Kubernetes修炼手册

第 1章　初识Kubernetes　1
1．1　Kubernetes的背景　1
1．1．1　编排器　1
1．1．2　容器化应用　1
1．1．3　云原生应用　2
1．1．4　微服务应用　2
1．2　Kubernetes的诞生　3
1．2．1　Kubernetes和Docker　3
1．2．2　Kubernetes与Docker Swarm对比　4
1．2．3　Kubernetes和Borg：抵抗是徒劳的　5
1．2．4　Kubernetes—名字从何而来　5
1．3　云操作系统　6
1．3．1　云的规模　6
1．3．2　应用的调度　7
1．3．3　一个简单的模拟　7
1．4　总结　7
第 2章　Kubernetes操作概览　9
2．1　Kubernetes概览　9
2．1．1　作为集群的Kubernetes　9
2．1．2　作为编排器的Kubernetes　10
2．1．3　Kubernetes是如何工作的　11
2．2　主节点与工作节点　12
2．2．1　主节点（控制平面）　12
2．2．2　工作节点　15
2．3　Kubernetes DNS　17
2．4　Kubernetes的应用打包　17
2．5　声明式模型与期望状态　18
2．6　Pod　20
2．6．1　Pod与容器　20
2．6．2　Pod深度剖析　21
2．6．3　调度单元　22
2．6．4　原子操作单位　22
2．6．5　Pod的生命周期　22
2．7　Deployment　23
2．8　服务与稳定的网络　23
2．9　总结　26
第3章　安装Kubernetes　27
3．1　Kubernetes练习环境　27
3．2　托管的Kubernetes环境　27
3．3　自定义Kubernetes集群　28
3．4　安装Kubernetes　28
3．5　Play with Kubernetes　28
3．6　桌面版Docker　31
3．7　Google Kubernetes引擎（GKE）　32
3．8　其他安装方法　34
3．9　kubectl　34
3．10　总结　36
第4章　Pod的使用　37
4．1　Pod原理　37
4．1．1　Pod和容器　38
4．1．2　多容器Pod：典型示例　38
4．1．3　如何部署Pod　39
4．1．4　“解剖”Pod　40
4．1．5　Pod与共享网络　40
4．1．6　Pod与CGroup　42
4．1．7　Pod的原子部署　42
4．1．8　Pod的生命周期　42
4．1．9　小结　43
4．2　Pod实战　43
4．2．1　Pod清单文件　44
4．2．2　清单文件：共情即代码　45
4．2．3　基于清单文件部署Pod　46
4．2．4　查看运行中的Pod　46
4．2．5　kubectl describe　48
4．2．6　kubectl exec：在Pod中执行命令　49
4．2．7　kubectl logs　50
4．3　总结　50
第5章　Kubernetes Deployment　51
5．1　Deployment原理　51
5．1．1　自愈和扩缩容　52
5．1．2　使用Deployment进行滚动升级　54
5．1．3　回滚　56
5．2　如何创建一个Deployment　56
5．2．1　查看Deployment　58
5．2．2　访问该应用　59
5．3　执行滚动升级　60
5．4　执行回滚操作　63
5．5　总结　64
第6章　Kubernetes Service　65
6．1　要点前瞻　65
6．2　原理　66
6．2．1　Label与松耦合　67
6．2．2　Service和Endpoint对象　69
6．2．3　从集群内部访问Service　70
6．2．4　从集群外部访问Service　70
6．2．5　服务发现　72
6．2．6　小结　72
6．3　Service实战　73
6．3．1　命令式　73
6．3．2　声明式　76
6．4　实例　79
6．5　总结　81
第7章　服务发现　82
7．1　快速入门　82
7．2　服务注册　83
7．2．1　服务后端　85
7．2．2　小结　86
7．3　服务发现　86
7．3．1　使用集群DNS将名称解析为IP地址　87
7．3．2　网络“黑科技”　88
7．3．3　小结　89
7．4　服务发现与命名空间　90
7．5　服务发现问题排查　96
7．6　总结　98
第8章　Kubernetes存储　99
8．1　概述　99
8．2　存储提供者　101
8．3　容器存储接口（CSI）　101
8．4　Kubernetes持久化卷子系统　101
8．5　存储类和动态置备　107
8．5．1　存储类YAML　108
8．5．2　多个存储类　109
8．5．3　实现存储类　109
8．6　示例　111
8．6．1　清理　111
8．6．2　创建一个存储类　112
8．6．3　创建一个PVC　113
8．6．4　清理　114
8．6．5　使用默认的StorageClass　115
8．7　总结　115
第9章　ConfigMap　116
9．1　概述　116
9．1．1　简单的例子　117
9．1．2　例子分析　117
9．1．3　解耦的世界　117
9．2　ConfigMap原理　118
9．2．1　ConfigMap如何工作　119
9．2．2　ConfigMap与Kubernetes原生应用　120
9．3　ConfigMap实战　120
9．3．1　命令式创建ConfigMap　120
9．3．2　查看ConfigMap　122
9．3．3　声明式创建ConfigMap　123
9．3．4　将ConfigMap数据注入Pod和容器　125
9．4　总结　129
第 10章　StatefulSet　130
10．1　StatefulSet原理　130
10．1．1　StatefulSet中Pod的命名　131
10．1．2　按序创建和删除　132
10．1．3　删除StatefulSet　133
10．1．4　卷　133
10．1．5　故障处理　134
10．1．6　网络ID和headless Service　134
10．2　StatefulSet实战　135
10．2．1　部署StorageClass　135
10．2．2　创建一个governing headless Service　136
10．2．3　部署StatefulSet　137
10．2．4　测试点对点发现　140
10．2．5　StatefulSet扩缩容　141
10．2．6　执行滚动升级　143
10．2．7　模拟Pod故障　143
10．2．8　删除StatefulSet　145
10．3　总结　145
第 11章　安全模型分析　146
11．1　安全模型　146
11．2　伪装　146
11．2．1　与API Server的安全通信　147
11．2．2　Pod间的安全通信　147
11．3　篡改　149
11．3．1　对Kubernetes组件的篡改　149
11．3．2　对运行在Kubernetes中的应用的篡改　150
11．4　抵赖　151
11．5　信息泄露　153
11．5．1　保护集群数据　153
11．5．2　保护Pod中的数据　153
11．6　拒绝服务　154
11．6．1　保护集群资源免于DoS攻击　154
11．6．2　保护API Server防范DoS攻击　155
11．6．3　保护集群存储防范DoS攻击　155
11．6．4　保护应用组件防范DoS攻击　156
11．7　提升权限　157
11．7．1　保护API Server　157
11．7．2　保护Pod　158
11．8　Pod安全策略　162
11．9　Kubernetes安全展望　164
11．10　总结　164
第 12章　现实中Kubernetes的安全性　165
12．1　CI/CD流水线　165
12．1．1　镜像仓库　165
12．1．2　使用已验证的基础镜像　166
12．1．3　非标准基础镜像　167
12．1．4　控制镜像的访问权限　167
12．1．5　从非生产库复制镜像到生产库　168
12．1．6　漏洞扫描　168
12．1．7　配置即代码　169
12．1．8　镜像签名　169
12．1．9　镜像晋升工作流　170
12．2　基础设施与网络　170
12．2．1　集群层负载隔离　170
12．2．2　节点隔离　172
12．2．3　运行时隔离　172
12．2．4　网络隔离　173
12．3　身份认证与访问控制管理（IAM）　176
12．4　审计与安全监控　177
12．4．1　安全配置　177
12．4．2　容器与Pod的生命周期事件　178
12．4．3　应用的日志　178
12．4．4　用户执行的操作　178
12．4．5　管理日志数据　179
12．4．6　迁移现有App到Kubernetes　179
12．5　现实例子　179
12．6　总结　180
术语表　181
延伸　184