每天5分钟玩转Kubernetespdf/doc/txt格式电子书下载

书名：每天5分钟玩转Kubernetespdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：Kubernetes业内专家系统讲解容器编排引擎K8s注重实践并兼顾理论专业讲解示例丰富通俗易懂

作者：CloudMan著

出版社：清华大学出版社

出版时间：2018-04-01

书籍编号：30425698

ISBN：9787302496670

正文语种：中文

字数：95708

版次：1

所属分类：互联网+-大数据

版权信息

书名：每天5分钟玩转Kubernetes

作者：CloudMan

出版日期：2018-04-01

出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302496670

版权所有 · 侵权必究

前言

写在最前面

《每天5分钟玩转Kubernetes》是一本系统学习Kubernetes的教程，有下面两个特点：

• 系统讲解当前最流行的容器编排引擎Kubernetes

包括安装部署、应用管理、网络、存储、监控、日志管理等多个方面。

• 重实践并兼顾理论

通过大量实验和操作带领大家学习Kubernetes。

为什么要写这个

因为Kubernetes非常热门，但学习门槛高。

2017年9月，Mesosphere宣布支持Kubernetes；10月，Docker宣布将在新版本中加入对Kubernetes的原生支持。至此，容器编排引擎领域的三足鼎立时代结束，Kubernetes赢得全面胜利。

其实早在2015年5月，Kubernetes在Google上的搜索热度就已经超过了Mesos和Docker Swarm，从那之后便是一路飙升，将对手“甩开了十几条街”。

目前，AWS、Azure、Google、阿里云、腾讯云等主流公有云提供的是基于Kubernetes的容器服务。Rancher、CoreOS、IBM、Mirantis、Oracle、Red Hat、VMWare等无数厂商也在大力研发和推广基于Kubernetes的容器CaaS或PaaS产品。可以说，Kubernetes是当前容器行业最热门的。

每一轮新技术的兴起，无论对公司还是个人既是机会也是挑战。这项新技术未来必将成为主流，那么作为IT从业者，正确的做法就是尽快掌握。因为：

（1）新技术意味着新的市场和新的需求。初期掌握这种技术的人不是很多，而市场需求会越来越大，因而会形成供不应求的卖方市场，物以稀为贵，这对技术人员将是一个难得的价值提升机会。

（2）学习新技术需要时间和精力，早起步早成材。

机会讲过了，咱们再来看看挑战。

新技术往往意味着技术上的突破和创新，会有不少新的概念和方法。

对于Kubernetes这项平台级技术，覆盖的技术范围非常广，包括计算、网络、存储、高可用、监控、日志管理等多个方面，要掌握这些新技术对IT老兵尚有不小难度，更别说新人了。

写给谁看

这套教程的目标读者包括：

IT实施和运维工程师

越来越多的应用将以容器的方式在开发、测试和生产环境中运行。掌握基于Kubernetes的容器平台运维能力将成为实施和运维工程师的核心竞争力。

软件开发人员

基于容器的微服务架构（Microservice Architecture）会逐渐成为开发应用系统的主流，而Kubernetes将是运行微服务应用的理想平台，市场将需要大量具备Kubernetes技能的应用程序开发人员。

我自己

CloudMan坚信最好的学习方法是分享。编写这本教程的同时也是对自己学习和实践Kubernetes技术的总结。对于知识，只有把它写出来并能够让其他人理解，才能说明自己真正掌握了。

著者

2018年1月

第1章　先把Kubernetes跑起来

Kubernetes（K8s）是Google在2014年发布的一个开源项目。

据说Google的数据中心里运行着20多亿个容器，而且Google十年前就开始使用容器技术。

最初，Google开发了一个叫Borg的系统（现在命名为Omega）来调度如此庞大数量的容器和工作负载。在积累了这么多年的经验后，Google决定重写这个容器管理系统，并将其贡献到开源社区，让全世界都能受益。

这个项目就是Kubernetes。简单地讲，Kubernetes是Google Omega的开源版本。

从2014年第一个版本发布以来，Kubernetes迅速获得开源社区的追捧，包括Red Hat、VMware、Canonical在内的很多有影响力的公司加入到开发和推广的阵营。目前Kubernetes已经成为发展最快、市场占有率最高的容器编排引擎产品。

Kubernetes一直在快速地开发和迭代。本书我们将以v1.7和v1.8为基础学习Kubernetes。我们会讨论Kubernetes重要的概念和架构，学习Kubernetes如何编排容器，包括优化资源利用、高可用、滚动更新、网络插件、服务发现、监控、数据管理、日志管理等。

下面就让我们开始Kubernetes的探险之旅。

1.1　先跑起来

按照一贯的学习思路，我们会在最短时间内搭建起一个可用系统，这样就能够尽快建立起对学习对象的感性认识。先把玩起来，快速了解基本概念、功能和使用场景。

越是门槛高的知识，就越需要有这么一个最小可用系统。如果直接上来就学习理论知识和概念，很容易从入门到放弃。

当然，要搭建这么一个可运行的系统通常也不会太容易，不过很幸运，Kubernetes官网已经为大家准备好了现成的最小可用系统。

kubernetes.io开发了一个交互式教程，通过Web浏览器就能使用预先部署好的一个Kubernetes集群，快速体验Kubernetes的功能和应用场景，下面我就带着大家去玩一下。

打开https://kubernetes.io/docs/tutorials/kubernetes-basics/。

页面左边就能看到教程菜单，如图1-1所示。

图1-1

教程会指引大家完成创建Kubernetes集群、部署应用、访问应用、扩展应用、更新应用等最常见的使用场景，迅速建立感性认识。

1.2　创建Kubernetes集群

点击教程菜单1. Create a Cluster → Interactive Tutorial - Creating a Cluster，如图1-2所示。

图1-2

显示操作界面，如图1-3所示。

图1-3

左边部分是操作说明。右边是Terminal，即命令终端窗口。

按照操作说明，我们在Terminal中执行minikube start，然后执行kubectl get nodes，这样就创建好了一个单节点的kubernetes集群，如图1-4所示。

图1-4

集群的唯一节点为host01，需要注意的是当前执行命令的地方并不是host01。我们是通过Kubernetes的命令行工具kubectl远程管理集群。

执行kubectl cluster-info查看集群信息，如图1-5所示。

图1-5

heapster、kubernetes-dashboard都是集群中运行的服务。

注意：为节省篇幅，在后面的演示中，我们将简化操作步骤，详细的说明和完整步骤请参考官网在线文档。

1.3　部署应用

执行命令：

kubectl run kubernetes-bootcamp \\

--image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 \\

--port=8080

这里我们通过kubectl run部署了一个应用，命名为kubernetes-bootcamp，如图1-6所示。

Docker镜像通过--image指定。

--port设置应用对外服务的端口。

图1-6

这里Deployment是Kubernetes的术语，可以理解为应用。

Kubernetes还有一个重要术语Pod。

Pod是容器的集合，通常会将紧密相关的一组容器放到一个Pod中，同一个Pod中的所有容器共享IP地址和Port空间，也就是说它们在一个network namespace中。

Pod是Kubernetes调度的最小单位，同一Pod中的容器始终被一起调度。

运行kubectl get pods，查看当前的Pod，如图1-7所示。

图1-7

kubernetes-bootcamp-390780338-q9p1t就是应用的Pod。

1.4　访问应用

默认情况下，所有Pod只能在集群内部访问。对于上面这个例子，要访问应用只能直接访问容器的8080端口。为了能够从外部访问应用，我们需要将容器的8080端口映射到节点的端口。

执行如下命令，结果如图1-8所示。

kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp \\

--type=\"NodePort\" \\

--port 8080

图1-8

执行命令kubectl get services，可以查看应用被映射到节点的哪个端口，如图1-9所示。

图1-9

这里有两个service，可以将service暂时理解为端口映射，后面我们会详细讨论。

Kubernetes是默认的service，暂时不用考虑。kubernetes-bootcamp是我们应用的service，8080端口已经映射到host01的32320端口，端口号是随机分配的，可以执行如下命令访问应用，结果如图1-10所示。

curl host01:32320

图1-10

1.5　Scale应用

默认情况下应用只会运行一个副本，可以通过kubectl get deployments查看副本数，如图1-11所示。

图1-11

执行如下命令将副本数增加到3个，如图1-12所示。

kubectl scale deployments/kubernetes-bootcamp --replicas=3

图1-12

通过kubectl get pods可以看到当前Pod增加到3个，如图1-13所示。

图1-13

通过curl访问应用，可以看到每次请求发送到不同的Pod，3个副本轮询处理，这样就实现了负载均衡，如图1-14所示。

图1-14

要scale down也很方便，执行下列命令，结果如图1-15所示。

kubectl scale deployments/kubernetes-bootcamp --replicas=2

图1-15

从图1-15中可以看到，其中一个副本被删除了。

1.6　滚动更新

当前应用使用的image版本为v1，执行如下命令将其升级到v2，结果如图1-16所示。

kubectl set image deployments/kubernetes-bootcamp

kubernetes-bootcamp=jocatalin/kubernetes-bootcamp:v2

图1-16

通过kubectl get pods可以观察滚动更新的过程：v1的Pod被逐个删除，同时启动了新的v2 Pod。更新完成后访问新版本应用，如图1-17所示。

图1-17

如果要回退到v1版本也很容易，执行kubectl rollout undo命令，结果如图1-18所示。

kubectl rollout undo deployments/kubernetes-bootcamp

图1-18

验证版本已经回退到v1，如图1-19所示。

图1-19

1.7　小结

至此，我们已经通过官网的交互式教程快速体验了Kubernetes的功能和使用方法。本书的其余章节将详细讨论Kubernetes的架构、典型的部署方法、容器编排能力、网络方案、监控方案，帮助大家全面掌握Kubernetes的核心技能。

第2章　重要概念

在实践之前，必须先学习Kubernetes的几个重要概念，它们是组成Kubernetes集群的基石。

1. Cluster

Cluster是计算、存储和网络资源的集合，Kubernetes利用这些资源运行各种基于容器的应用。

2. Master

Master是Cluster的大脑，它的主要职责是调度，即决定将应用放在哪里运行。Master运行Linux操作系统，可以是物理机或者虚拟机。为了实现高可用，可以运行多个Master。

3. Node

Node的职责是运行容器应用。Node由Master管理，Node负责监控并汇报容器的状态，同时根据Master的要求管理容器的生命周期。Node运行在Linux操作系统上，可以是物理机或者是虚拟机。

在前面交互式教程中，我们创建的Cluster只有一个主机host01，它既是Master也是Node，如图2-1所示。

图2-1

4. Pod

Pod是Kubernetes的最小工作单元。每个Pod包含一个或多个容器。Pod中的容器会作为一个整体被Master调度到一个Node上运行。

Kubernetes引入

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