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页数:330

译者:

出版时间:2008-3

价格:30.00元

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isbn号码:9787830020057

丛书系列:

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深入探索现代云原生架构的实践与挑战 图书名称： 《Kubernetes与微服务实战：构建高可用、可观测的企业级应用》 图书简介： 在当今快速迭代的软件开发领域，传统的单体应用架构正日益暴露出其在扩展性、维护性和部署效率上的瓶颈。为了应对高并发、高可用性的业务需求，以容器化技术为基础的微服务架构和以Kubernetes为核心的云原生（Cloud Native）范式已成为构建下一代企业级系统的标准范式。本书旨在为希望从传统架构向云原生转型、或希望深入掌握Kubernetes实战技能的开发者、架构师和运维工程师提供一本全面、深入且极具操作性的指南。 本书并非停留在理论概念的罗列，而是紧密围绕“实战”二字展开，通过大量的真实案例和生产环境下的最佳实践，带领读者系统性地构建、部署、管理和优化基于Kubernetes的微服务应用集群。 第一部分：云原生基石——容器化与Docker深度解析 在进入Kubernetes的宏大世界之前，必须牢固掌握其底层技术——容器。本部分将彻底剖析Docker技术的精髓，不仅仅是简单的`docker build`和`docker run`。我们将深入探讨Linux内核的Cgroups和Namespaces机制如何实现容器的资源隔离与安全限制。重点关注如何编写高效、安全的`Dockerfile`，包括多阶段构建（Multi-stage Builds）以减小镜像体积，利用缓存机制加速CI/CD流程，以及如何安全地管理镜像中的敏感信息。此外，还会覆盖容器网络模型（Bridge, Overlay, Host模式）以及存储卷（Volumes, tmpfs, Bind Mounts）的持久化策略，为后续的集群部署打下坚实基础。 第二部分：Kubernetes核心架构与组件精讲 本部分将作为全书的技术核心。我们将详细解析Kubernetes的控制平面（Control Plane）与数据平面（Node）的完整架构。控制平面部分，深入剖析`kube-apiserver`（API服务器的认证、授权与准入控制）、`etcd`（分布式持久化存储的一致性保证）、`kube-scheduler`（调度策略的算法剖析，包括污点与容忍、节点亲和性/反亲和性）和`kube-controller-manager`的运作原理。在数据平面，我们将彻底解析Kubelet如何与容器运行时接口（CRI）交互，以及Kube-proxy如何基于iptables或IPVS实现服务发现和负载均衡。 我们不会止步于概念，而是会手把手演示如何通过配置`kubectl`与集群进行交互，并深入解读YAML清单文件的每一个关键字段，特别是Pod的生命周期管理、重启策略、资源请求与限制（Requests & Limits）对QoS（服务质量）的影响。 第三部分：微服务部署与服务网格（Service Mesh）实践 微服务架构的部署复杂性催生了更高级的管理工具。本部分将专注于如何使用Kubernetes原生的部署策略（Deployment, StatefulSet, DaemonSet）来管理不同类型的微服务。重点讲解滚动更新（Rolling Update）、蓝绿部署（Blue/Green）和金丝雀发布（Canary Release）的自动化实现，确保零停机部署。 更进一步，本书将引入服务网格的概念，并以业界主流的Istio为例，详述其控制平面（Pilot, Citadel, Galley, Mixer的演进与替代方案）和数据平面（Envoy Proxy）的工作机制。我们将实战配置Istio实现mTLS（双向TLS）加密通信、流量切分、请求重试与熔断策略，从而在不修改应用代码的前提下，为微服务添加强大的流量管理和安全能力。 第四部分：生产级应用的高级网络与存储策略 生产环境中的网络策略是保障微服务安全隔离和高效通信的关键。本部分将深入探讨CNI（Container Network Interface）插件的选择与配置，对比Flannel、Calico和Cilium等主流方案的Underlay和Overlay网络实现差异，特别关注基于eBPF技术的Cilium如何提供更高性能的网络和安全策略。我们将详细演示如何使用`NetworkPolicy`实现Pod间的最小权限访问控制。 在存储方面，我们将超越基础的`emptyDir`，聚焦于持久化数据的可靠性。深入讲解CSI（Container Storage Interface）标准，如何通过`PersistentVolume`（PV）和`PersistentVolumeClaim`（PVC）动态地与外部存储系统（如NFS、iSCSI、Ceph/Rook、云厂商的云硬盘）进行对接。此外，还将探讨有状态应用（如数据库集群）的备份与恢复策略，特别是使用Velero进行集群级快照和迁移的最佳实践。 第五部分：可观测性（Observability）：日志、指标与追踪的集成 没有可观测性，云原生应用就如同黑盒。本部分致力于构建一个完整的、基于Kubernetes的Observability栈。我们将详细指导如何部署和配置Prometheus，理解ServiceMonitor、PodMonitor以及AlertManager的工作流程，并实践编写自定义的Exporter来暴露应用特有的业务指标。日志方面，将采用Fluentd/Fluent Bit作为日志收集器，配合Elasticsearch/Loki进行集中化存储与检索。 最重要的，我们将探讨分布式追踪的重要性，并实战集成Jaeger或Zipkin。读者将学会如何在微服务中植入OpenTracing/OpenTelemetry标准，理解Span、Trace的概念，并分析延迟瓶颈，真正做到对系统内部请求路径的可视化分析。 第六部分：安全加固与持续交付（GitOps） 云原生环境的安全是持续的挑战。本部分将涵盖从容器镜像安全扫描、运行时安全监控到集群访问控制的全方位策略。我们将实践使用RBAC（基于角色的访问控制）来精细化管理用户和服务的权限，并介绍Secrets管理的最佳实践（如使用Vault或Secret Operator）。 最后，本书将聚焦于如何实现现代化的持续交付流程。我们将详细讲解GitOps的理念，并以ArgoCD或FluxCD为例，演示如何通过Git仓库作为唯一可信源，自动同步和管理集群中的所有声明性配置，从而实现高效、可审计的生产环境部署。 通过本书的学习，读者将能够自信地驾驭Kubernetes这一复杂的生态系统，设计、部署和维护出具备高弹性、高可扩展性及强大可观测性的现代云原生应用。

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