Kubernetes权威指南

　　推荐序
　　经过作者们多年的实践经验积累及近一年的精心准备，本书终于与我们大家见面了。我有幸做为首批读者，提前见证和学习了在云时代引领业界技术方向的Kubernetes和Docker的最新动态。
　　从内容上讲，本书从一个开发者的角度去理解、分析和解决问题：从基础入门到架构原理，从运行机制到开发源码，再从系统运维到应用实践，讲解全面。本书图文并茂，内容丰富，由浅入深，对基本原理阐述清晰，对程序源码分析透彻，对实践经验体会深刻。
　　我认为本书值得推荐的原因有以下几点。
　　首先，作者的所有观点和经验，均是在多年建设、维护大型应用系统的过程中积累形成的。例如，读者通过学习书中的Kubernetes运维指南和高级应用实践案例章节的内容，不仅可以直接提高开发技能，还可以解决在实践过程中经常遇到的各种关键问题。书中的这些内容具有很高的借鉴和推广意义。
　　其次，通过大量的实例操作和详尽的源码解析，本书可以帮助读者进一步深刻理解Kubernetes的各种概念。例如书中“JAVA访问Kubernetes API”的几种方法，读者参照其中的案例，只要稍做修改，再结合实际的应用需求，就可以用于正在开发的项目中，达到事半功倍的效果，有利于有一定JAVA基础的专业人士快速学习Kubernetes的各种细节和实践操作。
　　再次，为了让初学者快速入门，本书配备了即时在线交流工具和专业后台技术支持团队。如果你在开发和应用的过程中遇到各类相关问题，均可直接联系该团队的开发支持专家。
　　最后，我们可以看到，容器化技术已经成为计算模型演化的一个开端，Kubernetes作为谷歌开源的Docker容器集群管理技术，在这场新的技术革命中扮演着重要的角色。Kubernetes正在被众多知名企业所采用，例如RedHat、VMware、CoreOS及腾讯等，因此，Kubernetes站在了容器新技术变革的浪潮之巅，将具有不可预估的发展前景和商业价值。
　　如果你是初级程序员，那么你有必要好好学习本书；如果你正在IT领域进行高级进阶修炼，那你也有必要阅读本书。无论是架构师、开发者、运维人员，还是对容器技术比较好奇的读者，本书都是一本不可多得的带你从入门向高级进阶的精品书，值得大家选择！
　　初瑞
　　中国移动业务支撑中心高级经理

　　龚正，惠普公司高级顾问
　　拥有超过10年的IT行业从业经历，以及丰富的云计算、大数据分析和大型企业级应用架构设计、实施经验，是电信、金融、互联网等领域的资深行业专家。

　　吴治辉，惠普公司系统架构师
　　拥有超过15年的软件研发经验，专注于电信软件和云计算方面的软件研发，拥有丰富的大型项目架构设计经验，是业界少有的具备很强Coding能力的S级资深架构师。

　　叶伙荣，惠普公司资深系统架构师、大数据技术和云计算专家
　　拥有15年IT行业开发、设计、系统架构和咨询工作经验，曾参与多个CMMI5项目，熟悉各种大数据和云计算技术，拥有丰富的大数据及云计算规划、实施、运维经验。

　　张龙春，惠普公司云计算资深架构师
　　负责过多个大型云平台的规划、设计和建设，熟悉云计算及大数据领域的开源生态系统，专注于大规模集群技术、高性能网络通信、实时数据库、海量数据挖掘、智能学习和推荐、机器人等。

　　闫健勇，惠普公司高级项目经理、总构架师
　　拥有15年电信行业系统建设经验，参与了多项电信大型系统的架构设计和管理，对于云计算和大数据在电信行业中的应用拥有丰富的经验。

第1章Kubernetes入门 1
1.1 Kubernetes是什么 1
1.2 为什么要用Kubernetes 4
1.3 从一个不简单的Hello World例子说起 5
1.3.1 创建redis-master Pod和服务 7
1.3.2 创建redis-slave Pod和服务 10
1.3.3 创建frontend Pod和服务 12
1.3.4 通过浏览器访问网页 15
1.4 Kubernetes基本概念和术语 16
1.4.1 Node（节点） 16
1.4.2 Pod 18
1.4.3 Label（标签） 20
1.4.4 Replication Controller（RC） 24
1.4.5 Service（服务） 26
1.4.6 Volume（存储卷） 30
1.4.7 Namespace（命名空间） 34
1.4.8 Annotation（注解） 35
1.4.9 小结 36
1.5 Kubernetes总体架构 36
1.6 Kubernetes安装与配置 38
1.6.1 安装Kubernetes 38
1.6.2 配置和启动Kubernetes服务 39
1.6.3 Kubernetes的版本升级 46
1.6.4 内网中的Kubernetes相关配置 46
1.6.5 Kubernetes对Docker镜像的要求——启动命令前台执行 48
第2章Kubernetes核心原理 49
2.1 Kubernetes API Server 分析 49
2.1.1 如何访问Kubernetes API 49
2.1.2 通过API Server 访问Node、Pod和Service 52
2.1.3 集群功能模块之间的通信 55
2.2 调度控制原理 56
2.2.1 Replication Controller 57
2.2.2 Node Controller 60
2.2.3 ResourceQuota Controller 62
2.2.4 Namespace Controller 64
2.2.5 ServiceAccount Controller与Token Controller 64
2.2.6 Service Controller与Endpoint Controller 65
2.2.7 Kubernetes Scheduler 71
2.3 Kubelet运行机制分析 75
2.3.1 节点管理 75
2.3.2 Pod管理 76
2.3.3 容器健康检查 77
2.3.4 cAdvisor资源监控 78
2.4 安全机制的原理 80
2.4.1 Authentication认证 80
2.4.2 Authorization授权 83
2.4.3 Admission Control准入控制 84
2.4.4 Secret私密凭据 88
2.4.5 Service Account 92
2.5 网络原理 95
2.5.1 Kubernetes网络模型 95
2.5.2 Docker的网络基础 97
2.5.3 Docker的网络实现 109
2.5.4 Kubernetes的网络实现 117
2.5.5 开源的网络组件 127
2.5.6 Kubernetes网络试验 131
第3章Kubernetes开发指南 145
3.1 REST简述 145
3.2 Kubernetes API详解 147
3.2.1 Kubernetes API概述 147
3.2.2 API版本 152
3.2.3 API详细说明 152
3.2.4 API响应说明 154
3.3 使用Java程序访问Kubernetes API 156
3.3.1 Jersey 156
3.3.2 Fabric8 168
3.3.3 使用说明 169
第4章Kubernetes运维指南 191
4.1 Kubernetes核心服务配置详解 191
4.1.1 基础公共配置参数 191
4.1.2 kube-apiserver 192
4.1.3 kube-controller-manager 195
4.1.4 kube-scheduler 196
4.1.5 Kubelet 197
4.1.6 kube-proxy 199
4.2 关键对象定义文件详解 200
4.2.1 Pod定义文件详解 200
4.2.2 RC定义文件详解 203
4.2.3 Service定义文件详解 204
4.3 常用运维技巧集锦 206
4.3.1 Node的隔离和恢复 206
4.3.2 Node的扩容 207
4.3.3 Pod动态扩容和缩放 208
4.3.4 更新资源对象的Label 208
4.3.5 将Pod调度到指定的Node 209
4.3.6 应用的滚动升级 210
4.3.7 Kubernetes集群高可用方案 213
4.4 资源配额管理 217
4.4.1 指定容器配额 217
4.4.2 全局默认配额 218
4.4.3 多租户配额管理 221
4.5 Kubernetes网络配置方案详解 223
4.5.1 直接路由方案 224
4.5.2 使用flannel叠加网络 226
4.5.3 使用Open vSwitch 228
4.6 Kubernetes集群监控 232
4.6.1 使用kube-ui查看集群运行状态 232
4.6.2 使用cAdvisor查看容器运行状态 236
4.7 Trouble Shooting指导 241
4.7.1 对象的Event事件 242
4.7.2 容器日志 243
4.7.3 Kubernetes系统日志 244
4.7.4 常见问题 246
4.7.5 寻求帮助 249
第5章Kubernetes高级案例进阶 250
5.1 Kubernetes DNS服务配置案例 250
5.1.1 skydns配置文件 251
5.1.2 修改每个Node上的Kubelet启动参数 254
5.1.3 创建skydns Pod和服务 254
5.1.4 通过DNS查找Service 255
5.1.5 DNS服务的工作原理解析 256
5.2 Kubernetes集群性能监控案例 257
5.2.1 配置Kubernetes集群的ServiceAccount和Secret 258
5.2.2 部署Heapster、InfluxDB、Grafana 261
5.2.3 查询InfluxDB数据库中的数据 265
5.2.4 Grafana页面查看和操作 268
5.3 Cassandra集群部署案例 269
5.3.1 自定义SeedProvider 270
5.3.2 通过Service动态查找Pod 271
5.3.3 Cassandra集群新节点的自动添加 274
5.4 集群安全配置案例 275
5.4.1 双向认证配置 275
5.4.2 简单认证配置 279
5.5 不同工作组共享Kubernetes集群的案例 280
5.5.1 创建namespace 281
5.5.2 定义Context（运行环境） 281
5.5.3 设置工作组在特定Context环境中工作 282
第6章Kubernetes源码导读 285
6.1 Kubernetes源码结构和编译步骤 285
6.2 kube-apiserver进程源码分析 289
6.2.1 进程启动过程 289
6.2.2 关键代码分析 291
6.2.3 设计总结 306
6.3 kube-controller-manager进程源码分析 310
6.3.1 进程启动过程 310
6.3.2 关键代码分析 313
6.3.3 设计总结 321
6.4 kube-scheduler进程源码分析 323
6.4.1 进程启动过程 323
6.4.2 关键代码分析 328
6.4.3 设计总结 335
6.5 Kubelet进程源码分析 337
6.5.1 进程启动过程 337
6.5.2 关键代码分析 342
6.5.3 设计总结 365
6.6 kube-proxy进程源码分析 366
6.6.1 进程启动过程 367
6.6.2 关键代码分析 368
6.6.3 设计总结 383
6.7 Kubectl进程源码分析 384
6.7.1 kubectl create命令 385
6.7.2 rolling-upate命令 389
后记 396

　　Kubernetes是由谷歌开源的Docker容器集群管理系统，为容器化的应用提供了资源调度、部署运行、服务发现、扩容、缩容等一整套功能。本书从一个开发者的角度去理解、分析和解决问题，囊括了Kubernetes入门、核心原理、实战开发、运维、高级案例及源码分析等方面的内容，图文并茂、内容丰富、由浅入深、讲解全面；并围绕着生产环境中可能出现的问题，给出了大量的典型案例，比如安全问题、网络方案的选择、高可用性方案及Trouble Shooting技巧等，有很好的可借鉴性。
　　无论对于软件工程师、测试工程师、运维工程师、软件架构师、技术经理还是资深IT人士来说，本书都极具参考价值。