深入剖析Kubernetes
张磊
Kubernetes社区资深成员与项目维护者
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课前必读 (5讲)
开篇词 | 打通“容器技术”的任督二脉
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01 | 预习篇 · 小鲸鱼大事记(一):初出茅庐
02 | 预习篇 · 小鲸鱼大事记(二):崭露头角
03 | 预习篇 · 小鲸鱼大事记(三):群雄并起
04 | 预习篇 · 小鲸鱼大事记(四):尘埃落定
容器技术概念入门篇 (5讲)
05 | 白话容器基础(一):从进程说开去
06 | 白话容器基础(二):隔离与限制
07 | 白话容器基础(三):深入理解容器镜像
08 | 白话容器基础(四):重新认识Docker容器
09 | 从容器到容器云:谈谈Kubernetes的本质
Kubernetes集群搭建与实践 (3讲)
10 | Kubernetes一键部署利器:kubeadm
11 | 从0到1:搭建一个完整的Kubernetes集群
12 | 牛刀小试:我的第一个容器化应用
容器编排与Kubernetes作业管理 (15讲)
13 | 为什么我们需要Pod?
14 | 深入解析Pod对象(一):基本概念
15 | 深入解析Pod对象(二):使用进阶
16 | 编排其实很简单:谈谈“控制器”模型
17 | 经典PaaS的记忆:作业副本与水平扩展
18 | 深入理解StatefulSet(一):拓扑状态
19 | 深入理解StatefulSet(二):存储状态
20 | 深入理解StatefulSet(三):有状态应用实践
21 | 容器化守护进程的意义:DaemonSet
22 | 撬动离线业务:Job与CronJob
23 | 声明式API与Kubernetes编程范式
24 | 深入解析声明式API(一):API对象的奥秘
25 | 深入解析声明式API(二):编写自定义控制器
26 | 基于角色的权限控制:RBAC
27 | 聪明的微创新:Operator工作原理解读
Kubernetes容器持久化存储 (4讲)
28 | PV、PVC、StorageClass,这些到底在说啥?
29 | PV、PVC体系是不是多此一举?从本地持久化卷谈起
30 | 编写自己的存储插件:FlexVolume与CSI
31 | 容器存储实践:CSI插件编写指南
Kubernetes容器网络 (8讲)
32 | 浅谈容器网络
33 | 深入解析容器跨主机网络
34 | Kubernetes网络模型与CNI网络插件
35 | 解读Kubernetes三层网络方案
36 | 为什么说Kubernetes只有soft multi-tenancy?
37 | 找到容器不容易:Service、DNS与服务发现
38 | 从外界连通Service与Service调试“三板斧”
39 | 谈谈Service与Ingress
Kubernetes作业调度与资源管理 (5讲)
40 | Kubernetes的资源模型与资源管理
41 | 十字路口上的Kubernetes默认调度器
42 | Kubernetes默认调度器调度策略解析
43 | Kubernetes默认调度器的优先级与抢占机制
44 | Kubernetes GPU管理与Device Plugin机制
Kubernetes容器运行时 (3讲)
45 | 幕后英雄:SIG-Node与CRI
46 | 解读 CRI 与 容器运行时
47 | 绝不仅仅是安全:Kata Containers 与 gVisor
Kubernetes容器监控与日志 (3讲)
48 | Prometheus、Metrics Server与Kubernetes监控体系
49 | Custom Metrics: 让Auto Scaling不再“食之无味”
50 | 让日志无处可逃:容器日志收集与管理
再谈开源与社区 (1讲)
51 | 谈谈Kubernetes开源社区和未来走向
答疑文章 (1讲)
52 | 答疑:在问题中解决问题,在思考中产生思考
特别放送 (1讲)
特别放送 | 2019 年,容器技术生态会发生些什么?
结束语 (1讲)
结束语 | Kubernetes:赢开发者赢天下
特别放送 | 云原生应用管理系列 (1讲)
基于 Kubernetes 的云原生应用管理,到底应该怎么做?
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开篇词 | 打通“容器技术”的任督二脉

张磊 2018-08-27
00:00
08:45
讲述:张磊 大小:4.02M

你好,我是张磊,Kubernetes 社区的一位资深成员和项目维护者。

2012 年,我还在浙大读书的时候,就有幸组建了一个云计算与 PaaS 基础设施相关的科研团队,就这样,我从早期的 Cloud Foundry 社区开始,正式与容器结缘。

这几年里,我大多数时间都在 Kubernetes 项目里从事上游技术工作,也得以作为一名从业者和社区成员的身份,参与和亲历了容器技术从“初出茅庐”到“尘埃落定”的全过程。

而即使从 2013 年 Docker 项目发布开始算起,这次变革也不过短短 5 年时间,可在现如今的技术圈儿里,不懂容器,没听过 Kubernetes,你还真不好意思跟人打招呼。

容器技术这样一个新生事物,完全重塑了整个云计算市场的形态。它不仅催生出了一批年轻有为的容器技术人,更培育出了一个具有相当规模的开源基础设施技术市场。

在这个市场里,不仅有 Google、Microsoft 等技术巨擘们厮杀至今,更有无数的国内外创业公司前仆后继。而在国内,甚至连以前对开源基础设施领域涉足不多的 BAT、蚂蚁、滴滴这样的巨头们,也都从 AI、云计算、微服务、基础设施等维度多管齐下,争相把容器和 Kubernetes 项目树立为战略重心之一。

就在这场因“容器”而起的技术变革中,Kubernetes 项目已然成为容器技术的事实标准,重新定义了基础设施领域对应用编排与管理的种种可能。

2014 年后,我开始以远程的方式,全职在 Kubernetes 和 Kata Containers 社区从事上游开发工作,先后发起了容器镜像亲密性调度、基于等价类的调度优化等多个核心特性,参与了容器运行时接口、安全容器沙盒等多个基础特性的设计和研发。还有幸作为主要的研发人员和维护者之一,亲历了 Serverless Container 概念的诞生与崛起。

在 2015 年,我发起和组织撰写了《Docker 容器与容器云》一书,希望帮助更多的人利用容器解决实际场景中的问题。时至今日,这本书的第 2 版也已经出版快 2 年了,受到了广大容器技术读者们的好评。

2018 年,我又赴西雅图,在微软研究院(MSR)云计算与存储研究组,专门从事基于 Kubernetes 的深度学习基础设施相关的研究工作。

我与容器打交道的这些年,一直在与关注容器生态的工程师们交流,并经常探讨容器在落地过程中遇到的问题。从这些交流中,我发现总有很多相似的问题被反复提及,比如:

  1. 为什么容器里只能跑“一个进程”?

  2. 为什么我原先一直在用的某个 JVM 参数,在容器里就不好使了?

  3. 为什么 Kubernetes 就不能固定 IP 地址?容器网络连不通又该如何去 Debug?

  4. Kubernetes 中 StatefulSet 和 Operator 到底什么区别?PV 和 PVC 这些概念又该怎么用?

这些问题乍一看与我们平常的认知非常矛盾,但它们的答案和原理却并不复杂。不过很遗憾,对于刚刚开始学习容器的技术人员来说,它们却很难用一两句话就能解释清楚。

究其原因在于,从过去以物理机和虚拟机为主体的开发运维环境,向以容器为核心的基础设施的转变过程,并不是一次温和的改革,而是涵盖了对网络、存储、调度、操作系统、分布式原理等各个方面的容器化理解和改造。

这就导致了很多初学者,对于容器技术栈表现出来的这些难题,要么知识储备不足,要么杂乱无章、无法形成体系。这,也是很多初次参与 PaaS 项目的从业者们共同面临的一个困境。

其实,容器技术体系看似纷乱繁杂,却存在着很多可以“牵一发而动全身”的主线。比如,Linux 的进程模型对于容器本身的重要意义;或者,“控制器”模式对整个 Kubernetes 项目提纲挈领的作用。

但是,这些关于 Linux 内核、分布式系统、网络、存储等方方面面的积累,并不会在 Docker 或者 Kubernetes 的文档中交代清楚。可偏偏就是它们,才是真正掌握容器技术体系的精髓所在,是每一位技术从业者需要悉心修炼的“内功”。

而这,也正是我开设这个专栏的初衷。

我希望借由这个专栏,给你讲清楚容器背后的这些技术本质与设计思想,并结合着对核心特性的剖析与实践,加深你对容器技术的理解。为此,我把专栏划分成了 4 大模块:

  1. “白话”容器技术基础: 我希望用饶有趣味的解说,给你梳理容器技术生态的发展脉络,用最通俗易懂的语言描述容器底层技术的实现方式,让你知其然,也知其所以然。

  2. Kubernetes 集群的搭建与实践: Kubernetes 集群号称“非常复杂”,但是如果明白了其中的架构和原理,选择了正确的工具和方法,它的搭建却也可以“一键安装”,它的应用部署也可以浅显易懂。

  3. 容器编排与 Kubernetes 核心特性剖析: 这是这个专栏最重要的内容。“编排”永远都是容器云项目的灵魂所在,也是 Kubernetes 社区持久生命力的源泉。在这一模块,我会从分布式系统设计的视角出发,抽象和归纳出这些特性中体现出来的普遍方法,然后带着这些指导思想去逐一阐述 Kubernetes 项目关于编排、调度和作业管理的各项核心特性。“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,希望这样一个与众不同的角度,能够给你以全新的启发。

  4. Kubernetes 开源社区与生态:“开源生态”永远都是容器技术和 Kubernetes 项目成功的关键。在这个模块,我会和你一起探讨,容器社区在开源软件工程指导下的演进之路;带你思考,如何同团队一起平衡内外部需求,让自己逐渐成为社区中不可或缺的一员。

我希望通过这些对容器与 Kubernetes 项目的逐层剖析,能够让你面对容器化浪潮时不再踌躇无措,有一种拨云见日的酣畅淋漓。

最后,我想再和你分享一个故事。

2015 年我在 InfoQ 举办的第一届容器技术大会上,结识了当时 CoreOS 的布道师 Kelsey Hightower,他热情地和大家一起安装和体验微信,谈笑风生间,还时不时地安利一番自家产品。

但两年后也就是 2017 年,Kelsey 已经是全世界容器圈儿的意见领袖,是 Google 公司 Kubernetes 项目的首席布道师,而他的座右铭也变为了“只布道,不推销”。此时,就算你漂洋过海想要亲自拜会 Kelsey ,恐怕也得先预约下时间了。

诚然,Kelsey 的“一夜成名”,与他的勤奋和天赋密不可分,但他对这次“容器”变革走向的准确把握却也是功不可没。这也正应了一句名言:一个人的命运啊,当然要靠自我奋斗,但是也要考虑到历史的行程。

眼下,你我可能已经错过了互联网技术大爆炸的时代,也没有在数字货币早期的狂热里分到一杯羹。可就在此时此刻,在沉寂了多年的云计算与基础设施领域,一次以“容器”为名的历史变革,正呼之欲出。这一次,我们又有什么理由作壁上观呢?

如果你也想登上“容器”这趟高速前进的列车,我相信这个专栏,可以帮助你打通学习容器技术的“任督二脉”。在专栏开始,我首先为你准备了 4 篇预习文章,详细地梳理了容器技术自兴起到现在的发展历程,同时也回答了“Kubernetes 为什么会赢”这个重要的问题,算是我额外为你准备的一份开学礼物吧。

机会总是留给有准备的人,现在就让我们一起开启这次充满挑战的容器之旅!

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精选留言(63)

  • llitfkitfk@dockone.io
    如果拿汽车来做比:
    Docker好比汽车引擎,
    Dockerfile相当于汽车蓝图,
    Docker image(镜像)就是汽车样板,
    Docker container(容器)类似于汽车的零部件,
    Docker Registry可以看作是4s店,
    Docker Compose就像老司机,
    Docker Volume就像是汽车的油箱, 如果把容器间内的io数据流比喻成汽油,
    Docker Swarm(或者K8s)就是交通枢纽。
    2018-09-09
    123
  • 聪灵果
    好期待后面的内容…
    2018-08-27
    28
  • knarfeh
    推荐一下https://github.com/knarfeh/k8s-digitalocean-terraform 这个项目,可以在 Digital Ocean 上一键启动 kubernetes 机器
    2018-09-03
    20
  • Twilight26
    今天刚用二进制文件的方式,搭建了一套完整的k8s集群,虽然搭建成功了,但是对里面参数还是不是很清楚,所以还需要好好深入学习一下,希望这个课程能带给我大的收获!

    作者回复: 二进制绝对是hard模式

    2018-08-27
    16
  • 岁月~静好
    第一次买网络课程,但愿学完之后对容器和k8s有自己的理解吧,虽然现在有些看不懂。
    2018-08-27
    15
  • arcTanh
    竟然让我这个半瓶子算法工程师听的热血沸腾啊

    作者回复: 相信我,开发人员才是容器技术的真正用户,AI基础设施了解一下

    2018-08-28
    13
  • @特
    我主要涉及到openshift的运维工作,而openshift是基于k8s的一套完整的devops解决方案。我在使用openshift的过程中发现容器化对于无状态的服务确实非常友好,但是对于需要存储的和需要固定ip的服务非常不友好。比如zk集群,MySQL的MGR集群,ES集群等等。部署难度和运维难度都非常高。而statefulsets并没有想象中的好用

    作者回复: 有状态应用管理自然是最难的,要学完整个专栏的所有内容恐怕才有更深的体会

    2018-08-28
    8
  • 付盼星
    k8s和yarn到底是相互如何配合呢,最近看yarn,容器化进程目前还是实验特性,官方在未来计划中说,为了做到暂停机会容器而不是杀死机会容器以最大化资源利用,需要用到容器技术,就是最常见的pause功能,让我在思考,到底k8s的强项是资源调度还是应用编排呢,如果两个共同协作,到底利用了各自哪些优势之处解决了哪些问题。

    作者回复: 可以直接给你结论:kubernetes更关注容器与编排,在资源管理方面优势不大。但正确的姿势,是用好kubernetes 可扩展能力,让它跟yarn等一起都发挥出真正的实力。国内阿里和蚂蚁在这一块走得不错。

    2018-08-28
    6
  • ylck
    cka 管理员再来复习下。 哈哈。
    2018-08-28
    1
    6
  • 您提到: kubernetes更关注容器与编排,在资源管理方面优势不大。但正确的姿势,是用好kubernetes 可扩展能力,让它跟yarn等一起都发挥出真正的实力。国内阿里和蚂蚁在这一块走得不错。
    强烈跪求讲一下如何弥补k8s的资源管理缺点,与yarn结合 这方面的知识与经验阿!!!

    作者回复: 说白了就是给kubernetes 写自定义调度器。

    2018-09-08
    5
  • jerryduren
    听了前面的觉得上瘾了,期待更新快一点.
    另外希望听到虚拟机容器,裸机容器,虚拟机容器三者间优劣势系统的对比分析方面的内容

    作者回复: 当然有

    2018-09-04
    5
  • robincoin
    kubeadm会讲离线安装么?
    2018-08-29
    5
  • 赵冬晨
    从接触市面上大部分web容器(tomcat.glassfish.weblogic.websphere.jetty等等),就觉得切换环境部署太费劲了,尤其是要跑兼容性就需要安装不同版本,太难受了…后来接触到了docker,绝对好牛逼啊,真是超级方便,再后来手里服务器多了就接触到了kubernetes,觉得这个更牛逼啊,超舒服,得好好学学,这趟车我上了,滴,滴滴

    作者回复: 恭喜,容器晋级之路你算是上道了

    2018-08-29
    5
  • cxyfreedom
    搭建环境太痛苦了,还不容易集群搭建成功了,部署插件又出问题,有时候找各种别人的方法还无效

    作者回复: 弄懂这些插件的工作原理才是正解。

    2018-08-29
    2
  • LQ
    这两天刚开始学k8s,相关专栏就上了,真是及时。
    2018-08-27
    2
  • 张泽南
    老师能不能出一个docker的课程啊
    2018-12-05
    1
  • 陈泰成
    上车!!!

    作者回复: 上船

    2018-10-06
    1
  • 杜鹏
    请问后期的课程会介绍k8s和yarn结合的案例吗?能否先给一些资料熟悉一下?现在项目中需要用到k8s的资源管理,总的来说是怎么省钱。

    作者回复: 会讲资源管理

    2018-09-19
    1
  • joy
    磊哥,远程全职在社区工作还有工资?工资比日常在公司上班挣得多?

    作者回复: 当然得有sponsor

    2018-09-07
    1
  • loda
    想咨询下kubeadm适合生产环境安装集群么

    作者回复: 小规模可以。

    2018-09-07
    1
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