1 　Kubernetes 介紹 .....................................................................1 1.1　Kubernetes 系統(tǒng)的需求 ...................................................................................2 1.1.1　從單體應(yīng)用到微服務(wù) ..........................................................................2 1.1.2　為應(yīng)用程序提供一個(gè)一致的環(huán)境 ......................................................5 1.1.3　邁向持續(xù)交付 ：DevOps 和無(wú)運(yùn)維 ....................................................6 1.2　介紹容器技術(shù) ..................................................................................................7 1.2.1　什么是容器 ..........................................................................................7 1.2.2　Docker 容器平臺(tái)介紹 ....................................................................... 11 1.2.3　rkt——一個(gè) Docker 的替代方案 ......................................................14 1.3　Kubernetes 介紹 .............................................................................................15 1.3.1　初衷 ....................................................................................................15 1.3.2　深入淺出地了解 Kubernetes .............................................................15 1.3.3　Kubernetes 集群架構(gòu) .........................................................................17 1.3.4　在 Kubernetes 中運(yùn)行應(yīng)用 ................................................................18 1.3.5　使用 Kubernetes 的好處 ....................................................................20 1.4　本章小結(jié) ........................................................................................................22 2 　開始使用 Kubernetes 和 Docker ..............................................23 2.1　創(chuàng)建、運(yùn)行及共享容器鏡像 ........................................................................23 2.1.1　安裝 Docker 并運(yùn)行 Hello World 容器 .............................................24 2.1.2　創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的 Node.js 應(yīng)用 ..........................................................26 2.1.3　為鏡像創(chuàng)建 Dockerfile ......................................................................27 2.1.4　構(gòu)建容器鏡像 ....................................................................................27 2.1.5　運(yùn)行容器鏡像 ....................................................................................30 2.1.6　探索運(yùn)行容器的內(nèi)部 ........................................................................31 2.1.7　停止和刪除容器 ................................................................................32 2.1.8　向鏡像倉(cāng)庫(kù)推送鏡像 ........................................................................33 2.2　配置 Kubernetes 集群 ....................................................................................34 2.2.1　用 Minikube 運(yùn)行一個(gè)本地單節(jié)點(diǎn) Kubernetes 集群 ......................34 2.2.2　使用 Google Kubernetes Engine 托管 Kubernetes 集群 ...................36 2.2.3　為 kubectl 配置別名和命令行補(bǔ)齊 ..................................................39 2.3　在 Kubernetes 上運(yùn)行第一個(gè)應(yīng)用 ................................................................40 2.3.1　部署 Node.js 應(yīng)用 ..............................................................................40 2.3.2　訪問 Web 應(yīng)用 ...................................................................................43 2.3.3　系統(tǒng)的邏輯部分 ................................................................................45 2.3.4　水平伸縮應(yīng)用 ....................................................................................46 2.3.5　查看應(yīng)用運(yùn)行在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上 ............................................................49 2.3.6　介紹 Kubernetes dashboard ...............................................................50 2.4　本章小結(jié) ........................................................................................................51 3 　pod ：運(yùn)行于 Kubernetes 中的容器 ..........................................53 3.1　介紹 pod .........................................................................................................53 3.1.1　為何需要 pod .....................................................................................54 3.1.2　了解 pod .............................................................................................55 3.1.3　通過 pod 合理管理容器 ....................................................................56 3.2　以 YAML 或 JSON 描述文件創(chuàng)建 pod ........................................................58 3.2.1　檢查現(xiàn)有 pod 的 YAML 描述文件 ...................................................59 3.2.2　為 pod 創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的 YAML 描述文件 .......................................61 3.2.3　使用 kubectl create 來(lái)創(chuàng)建 pod .........................................................63 3.2.4　查看應(yīng)用程序日志 ............................................................................64 3.2.5　向 pod 發(fā)送請(qǐng)求 ................................................................................65 3.3　使用標(biāo)簽組織 pod .........................................................................................66 3.3.1　介紹標(biāo)簽 ............................................................................................66 3.3.2　創(chuàng)建 pod 時(shí)指定標(biāo)簽 ........................................................................67 3.3.3　修改現(xiàn)有 pod 的標(biāo)簽 ........................................................................68 3.4　通過標(biāo)簽選擇器列出 pod 子集 ....................................................................69 3.4.1　使用標(biāo)簽選擇器列出 pod .................................................................69 3.4.2　在標(biāo)簽選擇器中使用多個(gè)條件 ........................................................71 3.5　使用標(biāo)簽和選擇器來(lái)約束 pod 調(diào)度 ............................................................71 3.5.1　使用標(biāo)簽分類工作節(jié)點(diǎn) ....................................................................72 3.5.2　將 pod 調(diào)度到特定節(jié)點(diǎn) ....................................................................72 3.5.3　調(diào)度到一個(gè)特定節(jié)點(diǎn) ........................................................................73 3.6　注解 pod .........................................................................................................73 3.6.1　查找對(duì)象的注解 ................................................................................74 3.6.2　添加和修改注解 ................................................................................74 3.7　使用命名空間對(duì)資源進(jìn)行分組 ....................................................................75 3.7.1　了解對(duì)命名空間的需求 ....................................................................75 3.7.2　發(fā)現(xiàn)其他命名空間及其 pod .............................................................75 3.7.3　創(chuàng)建一個(gè)命名空間 ............................................................................76 3.7.4　管理其他命名空間中的對(duì)象 ............................................................77 3.7.5　命名空間提供的隔離 ........................................................................78 3.8　停止和移除 pod .............................................................................................78 3.8.1　按名稱刪除 pod .................................................................................78 3.8.2　使用標(biāo)簽選擇器刪除 pod .................................................................79 3.8.3　通過刪除整個(gè)命名空間來(lái)刪除 pod .................................................80 3.8.4　刪除命名空間中的所有 pod，但保留命名空間 .............................80 3.8.5　刪除命名空間中的（幾乎）所有資源 ............................................80 3.9　本章小結(jié) ........................................................................................................81 4 　副本機(jī)制和其他控制器 ：部署托管的 pod .................................83 4.1　保持 pod 健康 ................................................................................................84 4.1.1　介紹存活探針 ....................................................................................84 4.1.2　創(chuàng)建基于 HTTP 的存活探針 ............................................................85 4.1.3　使用存活探針 ....................................................................................86 4.1.4　配置存活探針的附加屬性 ................................................................87 4.1.5　創(chuàng)建有效的存活探針 ........................................................................88 4.2　了解 ReplicationController ............................................................................89 4.2.1　ReplicationController 的操作 ............................................................90 4.2.2　創(chuàng)建一個(gè) ReplicationController ........................................................92 4.2.3　使用 ReplicationController ................................................................94 4.2.4　將 pod 移入或移出 ReplicationController 的作用域 .......................97 4.2.5　修改 pod 模板 ..................................................................................100 4.2.6　水平縮放 pod ...................................................................................101 4.2.7　刪除一個(gè) ReplicationController ......................................................103 4.3　使用 ReplicaSet 而不是 ReplicationController ...........................................104 4.3.1　比較 ReplicaSet 和 ReplicationController .......................................104 4.3.2　定義 ReplicaSet ................................................................................105 4.3.3　創(chuàng)建和檢查 ReplicaSet ....................................................................106 4.3.4　使用 ReplicaSet 的更富表達(dá)力的標(biāo)簽選擇器 ...............................106 4.3.5　ReplicaSet 小結(jié) ................................................................................107 4.4　使用 DaemonSet 在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行一個(gè) pod ...........................................107 4.4.1　使用 DaemonSet 在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行一個(gè) pod ..............................108 4.4.2　使用 DaemonSet 只在特定的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行 pod ..............................109 4.5　運(yùn)行執(zhí)行單個(gè)任務(wù)的 pod ........................................................................... 112 4.5.1　介紹 Job 資源 ................................................................................... 112 4.5.2　定義 Job 資源 ................................................................................... 113 4.5.3　看 Job 運(yùn)行一個(gè) pod ........................................................................ 114 4.5.4　在 Job 中運(yùn)行多個(gè) pod 實(shí)例 ........................................................... 114 4.5.5　限制 Job pod 完成任務(wù)的時(shí)間 ........................................................ 116 4.6　安排 Job 定期運(yùn)行或在將來(lái)運(yùn)行一次 ....................................................... 116 4.6.1　創(chuàng)建一個(gè) CronJob ............................................................................ 116 4.6.2　了解計(jì)劃任務(wù)的運(yùn)行方式 .............................................................. 118 4.7　本章小結(jié) ...................................................................................................... 118 5 　服務(wù) ：讓客戶端發(fā)現(xiàn) pod 并與之通信 .....................................121 5.1　介紹服務(wù) ......................................................................................................122 5.1.1　創(chuàng)建服務(wù) ..........................................................................................123 5.1.2　服務(wù)發(fā)現(xiàn) ..........................................................................................129 5.2　連接集群外部的服務(wù) ..................................................................................132 5.2.1　介紹服務(wù) endpoint ...........................................................................133 5.2.2　手動(dòng)配置服務(wù)的 endpoint ...............................................................133 5.2.3　為外部服務(wù)創(chuàng)建別名 ......................................................................135 5.3　將服務(wù)暴露給外部客戶端 ..........................................................................136 5.3.1　使用 NodePort 類型的服務(wù) .........................................................137 5.3.2　通過負(fù)載均衡器將服務(wù)暴露出來(lái) ..................................................140 5.3.3　了解外部連接的特性 ......................................................................142 5.4　通過 Ingress 暴露服務(wù) .................................................................................143 5.4.1　創(chuàng)建 Ingress 資源 .............................................................................145 5.4.2　通過 Ingress 訪問服務(wù) .....................................................................146 5.4.3　通過相同的 Ingress 暴露多個(gè)服務(wù) .................................................147 5.4.4　配置 Ingress 處理 TLS 傳輸 ...........................................................149 5.5　pod 就緒后發(fā)出信號(hào) ...................................................................................150 5.5.1　介紹就緒探針 ..................................................................................151 5.5.2　向 pod 添加就緒探針 ......................................................................152 5.5.3　了解就緒探針的實(shí)際作用 ..............................................................154 5.6　使用 headless 服務(wù)來(lái)發(fā)現(xiàn)獨(dú)立的 pod ........................................................155 5.6.1　創(chuàng)建 headless 服務(wù) ...........................................................................156 5.6.2　通過 DNS 發(fā)現(xiàn) pod .........................................................................156 5.6.3　發(fā)現(xiàn)所有的 pod——包括未就緒的 pod.........................................157 5.7　排除服務(wù)故障 ..............................................................................................158 5.8　本章小結(jié) ......................................................................................................159 6 　卷 ：將磁盤掛載到容器 .........................................................161 6.1　介紹卷 ..........................................................................................................162 6.1.1　卷的應(yīng)用示例 .................................................................................162 6.1.2　介紹可用的卷類型 ..........................................................................164 6.2　通過卷在容器之間共享數(shù)據(jù) ......................................................................165 6.2.1　使用 emptyDir 卷 .............................................................................165 6.2.2　使用 Git 倉(cāng)庫(kù)作為存儲(chǔ)卷 ...............................................................168 6.3　訪問工作節(jié)點(diǎn)文件系統(tǒng)上的文件 ..............................................................171 6.3.1　介紹 hostPath 卷 ..............................................................................171 6.3.2　檢查使用 hostPath 卷的系統(tǒng) pod ...................................................172 6.4　使用持久化存儲(chǔ) ..........................................................................................173 6.4.1　使用 GCE 持久磁盤作為 pod 存儲(chǔ)卷 ............................................174 6.4.2　通過底層持久化存儲(chǔ)使用其他類型的卷 ......................................177 6.5　從底層存儲(chǔ)技術(shù)解耦 pod ...........................................................................179 6.5.1　介紹持久卷和持久卷聲明 ..............................................................179 6.5.2　創(chuàng)建持久卷 ......................................................................................180 6.5.3　通過創(chuàng)建持久卷聲明來(lái)獲取持久卷 ..............................................182 6.5.4　在 pod 中使用持久卷聲明 ..............................................................184 6.5.5　了解使用持久卷和持久卷聲明的好處 ..........................................185 6.5.6　回收持久卷 ......................................................................................186 6.6　持久卷的動(dòng)態(tài)卷配置 ..................................................................................187 6.6.1　通過 StorageClass 資源定義可用存儲(chǔ)類型 ...................................188 6.6.2　請(qǐng)求持久卷聲明中的存儲(chǔ)類 ..........................................................188 6.6.3　不指定存儲(chǔ)類的動(dòng)態(tài)配置 ..............................................................190 6.7　本章小結(jié) ......................................................................................................193 7 　ConfigMap 和 Secret ：配置應(yīng)用程序 .....................................195 7.1　配置容器化應(yīng)用程序 ..................................................................................195 7.2　向容器傳遞命令行參數(shù) ..............................................................................196 7.2.1　在 Docker 中定義命令與參數(shù) ........................................................196 7.2.2　在 Kubernetes 中覆蓋命令和參數(shù) ..................................................199 7.3　為容器設(shè)置環(huán)境變量 ..................................................................................200 7.3.1　在容器定義中指定環(huán)境變量 ..........................................................201 7.3.2　在環(huán)境變量值中引用其他環(huán)境變量 ..............................................201 7.3.3　了解硬編碼環(huán)境變量的不足之處 ..................................................202 7.4　利用 ConfigMap 解耦配置 ..........................................................................202 7.4.1　ConfigMap 介紹 ...............................................................................202 7.4.2　創(chuàng)建 ConfigMap ...............................................................................203 7.4.3　給容器傳遞 ConfigMap 條目作為環(huán)境變量 ..................................206 7.4.4　一次性傳遞 ConfigMap 的所有條目作為環(huán)境變量 ......................208 7.4.5　傳遞 ConfigMap 條目作為命令行參數(shù) ..........................................209 7.4.6　使用 configMap 卷將條目暴露為文件 ...........................................210 7.4.7　更新應(yīng)用配置且不重啟應(yīng)用程序 ..................................................216 7.5　使用 Secret 給容器傳遞敏感數(shù)據(jù) ..............................................................218 7.5.1　介紹 Secret .......................................................................................218 7.5.2　默認(rèn)令牌 Secret 介紹 ......................................................................218 7.5.3　創(chuàng)建 Secret .......................................................................................220 7.5.4　對(duì)比 ConfigMap 與 Secret ...............................................................221 7.5.5　在 pod 中使用 Secret .......................................................................222 7.6　本章小結(jié) ......................................................................................................228 8 　從應(yīng)用訪問 pod 元數(shù)據(jù)以及其他資源 .....................................229 8.1　通過 Downward API 傳遞元數(shù)據(jù) ...............................................................229 8.1.1　了解可用的元數(shù)據(jù) ..........................................................................230 8.1.2　通過環(huán)境變量暴露元數(shù)據(jù) ..............................................................231 8.1.3　通過 downwardAPI 卷來(lái)傳遞元數(shù)據(jù) .............................................234 8.2　與 Kubernetes API 服務(wù)器交互 ...................................................................237 8.2.1　探究 Kubernetes REST API .............................................................238 8.2.2　從 pod 內(nèi)部與 API 服務(wù)器進(jìn)行交互 ..............................................242 8.2.3　通過 ambassador 容器簡(jiǎn)化與 API 服務(wù)器的交互 .........................248 8.2.4　使用客戶端庫(kù)與 API 服務(wù)器交互 ..................................................251 8.3　本章小結(jié) ......................................................................................................253 9 　Deployment: 聲明式地升級(jí)應(yīng)用 ...........................................255 9.1　更新運(yùn)行在 pod 內(nèi)的應(yīng)用程序 ..................................................................256 9.1.1　刪除舊版本 pod，使用新版本 pod 替換 .......................................257 9.1.2　先創(chuàng)建新 pod 再刪除舊版本 pod ...................................................257 9.2　使用 ReplicationController 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的滾動(dòng)升級(jí) .....................................259 9.2.1　運(yùn)行第一個(gè)版本的應(yīng)用 ..................................................................259 9.2.2　使用 kubectl 來(lái)執(zhí)行滾動(dòng)式升級(jí) ....................................................261 9.2.3　為什么 kubectl rolling-update 已經(jīng)過時(shí) .........................................265 9.3　使用 Deployment 聲明式地升級(jí)應(yīng)用.........................................................266 9.3.1　創(chuàng)建一個(gè) Deployment .....................................................................267 9.3.2　升級(jí) Deployment .............................................................................269 9.3.3　回滾 Deployment .............................................................................273 9.3.4　控制滾動(dòng)升級(jí)速率 ..........................................................................276 9.3.5　暫停滾動(dòng)升級(jí) ..................................................................................278 9.3.6　阻止出錯(cuò)版本的滾動(dòng)升級(jí) ..............................................................279 9.4　本章小結(jié) ......................................................................................................284 10 　StatefulSet ：部署有狀態(tài)的多副本應(yīng)用 ................................285 10.1　復(fù)制有狀態(tài) pod .........................................................................................285 10.1.1　運(yùn)行每個(gè)實(shí)例都有單獨(dú)存儲(chǔ)的多副本 ........................................286 10.1.2　每個(gè) pod 都提供穩(wěn)定的標(biāo)識(shí) ........................................................287 10.2　了解 Statefulset ..........................................................................................289 10.2.1　對(duì)比 Statefulset 和 ReplicaSet .......................................................289 10.2.2　提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí) ....................................................................290 10.2.3　為每個(gè)有狀態(tài)實(shí)例提供穩(wěn)定的專屬存儲(chǔ) ....................................292 10.2.4　Statefulset 的保障 ..........................................................................294 10.3　使用 Statefulset ..........................................................................................295 10.3.1　創(chuàng)建應(yīng)用和容器鏡像 ....................................................................295 10.3.2　通過 Statefulset 部署應(yīng)用 .............................................................296 10.3.3　使用你的 pod .................................................................................301 10.4　在 Statefulset 中發(fā)現(xiàn)伙伴節(jié)點(diǎn) .................................................................305 10.4.1　通過 DNS 實(shí)現(xiàn)伙伴間彼此發(fā)現(xiàn) ..................................................306 10.4.2　更新 Statefulset ..............................................................................308 10.4.3　嘗試集群數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ........................................................................309 10.5　了解 Statefulset 如何處理節(jié)點(diǎn)失效 .........................................................310 10.5.1　模擬一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)斷開 ............................................................310 10.5.2　手動(dòng)刪除 pod .................................................................................312 10.6　本章小結(jié) ....................................................................................................313 11 　了解 Kubernetes 機(jī)理 ........................................................315 11.1　了解架構(gòu) ...................................................................................................315 11.1.1　Kubernetes 組件的分布式特性 .....................................................316 11.1.2　Kubernetes 如何使用 etcd .............................................................318 11.1.3　API 服務(wù)器做了什么 .....................................................................322 11.1.4　API 服務(wù)器如何通知客戶端資源變更 .........................................324 11.1.5　了解調(diào)度器 ....................................................................................325 11.1.6　介紹控制器管理器中運(yùn)行的控制器 ............................................327 11.1.7　Kubelet 做了什么 ...........................................................................331 11.1.8　Kubernetes Service Proxy 的作用 .................................................332 11.1.9　介紹 Kubernetes 插件 ....................................................................333 11.1.10　總結(jié)概覽 ......................................................................................335 11.2　控制器如何協(xié)作 ........................................................................................335 11.2.1　了解涉及哪些組件 ........................................................................335 11.2.2　事件鏈 ............................................................................................336 11.2.3　觀察集群事件 ................................................................................337 11.3　了解運(yùn)行中的 pod 是什么 ........................................................................339 11.4　跨 pod 網(wǎng)絡(luò) ................................................................................................340 11.4.1　網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是什么樣的 ....................................................................340 11.4.2　深入了解網(wǎng)絡(luò)工作原理 ................................................................341 11.4.3　引入容器網(wǎng)絡(luò)接口 ........................................................................343 11.5　服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的 ....................................................................................344 11.5.1　引入 kube-proxy .............................................................................344 11.5.2　kube-proxy 如何使用 iptables .......................................................344 11.6　運(yùn)行高可用集群 ........................................................................................346 11.6.1　讓你的應(yīng)用變得高可用 ................................................................346 11.6.2　讓 Kubernetes 控制平面變得高可用 ............................................347 11.7　本章小結(jié) ....................................................................................................350 12 　Kubernetes API 服務(wù)器的安全防護(hù) .....................................351 12.1　了解認(rèn)證機(jī)制 ............................................................................................351 12.1.1　用戶和組 ........................................................................................352 12.1.2　ServiceAccount 介紹 ......................................................................353 12.1.3　創(chuàng)建 ServiceAccount ......................................................................354 12.1.4　將 ServiceAccount 分配給 pod ......................................................356 12.2　通過基于角色的權(quán)限控制加強(qiáng)集群安全 ................................................358 12.2.1　介紹 RBAC 授權(quán)插件 ...................................................................359 12.2.2　介紹 RBAC 資源 ...........................................................................360 12.2.3　使用 Role 和 RoleBinding .............................................................363 12.2.4　使用 ClusterRole 和 ClusterRoleBinding ......................................367 12.2.5　了解默認(rèn)的 ClusterRole 和 ClusterRoleBinding ..........................376 12.2.6　理性地授予授權(quán)權(quán)限 ....................................................................379 12.3　本章小結(jié) ....................................................................................................379 13 　保障集群內(nèi)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)安全 ................................................381 13.1　在 pod 中使用宿主節(jié)點(diǎn)的 Linux 命名空間 .............................................381 13.1.1　在 pod 中使用宿主節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)命名空間 ....................................382 13.1.2　綁定宿主節(jié)點(diǎn)上的端口而不使用宿主節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)命名空間 .......383 13.1.3　使用宿主節(jié)點(diǎn)的 PID 與 IPC 命名空間 .......................................385 13.2　配置節(jié)點(diǎn)的安全上下文 ............................................................................386 13.2.1　使用指定用戶運(yùn)行容器 ................................................................387 13.2.2　阻止容器以 root 用戶運(yùn)行 ............................................................388 13.2.3　使用特權(quán)模式運(yùn)行 pod .................................................................389 13.2.4　為容器單獨(dú)添加內(nèi)核功能 ............................................................390 13.2.5　在容器中禁用內(nèi)核功能 ................................................................391 13.2.6　阻止對(duì)容器根文件系統(tǒng)的寫入 ....................................................392 13.2.7　容器使用不同用戶運(yùn)行時(shí)共享存儲(chǔ)卷 ........................................394 13.3　限制 pod 使用安全相關(guān)的特性 ................................................................396 13.3.1　PodSecurityPolicy 資源介紹 .........................................................396 13.3.2　了解 runAsUser、 fsGroup 和 supplementalGroup 策略 ...............398 13.3.3　配置允許、默認(rèn)添加、禁止使用的內(nèi)核功能 ............................400 13.3.4　限制 pod 可以使用的存儲(chǔ)卷類型 ................................................402 13.3.5　對(duì)不同的用戶與組分配不同的 PodSecurityPolicy .....................402 13.4　隔離 pod 的網(wǎng)絡(luò) ........................................................................................406 13.4.1　在一個(gè)命名空間中啟用網(wǎng)絡(luò)隔離 ................................................406 13.4.2　允許同一命名空間中的部分 pod 訪問一個(gè)服務(wù)端 pod ...............407 13.4.3　在不同 Kubernetes 命名空間之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離 ........................408 13.4.4　使用 CIDR 隔離網(wǎng)絡(luò) .....................................................................409 13.4.5　限制 pod 的對(duì)外訪問流量 ............................................................409 13.5　本章小結(jié) ....................................................................................................410 14 　計(jì)算資源管理 ...................................................................411 14.1　為 pod 中的容器申請(qǐng)資源 ........................................................................ 411 14.1.1　創(chuàng)建包含資源 requests 的 pod ......................................................412 14.1.2　資源 requests 如何影響調(diào)度 .........................................................413 14.1.3　CPU requests 如何影響 CPU 時(shí)間分配 .......................................418 14.1.4　定義和申請(qǐng)自定義資源 ................................................................418 14.2　限制容器的可用資源 ................................................................................419 14.2.1　設(shè)置容器可使用資源量的硬限制 ................................................419 14.2.2　超過 limits ......................................................................................421 14.2.3　容器中的應(yīng)用如何看待 limits ......................................................422 14.3　了解 pod QoS 等級(jí) ....................................................................................423 14.3.1　定義 pod 的 QoS 等級(jí) ...................................................................424 14.3.2　內(nèi)存不足時(shí)哪個(gè)進(jìn)程會(huì)被殺死 ....................................................426 14.4　為命名空間中的 pod 設(shè)置默認(rèn)的 requests 和 limits ...............................427 14.4.1　LimitRange 資源簡(jiǎn)介 ....................................................................428 14.4.2　LimitRange 對(duì)象的創(chuàng)建 ................................................................428 14.4.3　強(qiáng)制進(jìn)行限制 ................................................................................430 14.4.4　應(yīng)用資源 requests 和 limits 的默認(rèn)值 ..........................................430 14.5　限制命名空間中的可用資源總量 ............................................................431 14.5.1　ResourceQuota 資源介紹 ..............................................................431 14.5.2　為持久化存儲(chǔ)指定配額 ................................................................434 14.5.3　限制可創(chuàng)建對(duì)象的個(gè)數(shù) ................................................................434 14.5.4　為特定的 pod 狀態(tài)或者 QoS 等級(jí)指定配額 ...............................435 14.6　監(jiān)控 pod 的資源使用量 ............................................................................436 14.6.1　收集、獲取實(shí)際資源使用情況 ....................................................437 14.6.2　保存并分析歷史資源的使用統(tǒng)計(jì)信息 ........................................439 14.7　本章小結(jié) ....................................................................................................442 15 　自動(dòng)橫向伸縮 pod 與集群節(jié)點(diǎn) ............................................443 15.1　pod 的橫向自動(dòng)伸縮 .................................................................................444 15.1.1　了解自動(dòng)伸縮過程 ........................................................................444 15.1.2　基于 CPU 使用率進(jìn)行自動(dòng)伸縮 ..................................................447 15.1.3　基于內(nèi)存使用進(jìn)行自動(dòng)伸縮 ........................................................453 15.1.4　基于其他自定義度量進(jìn)行自動(dòng)伸縮 ............................................453 15.1.5　確定哪些度量適合用于自動(dòng)伸縮 ................................................456 15.1.6　縮容到 0 個(gè)副本 ............................................................................456 15.2　pod 的縱向自動(dòng)伸縮 .................................................................................456 15.2.1　自動(dòng)配置資源請(qǐng)求 ........................................................................457 xxviii 目 錄 15.2.2　修改運(yùn)行中 pod 的資源請(qǐng)求 ........................................................457 15.3　集群節(jié)點(diǎn)的橫向伸縮 ................................................................................457 15.3.1　Cluster Autoscaler 介紹 .................................................................457 15.3.2　啟用 Cluster Autoscaler .................................................................459 15.3.3　限制集群縮容時(shí)的服務(wù)干擾 ........................................................460 15.4　本章小結(jié) ....................................................................................................461 16 　高級(jí)調(diào)度 .........................................................................463 16.1　使用污點(diǎn)和容忍度阻止節(jié)點(diǎn)調(diào)度到特定節(jié)點(diǎn) ........................................463 16.1.1　介紹污點(diǎn)和容忍度 ........................................................................464 16.1.2　在節(jié)點(diǎn)上添加自定義污點(diǎn) ............................................................466 16.1.3　在 pod 上添加污點(diǎn)容忍度 ............................................................467 16.1.4　了解污點(diǎn)和污點(diǎn)容忍度的使用場(chǎng)景 ............................................467 16.2　使用節(jié)點(diǎn)親緣性將 pod 調(diào)度到特定節(jié)點(diǎn)上 ............................................469 16.2.1　指定強(qiáng)制性節(jié)點(diǎn)親緣性規(guī)則 ........................................................470 16.2.2　調(diào)度 pod 時(shí)優(yōu)先考慮某些節(jié)點(diǎn) ....................................................472 16.3　使用 pod 親緣性與非親緣性對(duì) pod 進(jìn)行協(xié)同部署 ................................475 16.3.1　使用 pod 間親緣性將多個(gè) pod 部署在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上 ................475 16.3.2　將 pod 部署在同一機(jī)柜、可用性區(qū)域或者地理地域 ................478 16.3.3　表達(dá) pod 親緣性優(yōu)先級(jí)取代強(qiáng)制性要求 ....................................479 16.3.4　利用 pod 的非親緣性分開調(diào)度 pod .............................................481 16.4　本章小結(jié) ....................................................................................................483 17 　開發(fā)應(yīng)用的最佳實(shí)踐 .........................................................485 17.1　集中一切資源 ............................................................................................486 17.2　了解 pod 的生命周期 ................................................................................487 17.2.1　應(yīng)用必須預(yù)料到會(huì)被殺死或者重新調(diào)度 ....................................487 17.2.2　重新調(diào)度死亡的或者部分死亡的 pod .........................................490 17.2.3　以固定順序啟動(dòng) pod .....................................................................491 17.2.4　增加生命周期鉤子 ........................................................................493 17.2.5　了解 pod 的關(guān)閉 ............................................................................497 17.3　確保所有的客戶端請(qǐng)求都得到了妥善處理 ............................................500 17.3.1　在 pod 啟動(dòng)時(shí)避免客戶端連接斷開 ............................................500 17.3.2　在 pod 關(guān)閉時(shí)避免客戶端連接斷開 ............................................501 17.4　讓應(yīng)用在 Kubernetes 中方便運(yùn)行和管理 ................................................505 17.4.1　構(gòu)建可管理的容器鏡像 ................................................................505 17.4.2　合理地給鏡像打標(biāo)簽，正確地使用 ImagePullPolicy ................506 17.4.3　使用多維度而不是單維度的標(biāo)簽 ................................................506 17.4.4　通過注解描述每個(gè)資源 ................................................................506 17.4.5　給進(jìn)程終止提供更多的信息 ........................................................507 17.4.6　處理應(yīng)用日志 ................................................................................508 17.5　開發(fā)和測(cè)試的最佳實(shí)踐 ............................................................................510 17.5.1　開發(fā)過程中在 Kubernetes 之外運(yùn)行應(yīng)用 ....................................510 17.5.2　在開發(fā)過程中使用 Minikube ........................................................512 17.5.3　發(fā)布版本和自動(dòng)部署資源清單 ....................................................513 17.5.4　使用 Ksonnet 作為編寫 YAML/JSON manifest 文件的額外選擇 ............................................................................513 17.5.5　利用持續(xù)集成和持續(xù)交付 ............................................................514 17.6　本章小結(jié) ....................................................................................................515 18 　Kubernetes 應(yīng)用擴(kuò)展 ........................................................517 18.1　定義自定義 API 對(duì)象 ................................................................................517 18.1.1　CustomResourceDefinitions 介紹 ..................................................518 18.1.2　使用自定義控制器自動(dòng)定制資源 ................................................522 18.1.3　驗(yàn)證自定義對(duì)象 ............................................................................526 18.1.4　為自定義對(duì)象提供自定義 API 服務(wù)器 ........................................527 18.2　使用 Kubernetes 服務(wù)目錄擴(kuò)展 Kubernetes .............................................528 18.2.1　服務(wù)目錄介紹 ................................................................................529 18.2.2　服務(wù)目錄 API 服務(wù)器與控制器管理器介紹 ................................530 18.2.3　Service 代理和 OpenServiceBroker API .......................................530 18.2.4　提供服務(wù)與使用服務(wù) ....................................................................533 18.2.5　解除綁定與取消配置 ....................................................................535 18.2.6　服務(wù)目錄給我們帶來(lái)了什么 ........................................................535 18.3　基于 Kubernetes 搭建的平臺(tái) ....................................................................536 18.3.1　紅帽 OpenShift 容器平臺(tái) ..............................................................536 18.3.2　Deis Workflow 與 Helm .................................................................539 18.4　本章小結(jié) ....................................................................................................541 A 　在多個(gè)集群中使用 kubectl ...................................................543 B 　使用 kubeadm 配置多節(jié)點(diǎn)集群 ............................................549 C 　使用其他容器運(yùn)行時(shí) ...........................................................563 D 　Cluster Federation .............................................................567