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第1部分 基础概念2

第1章 容器集群综述2

1.1 虚拟化与容器2

1.1.1 计算资源虚拟化2

1.1.2 容器技术的本质4

1.1.3 基于容器的软件交付13

1.2 容器集群与分布式服务16

1.2.1 微服务架构16

1.2.2 容器集群生态圈18

1.3 容器即服务26

1.3.1 从基础设施到平台26

1.3.2 数据中心操作系统29

1.4 本章小结31

第2部分 解决方案35

第2章 SwarmKit集群解决方案35

2.1 开源容器集群方案35

2.1.1 容器社区的“四朵金花”35

2.1.2 经典Swarm、SwarmKit和Swarm Mode36

2.2 使用SwarmKit37

2.2.1 SwarmKit综述37

2.2.2 创建SwarmKit集群40

2.2.3 在SwarmKit集群上运行服务43

2.2.4 SwarmKit集群的其他功能45

2.3 Docker Swarm Mode45

2.3.1 Swarm Mode综述45

2.3.2 集群的创建与销毁46

2.3.3 节点管理48

2.3.4 服务管理51

2.3.5 服务编排56

2.3.6 应用栈的管理63

2.3.7 外置配置和密文管理66

2.4 Swarm Mode的图形界面69

2.4.1 Swarm Mode UI现状69

2.4.2 Portainer71

2.5 本章小结74

第3章 Kubernetes集群解决方案75

3.1 Kubernetes集群概述75

3.1.1 Kubernetes项目的起源75

3.1.2 Kubernetes的结构76

3.1.3 基本概念78

3.2 部署Kubernetes集群82

3.2.1 使用Minikube82

3.2.2 使用kubeadm83

3.2.3 理解Kubernetes集群的部署过程87

3.2.4 验证集群可用性96

3.3 使用Kubernetes98

3.3.1 通过Kubernetes部署服务98

3.3.2 服务的在线更新和回滚103

3.3.3 单次任务、定时任务和全局服务109

3.3.4 持久化存储113

3.3.5 配置存储116

3.3.6 管理有状态的服务122

3.3.7 健康检查126

3.3.8 提供对外服务127

3.3.9 多租户隔离和配额131

3.3.10 集群的节点管理135

3.4 Kubernetes包管理工具Helm137

3.4.1 Helm简介137

3.4.2 使用Helm管理服务137

3.4.3 自定义Chart142

3.4.4 Chart仓库146

3.5 本章小结147

第4章 Mesos集群解决方案148

4.1 Mesos和DC/OS概述148

4.1.1 Mesos项目的起源148

4.1.2 Mesos的结构149

4.1.3 Mesos的内部构成151

4.1.4 DC/OS数据中心操作系统152

4.2 部署Mesos集群153

4.2.1 部署ZooKeeper153

4.2.2 部署Mesos157

4.2.3 启动Master节点158

4.2.4 添加Agent节点161

4.2.5 Mesos服务的启动参数164

4.3 使用Marathon管理服务170

4.3.1 部署Marathon170

4.3.2 添加一个应用172

4.3.3 使用DC/OS命令行工具177

4.3.4 使用Docker容器177

4.3.5 使用Unified Container179

4.3.6 持久化卷存储182

4.3.7 Marathon-LB负载均衡184

4.3.8 Mesos-DNS域名服务188

4.3.9 服务依赖和编组191

4.3.10 应用升级194

4.3.11 调度约束199

4.3.12 健康检查201

4.4 使用Chronos203

4.4.1 部署Chronos203

4.4.2 定时表达式204

4.4.3 创建定时任务205

4.4.4 定时任务的依赖208

4.5 更多的Mesos服务框架209

4.5.1 Mesos服务框架的本质209

4.5.2 编写自己的Mesos服务框架211

4.5.3 其他常见服务框架216

4.6 DC/OS218

4.6.1 DC/OS简介218

4.6.2 部署DC/OS219

4.6.3 DC/OS的操作228

4.6.4 DC/OS命令行工具230

4.6.5 DC/OS的应用仓库231

4.7 本章小结234

第5章 Rancher集群解决方案235

5.1 Rancher集群概述235

5.1.1 Rancher项目的起源235

5.1.2 Rancher的结构236

5.1.3 相关概念237

5.2 构建Rancher集群239

5.2.1 部署Server节点239

5.2.2 Server节点的高可用部署方式240

5.2.3 添加Agent节点241

5.3 Rancher的服务管理243

5.3.1 使用Rancher Web UI创建服务243

5.3.2 从容器245

5.3.3 特殊类型的服务247

5.3.4 使用应用商店251

5.3.5 服务编排252

5.3.6 服务的升级和回滚254

5.4 Rancher使用进阶256

5.4.1 Rancher的标签256

5.4.2 调度选项257

5.4.3 服务健康检查258

5.4.4 Rancher的元数据服务260

5.4.5 Rancher的DNS服务262

5.4.6 使用私有镜像仓库263

5.4.7 Rancher的Secret服务264

5.4.8 在应用商店添加自定义应用265

5.5 Rancher的命令行工具268

5.5.1 配置Rancher命令行工具268

5.5.2 命令工具的基本使用270

5.5.3 通过命令行进行服务编排273

5.5.4 通过命令行进行服务升级273

5.6 使用Rancher安装Kubernetes274

5.6.1 Rancher的环境管理274

5.6.2 在Rancher中添加Kubernetes环境276

5.6.3 在Rancher中使用Kubernetes279

5.7 本章小结282

第3部分 技术周边284

第6章 容器集群的网络和存储284

6.1 容器网络284

6.1.1 容器网络标准284

6.1.2 本地网络288

6.1.3 跨节点网络293

6.1.4 使用Docker内置的Overlay类型网络300

6.1.5 构建基于Flannel的覆盖网络301

6.1.6 构建基于Calico的BGP路由网络306

6.2 容器存储310

6.2.1 容器实例和镜像的存储310

6.2.2 容器卷的存储312

6.2.3 容器卷存储标准316

6.2.4 基于NFS的卷存储317

6.2.5 基于Ceph的卷存储320

6.2.6 使用公有云存储330

6.3 本章小结332

第7章 容器服务的基础设施333

7.1 集群性能监控333

7.1.1 常见的开源性能监控方案333

7.1.2 基于TICK Stack的性能监控335

7.1.3 TICK Stack的部署和使用336

7.1.4 基于Prometheus的性能监控341

7.1.5 Prometheus的部署343

7.1.6 Prometheus的使用353

7.2 集群日志管理361

7.2.1 常见的开源日志管理方案361

7.2.2 基于Elastic Stack的日志管理363

7.2.3 基于Fluentd的日志管理372

7.3 服务发现377

7.3.1 常见的服务发现方案377

7.3.2 Etcd379

7.3.3 Consul390

7.4 镜像仓库398

7.4.1 容器镜像仓库概述398

7.4.2 Registry399

7.4.3 Harbor405

7.5 本章小结412

第8章 容器技术新风向413

8.1 安全的集群操作系统：Container Linux413

8.1.1 Container Linux概述413

8.1.2 Container Linux的部署416

8.1.3 Container Linux的使用418

8.2 基于容器的操作系统：RancherOS419

8.2.1 RancherOS概述419

8.2.2 部署RancherOS421

8.2.3 RancherOS的使用422

8.2.4 使用ros工具管理系统424

8.3 容器式的虚拟机：Hyper429

8.3.1 Hyper概述429

8.3.2 部署Hyper430

8.3.3 Hyper的使用431

8.4 虚拟机式的容器：LXD434

8.4.1 LXD概述434

8.4.2 LXD的安装和使用435

8.4.3 服务热迁移440

8.5 容器与虚拟机的统一：Rkt442

8.5.1 Rkt概述442

8.5.2 Rkt的安装和使用444

8.6 企业级定制容器：Pouch450

8.6.1 Pouch概述450

8.6.2 Pouch的开源生态453

8.6.3 体验Pouch455

8.7 微内核操作系统：Unikernel458

8.7.1 Unikernel概述458

8.7.2 Unikernel的发展460

8.7.3 体验Unikernel462

8.8 本章小结465