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出版者:電腦人

作者:PCuSER研究

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005年05月13日

价格:NT$ 400

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isbn号码:9789867329370

丛书系列:

图书标签:

• Linux
• 服务器
• 管理
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• 系统管理
• 网络管理
• 性能优化
• 安全
• 虚拟化
• 云计算

《雲端原生架構與容器化實戰：從基礎到進階的Kubernetes部署與管理》 書籍簡介 在當今快速迭代的軟體開發與部署環境中，雲端原生（Cloud Native）已不再是趨勢，而是基礎設施的標準範式。傳統的單體式應用正加速遷移至微服務架構，而容器化技術，特別是Kubernetes（K8s），已成為管理這些複雜分散式系統的核心引擎。本書旨在提供一套全面且深入的實戰指南，帶領讀者從理解雲端原生核心概念出發，深入探討Kubernetes的架構原理、部署策略、進階調度與網路配置，並結合實務案例，掌握現代化雲端應用生命週期的全貌。 本書結構嚴謹，內容涵蓋了從容器化基礎（Docker/Containerd）到複雜的服務網格（Service Mesh）整合，旨在培養讀者具備設計、實施和維護高可用、高彈性雲端基礎設施的能力。我們著重於「實作」，而非僅是理論陳述，確保每一章節的知識點都能對應到實際操作的場景與挑戰。 第一部：容器化基石與雲端原生哲學 本部分著重於為後續的Kubernetes學習打下堅實的基礎。 第一章：現代化基礎設施的轉變 探討從虛擬機（VM）到容器的演進路徑，闡述微服務架構的優勢與挑戰。深入解析雲端原生的核心價值：彈性、可觀察性、自動化與不變性。討論DevOps與GitOps的文化與實踐如何與容器化緊密結合。 第二章：容器運行時與映像檔管理 詳細剖析容器技術的核心，重點比較Docker、Containerd和CRI-O等不同的容器運行時（Container Runtime）。深入探討OCI（開放容器倡議）標準，學習如何編寫高效、安全的Dockerfiles，並介紹多階段建構（Multi-stage builds）以優化映像檔大小。此外，將涵蓋私有與公共容器登錄（Registry）的配置與安全推送/拉取策略。 第三章：Kubernetes基礎架構概覽與安裝 確立對K8s整體架構的宏觀理解，詳盡介紹控制平面（Control Plane）的組件（API Server, etcd, Scheduler, Controller Manager）與工作節點（Worker Node）的組件（Kubelet, Kube-proxy, 容器運行時）。本章將提供多種安裝路徑的實戰指導，包括使用`kubeadm`進行高可用叢集部署，以及利用工具（如k3s或Rancher RKE）進行輕量級或邊緣部署的比較與操作步驟。 第二部：Kubernetes核心物件與應用部署 掌握Kubernetes中各級別物件的定義、操作與協同機制，是應用部署的關鍵。 第四章：基礎工作負載管理：Pod、ReplicaSet與Deployment 深度解析Pod的生命週期、狀態管理與健康檢查（Liveness/Readiness Probes）。詳解ReplicaSet的職責，並將重點聚焦於Deployment作為應用程式部署與版本控制的核心工具。深入探討滾動更新（Rolling Update）與回滾（Rollback）的底層機制與最佳實踐，以及如何配置Pod Disruption Budgets (PDBs) 以確保服務可用性。 第五章：服務發現與網路基礎 解釋Kubernetes中服務（Service）抽象層的重要性。詳細介紹ClusterIP、NodePort、LoadBalancer和ExternalName等不同Service Type的適用場景。著重講解Kube-proxy的工作原理，包括iptables和IPVS模式的性能差異。此外，深入探討CoreDNS在叢集內部服務發現中的關鍵作用。 第六章：配置管理與儲存持久化 探討如何安全有效地管理應用程式配置。詳細闡述ConfigMap與Secret的區別、使用場景及安全性考量。在儲存管理方面，深入講解PersistentVolume (PV) 與PersistentVolumeClaim (PVC) 的生命週期，以及如何與各種儲存後端（如NFS、iSCSI或雲端提供商的CSI驅動）整合，實現狀態化應用的部署。 第三部：進階網路、安全與叢集運維 本部分側重於複雜場景的處理，涉及網路策略、安全性強化和叢集維護的實戰技術。 第七章：容器網路介面（CNI）與網路策略 理解CNI插件（如Calico, Flannel, Cilium）在實現Pod間網路連通性中的作用。重點探討Kubernetes網路策略（NetworkPolicy）的實作，學習如何使用基於標籤（Label）的隔離規則，為微服務建立細粒度的東西向流量控制。 第八章：Kubernetes安全模型與強化 建立強化的叢集安全態勢。詳解基於角色的存取控制（RBAC）的設計與實施，包括ClusterRole、Role、Binding的層級劃分與最小權限原則的應用。深入探討ServiceAccount的運作機制，並探討如何利用Security Context、AppArmor/SELinux 策略來限制Pod的運行權限。 第九章：資源管理、排程與節點親和性 掌握資源分配的藝術。詳解Requests與Limits的配置對QoS類別（Guaranteed, Burstable, BestEffort）的影響。深入探討Kube-scheduler的工作流程，並實戰演練使用Taints與Tolerations、NodeSelectors與NodeAffinity來精確控制Pod在特定節點上的分佈。 第四部：擴展性、可觀察性與未來趨勢 本部分引導讀者走向生產環境的專業化管理，並探討Kubernetes生態系統中的關鍵擴展技術。 第十章：進階部署策略：Helm與Operator模式 將Helm作為Kubernetes應用包裝和管理的標準工具。詳解Chart的結構、發布流程與依賴管理。引入Kubernetes Operator模式，解釋如何利用Custom Resource Definitions (CRDs) 和控制器（Controller）來管理複雜的、有狀態的應用程式（如資料庫），實現自動化的生命週期操作。 第十一章：服務網格（Service Mesh）的引入與實踐 解釋為什麼需要服務網格（如Istio或Linkerd）來解決微服務間的複雜性問題，例如零信任安全、請求路由控制、可觀察性和流量整形。通過Istio的實戰案例，演示流量管理（VirtualServices, Gateways）與安全性策略的實施。 第十二章：可觀察性（Observability）與日誌管理 在分散式系統中，可觀察性是診斷問題的關鍵。詳述Metrics（Prometheus/Thanos）、Logging（Fluentd/Loki）和Tracing（Jaeger/Zipkin）的集成方案。重點教授如何配置Prometheus Operator來抓取K8s內建指標，並建立Grafana儀表板，實現叢集的端到端監控。 第十三章：GitOps與持續交付 將基礎設施即代碼（IaC）的理念推向極致。深入介紹GitOps的原理，並實戰演練使用ArgoCD或FluxCD等工具，將Git倉庫作為唯一的真實來源（Source of Truth），實現Kubernetes配置的自動化部署與同步。 結論 總結雲端原生架構的設計原則，並展望未來在邊緣計算（Edge Computing）和Serverless（Knative）領域的發展方向，鼓勵讀者持續探索更高效的系統管理之道。 本書適合具備一定Linux基礎，對虛擬化和基礎網路有基本認識的系統管理員、DevOps工程師、架構師以及希望深入掌握現代雲端基礎設施的開發人員。透過本書的循序漸進的實戰指導，讀者將能自信地面對和駕馭複雜的Kubernetes生產環境。

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阅读体验上，这本书给我的最大感受是“务实到骨子里”。它完全抛弃了那些教科书式的、过于宏大的叙事，而是直接切入了生产环境中的痛点。比如，书中对于故障排查流程的描述，并非空泛的“先检查日志”，而是给出了一个详尽的、基于概率的排查树，从I/O等待、CPU亲和性到内存页面的回收机制，每一步都配有具体的命令行工具和预期的输出结果。我尝试着按照书中关于高并发Web服务器的缓存机制优化章节进行实践，特别是关于如何利用内核参数来管理TCP连接状态的那些小技巧，效果立竿见影。这感觉就像是拿到了一本行业内顶尖专家私藏的“工具箱”，里面装的不是理论，而是经过无数次生产环境洗礼后沉淀下来的“独家秘方”。书中的案例似乎都是从真实的企业案例中抽象出来的，带着一种真实的“烟火气”，让我感觉自己正在跟随一位经验丰富的老兵在复杂的战场上进行实战演练，而不是在听一场枯燥的讲座。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝与冷峻的银色字体搭配，透露出一种专业、严谨的气息。我原本以为这会是一本偏向于理论构建和架构分析的硬核技术著作，毕竟标题里那个“進階”二字摆在那里，让人自然联想到操作系统内核的底层逻辑或者复杂集群的容灾策略。然而，当我翻开目录时，发现它似乎更侧重于实际操作层面，比如那些关于网络服务的深度调优技巧，以及在特定企业场景下如何用脚本语言高效地完成日常运维任务。我特别关注了其中关于SELinux策略定制的那一章，内容翔实得有些超乎我的预期，它不仅仅是教你如何启用或禁用某个布尔值，而是深入讲解了上下文、类型和权限之间的复杂关联，让我这个自诩为“老手”的管理员都感觉像是重新学习了一遍。书中对不同发行版之间配置差异的标注也十分细致，这一点在快速迭代的云计算环境中显得尤为重要，省去了我们大量的交叉验证时间。这本书的排版清晰流畅，代码块的缩进和高亮做得极好，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。

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坦率地说，这本书的门槛绝对不低。如果你对Linux的基本命令、文件系统结构和进程管理只有模糊的认识，那么在阅读的过程中会感到吃力，很多地方需要频繁地查阅其他资料来补充背景知识。但对于那些已经掌握了诸如LVM、基本的网络配置和Shell脚本编程的读者来说，这本书提供的是一个质的飞跃。它将你从“能用”的阶段，推向“精通并理解为什么”的境界。其中关于存储系统的I/O调度算法的对比分析尤其令人印象深刻，作者没有简单地推荐某个算法（如deadline或mq-deadline），而是详细解释了在不同工作负载下（顺序读写与随机读写）它们各自的性能表现和底层原理，这种对底层机制的挖掘深度，让人不得不佩服作者的功底。这本书更像是一本字典，而不是一本小说，你需要带着问题去翻阅，然后带着更深入的理解被“击中”。

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我必须指出，这本书在某些方面体现出的“偏执”是非常值得赞赏的。例如，在介绍虚拟化与容器化技术集成时，作者没有满足于仅展示如何使用`virt-manager`或`docker run`，而是花了大量篇幅去讨论命名空间（Namespaces）和控制组（cgroups）在现代Linux环境中的精确作用，以及它们是如何被Kubernetes等上层工具抽象和利用的。这表明作者的着眼点始终放在对“系统本质”的把握上，而非仅仅停留在工具的使用层面。在安全章节中，它不仅提到了防火墙配置，还深入探讨了内核模块的签名校验、eBPF技术在网络策略执行中的潜力应用，这些内容已经触及到了下一代基础设施运维的前沿。总而言之，这本书更像是一份来自一线专家的“备忘录”，它不提供速成的方法，但它提供了通往真正精通的地图和指南针。读完之后，我感觉自己对Linux系统的掌控力有了一个质的提升，不再是小心翼翼地修改配置，而是带着十足的信心去构建和优化复杂的生产环境。

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这本书的结构安排着实精妙，它并没有采取传统的“基础知识回顾——深入探讨”的线性模式，而是采用了一种模块化的学习路径，这对于我这种时间零散的在职人员非常友好。你可以根据自己当前工作中最紧迫的需求，直接跳到相应的章节进行攻克。比如，我最近正忙于应对日益严格的数据合规性要求，我直接翻到了关于审计日志（Auditd）的高级配置和数据安全加固的那部分。作者对系统调用级别的监控设置讲解得极为透彻，甚至涉及到如何优化审计规则以避免性能瓶颈，这可不是一般入门书籍会涉及的深度。更值得称道的是，书中对开源社区工具链的整合能力。它不是孤立地介绍某个技术点，而是会告诉你，在实际工作中，如何将Prometheus、Grafana与系统自带的性能监控工具（如perf）无缝对接，形成一个闭环的监控和分析体系。这种宏观视野下的技术整合能力，是衡量一本进阶书籍是否合格的关键标准，而这本书无疑做得非常出色。

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