍pod
- 3.1.1 为何需要pod
- 3.1.2 了解pod
- 3.1.3 通过pod合理管理容器
- 3.2 以YAML或JSON描述文件创建pod
- 3.2.1 检查现有pod的YAML描述文件
- 3.2.2 为pod创建一个简单的YAML描述文件
- 3.2.3 使用kubectl create来创建pod
- 3.2.4 查看应用程序日志
- 3.2.5 向pod发送请求
- 3.3 使用标签组织pod
- 3.3.1 介绍标签
- 3.3.2 创建pod时指定标签
- 3.3.3 修改现有pod的标签
- 3.4 通过标签选择器列出pod子集
- 3.4.1 使用标签选择器列出pod
- 3.4.2 在标签选择器中使用多个条件
- 3.5 使用标签和选择器来约束pod调度
- 3.5.1 使用标签分类工作节点
- 3.5.2 将pod调度到特定节点
- 3.5.3 调度到一个特定节点
- 3.6 注解pod
- 3.6.1 查找对象的注解
- 3.6.2 添加和修改注解
- 3.7 使用命名空间对资源进行分组
- 3.7.1 了解对命名空间的需求
- 3.7.2 发现其他命名空间及其pod
- 3.7.3 创建一个命名空间
- 3.7.4 管理其他命名空间中的对象
- 3.7.5 命名空间提供的隔离
- 3.8 停止和移除pod
- 3.8.1 按名称删除pod
- 3.8.2 使用标签选择器删除pod
- 3.8.3 通过删除整个命名空间来删除pod
- 3.8.4 删除命名空间中的所有pod，但保留命名空间
- 3.8.5 删除命名空间中的（几乎）所有资源
- 3.9 本章小结
- 4 副本机制和其他控制器：部署托管的pod
- 4.1 保持pod健康
- 4.1.1 介绍存活探针
- 4.1.2 创建基于HTTP的存活探针
- 4.1.3 使用存活探针
- 4.1.4 配置存活探针的附加属性
- 4.1.5 创建有效的存活探针
- 4.2 了解ReplicationController
- 4.2.1 ReplicationController的操作
- 4.2.2 创建一个ReplicationController
- 4.2.3 使用ReplicationController
- 4.2.4 将pod移入或移出ReplicationController的作用域
- 4.2.5 修改pod模板
- 4.2.6 水平缩放pod
- 4.2.7 删除一个ReplicationController
- 4.3 使用ReplicaSet而不是ReplicationController
- 4.3.1 比较ReplicaSet和ReplicationController
- 4.3.2 定义ReplicaSet
- 4.3.3 创建和检查ReplicaSet
- 4.3.4 使用ReplicaSet的更富表达力的标签选择器
- 4.3.5 ReplicaSet小结
- 4.4 使用DaemonSet在每个节点上运行一个pod
- 4.4.1 使用DaemonSet在每个节点上运行一个pod
- 4.4.2 使用DaemonSet只在特定的节点上运行pod
- 4.5 运行执行单个任务的pod
- 4.5.1 介绍Job资源
- 4.5.2 定义Job资源
- 4.5.3 看Job运行一个pod
- 4.5.4 在Job中运行多个pod实例
- 4.5.5 限制Job pod完成任务的时间
- 4.6 安排Job定期运行或在将来运行一次
- 4.6.1 创建一个CronJob
- 4.6.2 了解计划任务的运行方式
- 4.7 本章小结
- 5 服务：让客户端发现pod并与之通信
- 5.1 介绍服务
- 5.1.1 创建服务
- 5.1.2 服务发现
- 5.2 连接集群外部的服务
- 5.2.1 介绍服务endpoint
- 5.2.2 手动配置服务的endpoint
- 5.2.3 为外部服务创建别名
- 5.3 将服务暴露给外部客户端
- 5.3.1 使用NodePort类型的服务
- 5.3.2 通过负载均衡器将服务暴露出来
- 5.3.3 了解外部连接的特性
- 5.4 通过Ingress暴露服务
- 5.4.1 创建Ingress资源
- 5.4.2 通过Ingress访问服务
- 5.4.3 通过相同的Ingress暴露多个服务
- 5.4.4 配置Ingress处理TLS传输
- 5.5 pod就绪后发出信号
- 5.5.1 介绍就绪探针
- 5.5.2 向pod添加就绪探针
- 5.5.3 了解就绪探针的实际作用
- 5.6 使用headless服务来发现独立的pod
- 5.6.1 创建headless服务
- 5.6.2 通过DNS发现pod
- 5.6.3 发现所有的pod——包括未就绪的pod
- 5.7 排除服务故障
- 5.8 本章小结
- 6 卷：将磁盘挂载到容器
- 6.1 介绍卷
- 6.1.1 卷的应用示例
- 6.1.2 介绍可用的卷类型
- 6.2 通过卷在容器之间共享数据
- 6.2.1 使用emptyDir卷
- 6.2.2 使用Git仓库作为存储卷
- 6.3 访问工作节点文件系统上的文件
- 6.3.1 介绍hostPath卷
- 6.3.2 检查使用hostPath卷的系统pod
- 6.4 使用持久化存储
- 6.4.1 使用GCE持久磁盘作为pod存储卷
- 6.4.2 通过底层持久化存储使用其他类型的卷
- 6.5 从底层存储技术解耦pod
- 6.5.1 介绍持久卷和持久卷声明
- 6.5.2 创建持久卷
- 6.5.3 通过创建持久卷声明来获取持久卷
- 6.5.4 在pod中使用持久卷声明
- 6.5.5 了解使用持久卷和持久卷声明的好处
- 6.5.6 回收持久卷
- 6.6 持久卷的动态卷配置
- 6.6.1 通过StorageClass资源定义可用存储类型
- 6.6.2 请求持久卷声明中的存储类
- 6.6.3 不指定存储类的动态配置
- 6.7 本章小结
- 7 ConfigMap和Secret：配置应用程序
- 7.1 配置容器化应用程序
- 7.2 向容器传递命令行参数
- 7.2.1 在Docker中定义命令与参数
- 7.2.2 在Kubernetes中覆盖命令和参数
- 7.3 为容器设置环境变量
- 7.3.1 在容器定义中指定环境变量
- 7.3.2 在环境变量值中引用其他环境变量
- 7.3.3 了解硬编码环境变量的不足之处
- 7.4 利用ConfigMap解耦配置
- 7.4.1 ConfigMap介绍
- 7.4.2 创建ConfigMap
- 7.4.3 给容器传递ConfigMap条目作为环境变量
- 7.4.4 一次性传递ConfigMap的所有条目作为环境变量
- 7.4.5 传递ConfigMap条目作为命令行参数
- 7.4.6 使用configMap卷将条目暴露为文件
- 7.4.7 更新应用配置且不重启应用程序
- 7.5 使用Secret给容器传递敏感数据
- 7.5.1 介绍Secret
- 7.5.2 默认令牌Secret介绍
- 7.5.3 创建Secret
- 7.5.4 对比ConfigMap与Secret
- 7.5.5 在pod中使用Secret
- 7.6 本章小结
- 8 从应用访问pod元数据以及其他资源
- 8.1 通过Downward API传递元数据
- 8.1.1 了解可用的元数据
- 8.1.2 通过环境变量暴露元数据
- 8.1.3 通过downwardAPI卷来传递元数据
- 8.2 与Kubernetes API服务器交互
- 8.2.1 探究Kubernetes REST API
- 8.2.2 从pod内部与API服务器进行交互
- 8.2.3 通过ambassador容器简化与API服务器的交互
- 8.2.4 使用客户端库与API服务器交互
- 8.3 本章小结
- 9 Deployment:声明式地升级应用
- 9.1 更新运行在pod内的应用程序
- 9.1.1 删除旧版本pod，使用新版本pod替换
- 9.1.2 先创建新pod再删除旧版本pod
- 9.2 使用ReplicationController实现自动的滚动升级
- 9.2.1 运行第一个版本的应用
- 9.2.2 使用kubectl来执行滚动式升级
- 9.2.3 为什么kubectl rolling-update已经过时
- 9.3 使用Deployment声明式地升级应用
- 9.3.1 创建一个Deployment
- 9.3.2 升级Deployment
- 9.3.3 回滚Deployment
- 9.3.4 控制滚动升级速率
- 9.3.5 暂停滚动升级
- 9.3.6 阻止出错版本的滚动升级
- 9.4 本章小结
- 10 StatefulSet：部署有状态的多副本应用
- 10.1 复制有状态pod
- 10.1.1 运行每个实例都有单独存储的多副本
- 10.1.2 每个pod都提供稳定的标识
- 10.2 了解Statefulset
- 10.2.1 对比Statefulset和ReplicaSet
- 10.2.2 提供稳定的网络标识
- 10.2.3 为每个有状态实例提供稳定的专属存储
- 10.2.4 Statefulset的保障
- 10.3 使用Statefulset
- 10.3.1 创建应用和容器镜像
- 10.3.2 通过Statefulset部署应用
- 10.3.3 使用你的pod
- 10.4 在Statefulset中发现伙伴节点
- 10.4.1 通过DNS实现伙伴间彼此发现
- 10.4.2 更新Statefulset
- 10.4.3 尝试集群数据存储
- 10.5 了解Statefulset如何处理节点失效
- 10.5.1 模拟一个节点的网络断开
- 10.5.2 手动删除pod
- 10.6 本章小结
- 11 了解Kubernetes机理
- 11.1 了解架构
- 11.1.1 Kubernetes组件的分布式特性
- 11.1.2 Kubernetes如何使用etcd
- 11.1.3 API服务器做了什么
- 11.1.4 API服务器如何通知客户端资源变更
- 11.1.5 了解调度器
- 11.1.6 介绍控制器管理器中运行的控制器
- 11.1.7 Kubelet做了什么
- 11.1.8 Kubernetes Service Proxy的作用
- 11.1.9 介绍Kubernetes插件
- 11.1.10 总结概览
- 11.2 控制器如何协作
- 11.2.1 了解涉及哪些组件
- 11.2.2 事件链
- 11.2.3 观察集群事件
- 11.3 了解运行中的pod是什么
- 11.4 跨pod网络
- 11.4.1 网络应该是什么样的
- 11.4.2 深入了解网络工作原理
- 11.4.3 引入容器网络接口
- 11.5 服务是如何实现的
- 11.5.1 引入kube-proxy
- 11.5.2 kube-proxy如何使用iptables
- 11.6 运行高可用集群
- 11.6.1 让你的应用变得高可用
- 11.6.2 让Kubernetes控制平面变得高可用
- 11.7 本章小结
- 12 Kubernetes API服务器的安全防护
- 12.1 了解认证机制
- 12.1.1 用户和组
- 12.1.2 ServiceAccount介绍
- 12.1.3 创建ServiceAccount
- 12.1.4 将ServiceAccount分配给pod
- 12.2 通过基于角色的权限控制加强集群安全
- 12.2.1 介绍RBAC授权插件
- 12.2.2 介绍RBAC资源
- 12.2.3 使用Role和RoleBinding
- 12.2.4 使用ClusterRole和ClusterRoleBinding
- 12.2.5 了解默认的ClusterRole和ClusterRoleBinding
- 12.2.6 理性地授予授权权限
- 12.3 本章小结
- 13 保障集群内节点和网络安全
- 13.1 在pod中使用宿主节点的Linux命名空间
- 13.1.1 在pod中使用宿主节点的网络命名空间
- 13.1.2 绑定宿主节点上的端口而不使用宿主节点的网络命名空间
- 13.1.3 使用宿主节点的PID与IPC命名空间
- 13.2 配置节点的安全上下文
- 13.2.1 使用指定用户运行容器
- 13.2.2 阻止容器以root用户运行
- 13.2.3 使用特权模式运行pod
- 13.2.4 为容器单独添加内核功能
- 13.2.5 在容器中禁用内核功能
- 13.2.6 阻止对容器根文件系统的写入
- 13.2.7 容器使用不同用户运行时共享存储卷
- 13.3 限制pod使用安全相关的特性
- 13.3.1 PodSecurityPolicy资源介绍
- 13.3.2 了解runAsUser、fsGroup和supplementalGroup策略
- 13.3.3 配置允许、默认添加、禁止使用的内核功能
- 13.3.4 限制pod可以使用的存储卷类型
- 13.3.5 对不同的用户与组分配不同的PodSecurityPolicy
- 13.4 隔离pod的网络
- 13.4.1 在一个命名空间中启用网络隔离
- 13.4.2 允许同一命名空间中的部分pod访问一个服务端pod
- 13.4.3 在不同Kubernetes命名空间之间进行网络隔离
- 13.4.4 使用CIDR隔离网络
- 13.4.5 限制pod的对外访问流量
- 13.5 本章小结
- 14 计算资源管理
- 14.1 为pod中的容器申请资源
- 14.1.1 创建包含资源requests的pod
- 14.1.2 资源requests如何影响调度
- 14.1.3 CPU requests如何影响CPU时间分配
- 14.1.4 定义和申请自定义资源
- 14.2 限制容器的可用资源
- 14.2.1 设置容器可使用资源量的硬限制
- 14.2.2 超过limits
- 14.2.3 容器中的应用如何看待limits
- 14.3 了解pod QoS等级
- 14.3.1 定义pod的QoS等级
- 14.3.2 内存不足时哪个进程会被杀死
- 14.4 为命名空间中的pod设置默认的requests和limits
- 14.4.1 LimitRange资源简介
- 14.4.2 LimitRange对象的创建
- 14.4.3 强制进行限制
- 14.4.4 应用资源requests和limits的默认值
- 14.5 限制命名空间中的可用资源总量
- 14.5.1 ResourceQuota资源介绍
- 14.5.2 为持久化存储指定配额
- 14.5.3 限制可创建对象的个数
- 14.5.4 为特定的pod状态或者QoS等级指定配额
- 14.6 监控pod的资源使用量
- 14.6.1 收集、获取实际资源使用情况
- 14.6.2 保存并分析历史资源的使用统计信息
- 14.7 本章小结
- 15 自动横向伸缩pod与集群节点
- 15.1 pod的横向自动伸缩
- 15.1.1 了解自动伸缩过程
- 15.1.2 基于CPU使用率进行自动伸缩
- 15.1.3 基于内存使用进行自动伸缩
- 15.1.4 基于其他自定义度量进行自动伸缩
- 15.1.5 确定哪些度量适合用于自动伸缩
- 15.1.6 缩容到0个副本
- 15.2 pod的纵向自动伸缩
- 15.2.1 自动配置资源请求
- 15.2.2 修改运行中pod的资源请求
- 15.3 集群节点的横向伸缩
- 15.3.1 Cluster Autoscaler介绍
- 15.3.2 启用Cluster Autoscaler
- 15.3.3 限制集群缩容时的服务干扰
- 15.4 本章小结
- 16 高级调度
- 16.1 使用污点和容忍度阻止节点调度到特定节点
- 16.1.1 介绍污点和容忍度
- 16.1.2 在节点上添加自定义污点
- 16.1.3 在pod上添加污点容忍度
- 16.1.4 了解污点和污点容忍度的使用场景
- 16.2 使用节点亲缘性将pod调度到特定节点上
- 16.2.1 指定强制性节点亲缘性规则
- 16.2.2 调度pod时优先考虑某些节点
- 16.3 使用pod亲缘性与非亲缘性对pod进行协同部署
- 16.3.1 使用pod间亲缘性将多个pod部署在同一个节点上
- 16.3.2 将pod部署在同一机柜、可用性区域或者地理地域
- 16.3.3 表达pod亲缘性优先级取代强制性要求
- 16.3.4 利用pod的非亲缘性分开调度pod
- 16.4 本章小结
- 17 开发应用的最佳实践
- 17.1 集中一切资源
- 17.2 了解pod的生命周期
- 17.2.1 应用必须预料到会被杀死或者重新调度
- 17.2.2 重新调度死亡的或者部分死亡的pod
- 17.2.3 以固定顺序启动pod
- 17.2.4 增加生命周期钩子
- 17.2.5 了解pod的关闭
- 17.3 确保所有的客户端请求都得到了妥善处理
- 17.3.1 在pod启动时避免客户端连接断开
- 17.3.2 在pod关闭时避免客户端连接断开
- 17.4 让应用在Kubernetes中方便运行和管理
- 17.4.1 构建可管理的容器镜像
- 17.4.2 合理地给镜像打标签，正确地使用ImagePullPolicy
- 17.4.3 使用多维度而不是单维度的标签
- 17.4.4 通过注解描述每个资源
- 17.4.5 给进程终止提供更多的信息
- 17.4.6 处理应用日志
- 17.5 开发和测试的最佳实践
- 17.5.1 开发过程中在Kubernetes之外运行应用
- 17.5.2 在开发过程中使用Minikube
- 17.5.3 发布版本和自动部署资源清单
- 17.5.4 使用Ksonnet作为编写YAML/JSON manifest文件的额外选择
- 17.5.5 利用持续集成和持续交付
- 17.6 本章小结
- 18 Kubernetes应用扩展
- 18.1 定义自定义API对象
- 18.1.1 CustomResourceDefinitions介绍
- 18.1.2 使用自定义控制器自动定制资源
- 18.1.3 验证自定义对象
- 18.1.4 为自定义对象提供自定义API服务器
- 18.2 使用Kubernetes服务目录扩展Kubernetes
- 18.2.1 服务目录介绍
- 18.2.2 服务目录API服务器与控制器管理器介绍
- 18.2.3 Service代理和OpenServiceBroker API
- 18.2.4 提供服务与使用服务
- 18.2.5 解除绑定与取消配置
- 18.2.6 服务目录给我们带来了什么
- 18.3 基于Kubernetes搭建的平台
- 18.3.1 红帽OpenShift容器平台
- 18.3.2 Deis Workflow与Helm
- 18.4 本章小结
- A 在多个集群中使用kubectl
- A.1 在Minikube和Google Kubernetes引擎之间切换
- A.2 在多集群或多命名空间下使用kubectl
- A.2.1 配置kubeconfig文件的路径
- A.2.2 了解kubeconfig文件中的内容
- A.2.3 查询、添加和修改kube配置条目
- A.2.4 在不同的集群、用户和上下文中使用kubectl
- A.2.5 切换上下文
- A.2.6 列出上下文和集群
- A.2.7 删除上下文和集群
- B 使用kubeadm配置多节点集群
- B.1 设置操作系统和所需的软件包
- B.1.1 创建虚拟机
- B.1.2 为虚拟机配置网络适配器
- B.1.3 安装操作系统
- B.1.4 安装Docker和Kubernetes
- B.1.5 克隆虚拟机
- B.2 使用kubeadm配置主节点
- B.2.1 了解kubeadm如何运行组件
- B.3 使用kubeadm配置工作节点
- B.3.1 配置容器网络
- B.4 在本地使用集群
- C 使用其他容器运行时
- C.1 使用rkt替换Docker
- C.1.1 配置Kubernetes使用rkt
- C.1.2 使用Minikute尝试rkt
- C.2 通过CRI使用其他容器运行时
- C.2.1 CRI-O容器运行时简介
- C.2.2 使用虚拟机代替容器运行应用
- D Cluster Federation
- D.1 认识Cluster Federation
- D.2 架构介绍
- D.3 了解连接API对象
- D.3.1 了解Kubernetes资源的联合版本
- D.3.2 了解联合资源的用途
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电子工业出版社
电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。
