企业级Kubernetes应用

序    言
欢迎阅读《企业级Kubernetes应用》。
伟大的技术呈现出多种多样的形式。有些在开始时并不起眼，它们可能是一个人在安静地独自工作，或尝试用自己的方式解决一个具体问题时创造出来的，比如 Ruby on Rails和Node.js的发展就是它们的创造者做梦也没想到的。其他的技术产生了立竿见影的影响，其中罕见的一些能够在短短的一两年内（也就是我们行业中的一瞬间里）就得到广泛支持。Kubernetes和容器就是这样的技术。它们代表着行业平台的根本性转变，这个转变和HTTP以及Linux一样关键。
从20世纪90年代以来，这是在行业内次出现这样的现象：从供应商到企业到个人都在推动一个平台向前发展，但我们并不知道这究竟意味着什么，我们只是很吃惊。新的业务、实践和工具都会涌现，现在正是创建新事物的大好时机。随便挑一些，如互联汽车，数字化家居，健康技术，农业技术，无人机，按需建设，区块链，等等，而这份长长的清单还在增长。
人们会使用这些技术，而这些技术建立在以Kubernetes为核心的云原生工具上。容器会帮助你简化应用程序路径，将它转换成云就绪状态，并可以采用新的架构，例如微服务。诸如GitOps之类的实践会让你的持续交付和可观测性变得更快捷。
这样的变化对于大公司来说是一个巨大的机遇，借此转换到新的数字化平台和市场。
IBM已经不是次站在这样的变革前沿了，在Istio、etcd、服务目录、Cloud Foundary、当然还有Kubernetes这些项目都是如此。我亲自与作者们一起合作，率先采用Kubernetes和它的家即云原生计算基金会。你在这里能得到专家们的帮助—整个团队的成员都是开源社区的领导者，并在实际大规模部署中投入了大量工作。
在本书中，你会发现知识是以一套模式和实践的方式呈现的。所有的公司都可以应用这些模式，来创造以Kubernetes为核心的生产级的云原生平台。读者，应用程序由你决定—一个令人兴奋的世界即将到来。

                                               —Alexis Richardson 
                                                              CEO 
                                               云原生基金会TOC主席

Kubernetes从2015年7月21日发布1.0版本，经过三年多的时间不断发展至今，其作为开源的容器应用自动部署、调度和管理平台而被大众广泛接受，在全球收获了一大批粉丝和拥护者。《企业级Kubernetes应用—基于混合云Kubernetes环境下的应用部署与运维》译自O’Reilly出版的Kubernetes in the Enterprise。本书从容器及Kubernetes的起源开始，循序渐进地介绍了 Kubernetes的各类核心概念，本书从实际场景出发，举例说明了应用部署的过程，并结合持续交付和运维进行了阐述。同时本书内容也覆盖了混合云的使用场景，以及Kubernetes的未来应用方向。书中还介绍了社区贡献的相关内容，非常适合对Kubernetes有兴趣的技术人员阅读和学习。

（美）Michael Elder（迈克尔·埃尔德）作者为IBM资深容器工程师。具有丰富的容器实战工作经验。并且都是Kubernetes社区的积极贡献者，本书示例Kubernetes应用的原始作者。
张琦翔Kubernetes 社区译者，New contributor ambassador，开源技术爱好者，关注 Kubernetes 以及 Service Mesh 发展，致力于推动企业内部开源容器方案落地。殷龙飞软件开发者，译者，讲师。拥有多年编程经验。目前主要感兴趣的领域是软件架构和方法学，致力于提高软件开发的品质和效率。现居北京。周鹏飞青云 QingCloud 技术文档工程师 & DockOne 社区译者，参与 KubeSphere 开源容器管理平台和 OpenPitrix 开源多云应用管理平台的产品设计与技术文档(中/英)开发工作，对 Kubernetes、DevOps、Service Mesh 有大量实践经验。

目 录 

第1章　容器和Kubernetes介绍 1 
容器的崛起 1 
Kubernetes将为容器提供可编排和管理的基础架构 4 
云原生计算基金会为Kubernetes的规模提供了建议 6 
CNCF Kubernetes一致性认证聚焦用户需求 7 
总结 8 
第2章　Kubernetes基础主题 10 
Kubernetes架构 10 
运行Kubernetes：部署选项 13 
Kubernetes核心概念 16 
第3章　Kubernetes高级主题 34 
Kubernetes服务对象：出色的负载均衡器 34 
DaemonSet 36 
StatefulSet 39 
卷和持久卷 43 
ConfigMap 48 
Secret 53 
镜像仓库 58 
Helm 60 
展望 63 

第4章　生产应用介绍 64 
我们的个微服务 64 
命名空间 (Namespace) 66 
ServiceAccount 68 
PodSecurityPolicy 69 
将容器化的Db2数据库部署为StatefulSet 69 
管理基于Java的Portfolio微服务作为一个Deployment 92 
部署Trader微服务前端页面 100 
将MQ Series Manager部署为容器化的StatefulSet 104 
为Portfolio微服务部署支持服务 105 
整合所有：访问完整配置的应用程序 110 
总结 113 
第5章　持续交付 114 
构建镜像 116 
Kubernetes的可编程性 118 
典型变更流程 119 
第6章　企业级应用的运维 120 
微服务的日志收集和分析 120 
微服务的健康管理 127 
总结 133 
第7章　集群运维和混合云 134 
混合云概述 134 
访问控制 135 
性能，调度和自动缩放　 ☆ 143 
网络 152 
存储 162 
配额 164 
审计与合规 168 
Kubernetes集群联邦（Federation） 168 
第8章　贡献者体验 170 
Kubernetes 网站 170 
云原生计算基金会网站 171 
IBM开发者网站 172 
Kubernetes贡献者体验SIG 173 
Kubernetes文档SIG 174 
Kubernetes IBM Cloud SIG 176 
第9章　Kubernetes的未来 177 
传统企业应用程序向云原生应用程序的迁移增长 177 
采用Kubernetes进行高性能计算的增长 178 
Kubernetes将成为机器学习和深度学习　　应用程序的事实平台 179 
Kubernetes将成为多云的平台 179 
结论 179 
附录A　配置本书中使用的Kubernetes 181 
附录B　配置开发环境 186 
附录C　配置Docker从私有仓库拉取镜像 188 
附录D　为Docker Cloud生成API Key 190 
关于作者 191 
读者调查表 192 
电子工业出版社编著书籍推荐表 194 
反侵权盗版声明 195

Kubernetes从2015年7月21日发布1.0版本，经过三年多的时间不断发展至今，其作为开源的容器应用自动部署、调度和管理平台而被大众广泛接受，在全球收获了一大批粉丝和拥护者。《企业级Kubernetes应用—基于混合云Kubernetes环境下的应用部署与运维》译自O’Reilly出版的Kubernetes in the Enterprise。本书从容器及Kubernetes的起源开始，循序渐进地介绍了 Kubernetes的各类核心概念，本书从实际场景出发，举例说明了应用部署的过程，并结合持续交付和运维进行了阐述。同时本书内容也覆盖了混合云的使用场景，以及Kubernetes的未来应用方向。书中还介绍了社区贡献的相关内容，非常适合对Kubernetes有兴趣的技术人员阅读和学习。

（美）Michael Elder（迈克尔·埃尔德）作者为IBM资深容器工程师。具有丰富的容器实战工作经验。并且都是Kubernetes社区的积极贡献者，本书示例Kubernetes应用的原始作者。
张琦翔Kubernetes 社区译者，New contributor ambassador，开源技术爱好者，关注 Kubernetes 以及 Service Mesh 发展，致力于推动企业内部开源容器方案落地。殷龙飞软件开发者，译者，讲师。拥有多年编程经验。目前主要感兴趣的领域是软件架构和方法学，致力于提高软件开发的品质和效率。现居北京。周鹏飞青云 QingCloud 技术文档工程师 & DockOne 社区译者，参与 KubeSphere 开源容器管理平台和 OpenPitrix 开源多云应用管理平台的产品设计与技术文档(中/英)开发工作，对 Kubernetes、DevOps、Service Mesh 有大量实践经验。