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.j s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.j s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supplemental Group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

B使用kubeadm配置多节点集群

C使用其他容器运行时

D Cluster Federation