Kubernetes 網絡權威指南：基礎、原理與實踐 ( 簡體 字) |
| 作者：杜軍 | 類別：1. -> 作業系統 -> Docker |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 51916
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NT售價： 445 元 |
| 出版日：10/1/2019 |
| 頁數：348 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121373398 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：自序
緣起
這些年來，我觀察到每次 Linux 世界的重大技術創新都發源于內核，經過一層層面向用戶的抽象和封裝，演化出應用層的森羅萬象。正所謂萬變不離其宗！
我自認為是個“old school”（老派）的人，堅信維持這個世界運轉的、最本質的那部分東西是不會輕易改變的。盡管新技術“亂花漸欲迷人眼”，但經歷過時間錘煉的實用技術和工具總是歷久彌新的。一個很好的例子便是傳統的網絡虛擬化和 BGP，它們就是在容器這個新瓶子里煥發第二春的。因此，當有時髦的新技術出現時，我的第一反應是這些新技術底層是怎么實現的，對那些看起來酷炫的功能反倒沒有興趣。正如 OpenStack 興起的那些年，當大家都在談論 nova、neutron 這類調度虛擬機和網絡的組件時，我默默地翻讀了內核虛擬機（KVM）的源碼。至今，我對那種奇妙的感覺記憶猶新，恰如一個發燒級攝影愛好者走進暗房，欣喜若狂地親自手洗一張可觸摸的膠片影像。當我讀懂了 KVM 時，再回過頭來看 OpenStack 便有了一種“會當凌絕頂，一覽眾山小”的豁然貫通之感。
工作之余讓心靜下來，細細品味，認真思考技術的本質——相信這是所有有激情、有夢想的工程師的共同追求。雖然在軟件版本快速迭代的高壓面前，這種良好的追求有時也會變成一種奢求，但是我堅信工程師不能只當一個使用者，而一定要理解當前正在使用的技術的底層實現機制。因此，在我的《云原生分布式存儲基石：etcd 深入解析》一書中，開篇只字未提全書主角 etcd，而耗費將近 80 頁的筆墨，從分布式系統的基本理論一直講到一致性協議 Raft。盡管內容看似與這個高速發展、追求快節奏的社會“格格不入”，但我仍希望能夠通過出版技術書這種本身就慢節奏且帶儀式感的行為沉淀自己的思考。如果能夠跟有緣的讀者碰撞出思想的火花，則將是我人生的一大幸事！
我為什么寫這本書
云計算的世界里，計算最基礎，存儲最重要，網絡最復雜。在 Kubernetes 已經成為云原生代名詞的今天，市面上介紹 Kubernetes 的書籍已經很多，然而限于篇幅或術業有專攻等諸多主客觀因素，不少書籍對 Kubernetes 網絡部分的講解只是蜻蜓點水，甚至有些還存在專業性的錯誤。我經常在一些學習 Kubernetes 的論壇和群里看到有用戶抱怨：傳統網絡架構都還沒搞明白，又要理解容器網絡。容器網絡領域不但存在大量的術語，而且理解具體的方案需要不少前置知識，這無形中增加了學習的難度。計算機網絡是我在大學里最喜歡，也是最擅長的一門課程。在我看來，計算機網絡趣味性強，而且對邏輯性和動手能力要求較高。看到整個云原生網絡領域正發生著激動人心的技術變革，意義不亞于上一次 SDN 興起帶來的沖擊，我感覺這對傳統網絡工程師來說會是一次自我升級轉型的契機。于是，我萌生了專門為 Docker、Kubernetes 的用戶，以及傳統網絡工程師撰寫一本云原生網絡書籍的想法，破除他們學習過程中“不識廬山真面目，只緣身在此山中”的無力感。
關于本書
雖然書名是《Kubernetes 網絡權威指南：基礎、原理與實踐》，但全書內容并不局限于Kubernetes。我對本書的定位是云原生領域的網絡權威指南，企業落地方案的選型參考。按照我“old school”的思路，本書特別注重提供理解容器網絡所必需的基礎知識，會由淺入深地從架構、使用、實現原理等多方面展開，試圖為讀者呈現整個云原生網絡的知識體系。
全書的脈絡是：以 Linux 網絡虛擬化基礎作為“暖場嘉賓”，以 Docker 原生的容器網絡“承前啟后”，隨后是主角 Kubernetes 網絡“粉墨登場”，在各類 CNI 插件“沙場點兵”過后，以代表容器下半場的服務網格 Istio“謝幕”。
王安石在登上飛來峰后曾吟下“不畏浮云遮望眼，自緣身在最高層”這樣的千古佳句。希望本書能夠成為云計算 2.0 時代的弄潮兒們叩開網絡大門的敲門磚，在解決各類場景下錯綜復雜的問題時能夠做到“口中有糧、心中不慌”。不論是定位疑難雜癥，還是技術選型，抑或是定制化開發都能輕松駕馭！
“人生不止眼前的茍且，還有詩和遠方的田野”，愿更多的同路人加入。
杜軍
2019 年 8 月于廈門鼓浪嶼 |
內容簡介：本書是容器與Kubernetes網絡的基礎和進階書籍，旨在讓更多人了解和學習云原生時代的底層網絡模型與實現機制，指導企業在落地云原生時的網絡方案選型。全書包括：容器網絡虛擬化基礎、Docker容器網絡、Kubernetes網絡和Istio網絡4部分，共6章。第1章容器網絡虛擬化基礎將支撐容器網絡的內核技術娓娓道來。第2章簡單介紹了Docker原生的容器網絡能力。Kubernetes網絡分為3章，第3章介紹Kubernetes網絡的基礎概念和使用，第4章為讀者剖析了Kubernetes網絡的底層實現原理，第5章詳解了業界主流的Kubernetes網絡插件。Istio網絡總共1章，重點解析Istio網絡流量管控的背后機制。本書適合作為高等院校計算機相關專業云計算課程的參考資料，也適合云計算從業者，特別是希望對云原生網絡技術有較深入了解并希望將其應用到日常工作中的所有讀者閱讀。
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目錄：第 1 章 夯實基礎：Linux 網絡虛擬化 1
1.1 網絡虛擬化基石：network namespace ······.1
1.1.1 初識 network namespace ······.2
1.1.2 配置 network namespace ······.3
1.1.3 network namespace API 的使用 ·····.6
1.1.4 小結 ·········.12
1.2 千呼萬喚始出來：veth pair ·······.12
1.2.1 veth pair 內核實現·······.14
1.2.2 容器與 host veth pair 的關系 ······.15
1.2.3 小結 ·········.17
1.3 連接你我他：Linux bridge ········.17
1.3.1 Linux bridge 初體驗 ·······.17
1.3.2 把 IP 讓給 Linux bridge ·······.21
1.3.3 將物理網卡添加到 Linux bridge ······.22
1.3.4 Linux bridge 在網絡虛擬化中的應用 ·····.25
1.3.5 網絡接口的混雜模式 ·······.26
1.4 給用戶態一個機會：tun/tap 設備·······.28
1.4.1 tun/tap 設備的工作原理·······.28
1.4.2 利用 tun 設備部署一個 VPN······.29
1.4.3 tun 設備編程 ········.31
1.5 iptables·········.34
1.5.1 祖師爺 netfilter ········.34
1.5.2 iptables 的三板斧：table、chain 和 rule ····.36
1.5.3 iptables 的常規武器 ·······.39
1.6 初識 Linux 隧道：ipip ········.45
1.6.1 測試 ipip 隧道 ·······.46
1.6.2 ipip 隧道測試結果復盤 ·······.49
1.6.3 小結 ·········.50
1.7 Linux 隧道網絡的代表：VXLAN ······.51
1.7.1 為什么需要 VXLAN ······.51
1.7.2 VXLAN 協議原理簡介 ·······.52
1.7.3 VXLAN 組網必要信息 ·······.54
1.7.4 VXLAN 基本配置命令 ·······.55
1.7.5 VXLAN 網絡實踐·······.56
1.7.6 分布式控制中心 ········.63
1.7.7 自維護 VTEP 組 ········.63
1.7.8 小結 ·········.68
1.8 物理網卡的分身術：Macvlan·······.68
1.8.1 Macvlan 五大工作模式解析 ······.68
1.8.2 測試使用 Macvlan 設備 ·······.72
1.8.3 Macvlan 的跨機通信 ······.73
1.8.4 Macvlan 與 overlay 對比 ······.74
1.8.5 小結 ·········.75
1.9 Macvlan 的救護員：IPvlan········.75
1.9.1 IPvlan 簡介 ········.75
1.9.2 測試 IPvlan ········.77
1.9.3 Docker IPvlan 網絡 ········.78
1.9.4 小結 ·········.78
第 2 章 飲水思源：Docker 網絡模型簡介 79
2.1 主角登場：Linux 容器 ········.79
2.1.1 容器是什么········.79
2.1.2 容器與虛擬機對比 ········.80
2.1.3 小結 ·········.81
2.2 打開萬花筒：Docker 的四大網絡模式 ·····.81
2.2.1 bridge 模式 ········.82
2.2.2 host 模式 ········.83
2.2.3 container 模式 ·······.84
2.2.4 none 模式········.85
2.3 最常用的 Docker 網絡技巧 ·······.85
2.3.1 查看容器 IP ·······.85
2.3.2 端口映射 ········.86
2.3.3 訪問外網 ········.87
2.3.4 DNS 和主機名 ········.87
2.3.5 自定義網絡········.88
2.3.6 發布服務 ········.90
2.3.7 docker link：兩兩互聯 ······.91
2.4 容器網絡的第一個標準：CNM·······.93
2.4.1 CNM 標準 ·········.93
2.4.2 體驗 CNM 接口 ·······.94
2.4.3 Libnetwork·········.95
2.4.4 Libnetwork 擴展·······.97
2.4.5 小結 ·········.98
2.5 天生不易：容器組網的挑戰 ······.99
2.5.1 容器網絡挑戰綜述 ········.99
2.5.2 Docker 的解決方案 ·······.101
2.5.3 第三方容器網絡插件 ·······.102
2.5.4 小結 ·········.103
2.6 如何做好技術選型：容器組網方案沙場點兵 ····.103
2.6.1 隧道方案 ········.104
2.6.2 路由方案 ········.104
2.6.3 容器網絡組網類型 ········.106
2.6.4 關于容器網絡標準接口·······.107
2.6.5 小結 ·········.108
第 3 章 標準的勝利：Kubernetes 網絡原理與實踐 109
3.1 容器基礎設施的代言人：Kubernetes·····.109
3.1.1 Kubernetes 簡介 ·······.109
3.1.2 Kubernetes 能做什么 ······.111
3.1.3 如何用 Kubernetes ········.113
3.1.4 Docker 在 Kubernetes 中的角色 ······.113
3.2 終于等到你：Kubernetes 網絡 ······.114
3.2.1 Kubernetes 網絡基礎 ······.114
3.2.2 Kubernetes 網絡架構綜述·······.115
3.2.3 Kubernetes 主機內組網模型 ······.117
3.2.4 Kubernetes 跨節點組網模型 ······.118
3.2.5 Pod 的 hosts 文件········.120
3.2.6 Pod 的 hostname ·······.121
3.3 Pod 的核心：pause 容器 ········.124
3.4 打通 CNI 與 Kubernetes：Kubernetes 網絡驅動····.131
3.4.1 即將完成歷史使命：Kubenet·····.131
3.4.2 網絡生態第一步：CNI ·······.133
3.5 找到你并不容易：從集群內訪問服務······.139
3.5.1 Kubernetes Service 詳解·······.141
3.5.2 Service 的三個 port········.145
3.5.3 你的服務適合哪種發布形式······.146
3.5.4 Kubernetes Service 發現·······.150
3.5.5 特殊的無頭 Service ·······.151
3.5.6 怎么訪問本地服務 ········.153
3.6 找到你并不容易：從集群外訪問服務······.154
3.6.1 Kubernetes Ingress·······.155
3.6.2 小結 ·········.157
3.7 你的名字：通過域名訪問服務 ·······.158
3.7.1 DNS 服務基本框架 ·······.158
3.7.2 域名解析基本原理 ········.159
3.7.3 DNS 使用········.161
3.7.4 調試 DNS········.166
3.8 Kubernetes 網絡策略：為你的應用保駕護航 ····.167
3.8.1 網絡策略應用舉例 ········.168
3.8.2 小結 ·········.172
3.9 前方高能：Kubernetes 網絡故障定位指南 ·····.173
3.9.1 IP 轉發和橋接·······.173
3.9.2 Pod CIDR 沖突 ········.175
3.9.3 hairpin ·········.176
3.9.4 查看 Pod IP 地址 ········.176
3.9.5 故障排查工具 ·······.178
3.9.6 為什么不推薦使用 SNAT ·······.180
第 4 章 刨根問底：Kubernetes 網絡實現機制 183
4.1 豈止 iptables：Kubernetes Service 官方實現細節探秘 ···.183
4.1.1 userspace 模式·······.184
4.1.2 iptables 模式·······.186
4.1.3 IPVS 模式 ·········.191
4.1.4 iptables VS. IPVS ········.198
4.1.5 conntrack ········.199
4.1.6 小結 ·········.200
4.2 Kubernetes 極客們的日常：DIY 一個 Ingress Controller···.201
4.2.1 Ingress Controller 的通用框架 ······.202
4.2.2 Nginx Ingress Controller 詳解 ·····.202
4.2.3 小結 ·········.209
4.3 滄海桑田：Kubernetes DNS 架構演進之路 ······.209
4.3.1 Kube-dns 的工作原理 ·······.209
4.3.2 上位的 CoreDNS ········.212
4.3.3 Kube-dns VS. CoreDNS ·······.217
4.3.4 小結 ·········.220
4.4 你的安全我負責：使用 Calico 提供 Kubernetes 網絡策略···.220
4.4.1 部署一個帶 Calico 的 Kubernetes 集群 ·····.221
4.4.2 測試 Calico 網絡策略 ·······.225
第 5 章 百花齊放：Kubernetes 網絡插件生態 228
5.1 從入門到放棄：Docker 原生網絡的不足·····.228
5.2 CNI 標準的勝出：從此江湖沒有 CNM ······.229
5.2.1 CNI 與 CNM 的轉換 ······.230
5.2.2 CNI 的工作原理·······.231
5.2.3 為什么 Kubernetes 不使用 Libnetwork ·····.235
5.3 Kubernetes 網絡插件鼻祖 flannel ·······.238
5.3.1 flannel 簡介········.239
5.3.2 flannel 安裝配置 ········.241
5.3.3 flannel backend 詳解 ······.244
5.3.4 flannel 與 etcd ·······.256
5.3.5 小結 ·········.257
5.4 全能大三層網絡插件：Calico ······.257
5.4.1 Calico 簡介 ········.258
5.4.2 Calico 的隧道模式 ········.263
5.4.3 安裝 Calico ········.263
5.4.4 Calico 報文路徑 ·······.264
5.4.5 Calico 使用指南 ·······.267
5.4.6 為什么 Calico 網絡選擇 BGP ·····.272
5.4.7 小結 ·········.274
5.5 Weave：支持數據加密的網絡插件 ·······.276
5.5.1 Weave 簡介········.276
5.5.2 Weave 實現原理·······.277
5.5.3 Weave 安裝········.278
5.5.4 Weave 網絡通信模型 ·······.280
5.5.5 Weave 的應用示例 ········.282
5.5.6 小結 ·········.288
5.6 Cilium：為微服務網絡連接安全而生 ······.288
5.6.1 為什么使用 Cilium ········.289
5.6.2 以 API 為中心的微服務安全 ·····.294
5.6.3 BPF 優化的數據平面性能 ······.295
5.6.4 試用 Cilium：網絡策略·······.297
5.6.5 小結 ·········.299
5.7 Kubernetes 多網絡的先行者：CNI-Genie ······.299
5.7.1 為什么需要 CNI-Genie······.300
5.7.2 CNI-Genie 功能速遞 ······.302
5.7.3 容器多 IP ········.303
第 6 章 Kubernetes 網絡下半場：Istio 305
6.1 微服務架構的大地震：sidecar 模式 ······.305
6.1.1 你真的需要 Service Mesh 嗎······.306
6.1.2 sidecar 模式 ·······.307
6.1.3 Service Mesh 與 sidecar ·······.307
6.1.4 Kubernetes Service VS. Service Mesh ·····.309
6.1.5 Service Mesh 典型實現之 Linkerd ······.310
6.2 Istio：引領新一代微服務架構潮流·······.312
6.2.1 Istio 簡介 ········.312
6.2.2 Istio 安裝 ········.313
6.2.3 Istio 路由規則的實現 ·······.317
6.3 一切盡在不言中：Istio sidecar 透明注入·····.319
6.3.1 Init 容器 ·········.319
6.3.2 sidecar 注入示例 ········.319
6.3.3 手工注入 sidecar ········.326
6.3.4 自動注入 sidecar ········.327
6.3.5 從應用容器到 sidecar 代理的通信······.329
6.4 不再為 iptables 腳本所困：Istio CNI 插件 ·····.330
6.5 除了微服務，Istio 還能做更多 ·······.331 |
| 序： |
