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Kubernetes 网络权威指南:基础、原理与实践电子书

Kubernetes网络权威指南,云原生时代的底层网络模型、实现、企业落地选型必备!

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作       者:杜军

出  版  社:电子工业出版社

出版时间:2019-10-01

字       数:26.3万

所属分类: 科技 > 计算机/网络 > 多媒体/数据通信

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本书是容器与Kubernetes网络的基础和阶书籍,旨在让更多人了解和学习云原生时代的底层网络模型与实现机制,指导企业在落地云原生时的网络方案选型。全书包括:容器网络虚拟化基础、Docker容器网络、Kubernetes网络和Istio网络4部分,共6章。第1章容器网络虚拟化基础将支撑容器网络的内核技术娓娓道来。第2章简单介绍了Docker原生的容器网络能力。Kubernetes网络分为3章,第3章介绍Kubernetes网络的基础概念和使用,第4章为读者剖析了Kubernetes网络的底层实现原理,第5章详解了业界主流的Kubernetes网络插件。Istio网络总共1章,重解析Istio网络流量管控的背后机制。本书适合作为高等院校计算机相关专业云计算课程的参考资料,也适合云计算从业者,特别是希望对云原生网络技术有较深了解并希望将其应用到日常工作中的所有读者阅读。 本书是容器与Kubernetes网络的基础和阶书籍,旨在让更多人了解和学习云原生时代的底层网络模型与实现机制,指导企业在落地云原生时的网络方案选型。全书包括:容器网络虚拟化基础、Docker容器网络、Kubernetes网络和Istio网络4部分,共6章。第1章容器网络虚拟化基础将支撑容器网络的内核技术娓娓道来。第2章简单介绍了Docker原生的容器网络能力。Kubernetes网络分为3章,第3章介绍Kubernetes网络的基础概念和使用,第4章为读者剖析了Kubernetes网络的底层实现原理,第5章详解了业界主流的Kubernetes网络插件。Istio网络总共1章,重解析Istio网络流量管控的背后机制。本书适合作为高等院校计算机相关专业云计算课程的参考资料,也适合云计算从业者,特别是希望对云原生网络技术有较深了解并希望将其应用到日常工作中的所有读者阅读。
【推荐语】
Kubernetes网络权威指南,云原生时代的底层网络模型、实现、企业落地选型必备!
【作者】
杜军,浙大SEL实验室硕士,曾任华为云架构师、咨询组专家,国内最早的容器技术布道师。源社区自身贡献者与维护着,CNCF TOC Contributor,Kubernetes和Istio双科maintainer,对云计算技术演与内在驱动力有深刻见解,主要研究方向为容器、微服务、DevOps、边缘计算。
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内容简介

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自序

第1章 夯实基础:Linux网络虚拟化

1.1 网络虚拟化基石:network namespace

1.1.1 初识network namespace

1.1.2 配置network namespace

1.1.3 network namespace API的使用

1.1.4 小结

1.2 千呼万唤始出来:veth pair

1.2.1 veth pair内核实现

1.2.2 容器与host veth pair的关系

1.2.3 小结

1.3 连接你我他:Linux bridge

1.3.1 Linux bridge初体验

1.3.2 把IP让给Linux bridge

1.3.3 将物理网卡添加到Linux bridge

1.3.4 Linux bridge在网络虚拟化中的应用

1.3.5 网络接口的混杂模式

1.4 给用户态一个机会:tun/tap设备

1.4.1 tun/tap设备的工作原理

1.4.2 利用tun设备部署一个VPN

1.4.3 tun设备编程

1.5 iptables

1.5.1 祖师爷netfilter

1.5.2 iptables的三板斧:table、chain和rule

1.5.3 iptables的常规武器

1.6 初识Linux隧道:ipip

1.6.1 测试ipip隧道

1.6.2 ipip隧道测试结果复盘

1.6.3 小结

1.7 Linux隧道网络的代表:VXLAN

1.7.1 为什么需要VXLAN

1.7.2 VXLAN协议原理简介

1.7.3 VXLAN组网必要信息

1.7.4 VXLAN基本配置命令

1.7.5 VXLAN网络实践

1.7.6 分布式控制中心

1.7.7 自维护VTEP组

1.7.8 小结

1.8 物理网卡的分身术:Macvlan

1.8.1 Macvlan五大工作模式解析

1.8.2 测试使用Macvlan设备

1.8.3 Macvlan的跨机通信

1.8.4 Macvlan与overlay对比

1.8.5 小结

1.9 Macvlan的救护员:IPvlan

1.9.1 IPvlan简介

1.9.2 测试IPvlan

1.9.3 Docker IPvlan网络

1.9.4 小结

第2章 饮水思源:Docker网络模型简介

2.1 主角登场:Linux容器

2.1.1 容器是什么

2.1.2 容器与虚拟机对比

2.1.3 小结

2.2 打开万花筒:Docker的四大网络模式

2.2.1 bridge模式

2.2.2 host模式

2.2.3 container模式

2.2.4 none模式

2.3 最常用的Docker网络技巧

2.3.1 查看容器IP

2.3.2 端口映射

2.3.3 访问外网

2.3.4 DNS和主机名

2.3.5 自定义网络

2.3.6 发布服务

2.3.7 docker link:两两互联

2.4 容器网络的第一个标准:CNM

2.4.1 CNM标准

2.4.2 体验CNM接口

2.4.3 Libnetwork

2.4.4 Libnetwork扩展

2.4.5 小结

2.5 天生不易:容器组网的挑战

2.5.1 容器网络挑战综述

2.5.2 Docker的解决方案

2.5.3 第三方容器网络插件

2.5.4 小结

2.6 如何做好技术选型:容器组网方案沙场点兵

2.6.1 隧道方案

2.6.2 路由方案

2.6.3 容器网络组网类型

2.6.4 关于容器网络标准接口

2.6.5 小结

第3章 标准的胜利:Kubernetes网络原理与实践

3.1 容器基础设施的代言人:Kubernetes

3.1.1 Kubernetes简介

3.1.2 Kubernetes能做什么

3.1.3 如何用Kubernetes

3.1.4 Docker在Kubernetes中的角色

3.2 终于等到你:Kubernetes网络

3.2.1 Kubernetes网络基础

3.2.2 Kubernetes网络架构综述

3.2.3 Kubernetes主机内组网模型

3.2.4 Kubernetes跨节点组网模型

3.2.5 Pod的hosts文件

3.2.6 Pod的hostname

3.3 Pod的核心:pause容器

3.4 打通CNI与Kubernetes:Kubernetes网络驱动

3.4.1 即将完成历史使命:Kubenet

3.4.2 网络生态第一步:CNI

3.5 找到你并不容易:从集群内访问服务

3.5.1 Kubernetes Service详解

3.5.2 Service的三个port

3.5.3 你的服务适合哪种发布形式

3.5.4 Kubernetes Service发现

3.5.5 特殊的无头Service

3.5.6 怎么访问本地服务

3.6 找到你并不容易:从集群外访问服务

3.6.1 Kubernetes Ingress

3.6.2 小结

3.7 你的名字:通过域名访问服务

3.7.1 DNS服务基本框架

3.7.2 域名解析基本原理

3.7.3 DNS使用

3.7.4 调试DNS

3.8 Kubernetes网络策略:为你的应用保驾护航

3.8.1 网络策略应用举例

3.8.2 小结

3.9 前方高能:Kubernetes网络故障定位指南

3.9.1 IP转发和桥接

3.9.2 Pod CIDR冲突

3.9.3 hairpin

3.9.4 查看Pod IP地址

3.9.5 故障排查工具

3.9.6 为什么不推荐使用SNAT

第4章 刨根问底:Kubernetes网络实现机制

4.1 岂止iptables:Kubernetes Service官方实现细节探秘

4.1.1 userspace模式

4.1.2 iptables模式

4.1.3 IPVS模式

4.1.4 iptables VS.IPVS

4.1.5 conntrack

4.1.6 小结

4.2 Kubernetes极客们的日常:DIY一个Ingress Controller

4.2.1 Ingress Controller的通用框架

4.2.2 Nginx Ingress Controller详解

4.2.3 小结

4.3 沧海桑田:Kubernetes DNS架构演进之路

4.3.1 Kube-dns的工作原理

4.3.2 上位的CoreDNS

4.3.3 Kube-dns VS.CoreDNS

4.3.4 小结

4.4 你的安全我负责:使用Calico提供Kubernetes网络策略

4.4.1 部署一个带Calico的Kubernetes集群

4.4.2 测试Calico网络策略

第5章 百花齐放:Kubernetes网络插件生态

5.1 从入门到放弃:Docker原生网络的不足

5.2 CNI标准的胜出:从此江湖没有CNM

5.2.1 CNI与CNM的转换

5.2.2 CNI的工作原理

5.2.3 为什么Kubernetes不使用Libnetwork

5.3 Kubernetes网络插件鼻祖flannel

5.3.1 flannel简介

5.3.2 flannel安装配置

5.3.3 flannel backend详解

5.3.4 flannel与etcd

5.3.5 小结

5.4 全能大三层网络插件:Calico

5.4.1 Calico简介

5.4.2 Calico的隧道模式

5.4.3 安装Calico

5.4.4 Calico报文路径

5.4.5 Calico使用指南

5.4.6 为什么Calico网络选择BGP

5.4.7 小结

5.5 Weave:支持数据加密的网络插件

5.5.1 Weave简介

5.5.2 Weave实现原理

5.5.3 Weave安装

5.5.4 Weave网络通信模型

5.5.5 Weave的应用示例

5.5.6 小结

5.6 Cilium:为微服务网络连接安全而生

5.6.1 为什么使用Cilium

5.6.2 以API为中心的微服务安全

5.6.3 BPF优化的数据平面性能

5.6.4 试用Cilium:网络策略

5.6.5 小结

5.7 Kubernetes多网络的先行者:CNI-Genie

5.7.1 为什么需要CNI-Genie

5.7.2 CNI-Genie功能速递

5.7.3 容器多IP

第6章 Kubernetes网络下半场:Istio

6.1 微服务架构的大地震:sidecar模式

6.1.1 你真的需要Service Mesh吗

6.1.2 sidecar模式

6.1.3 Service Mesh与sidecar

6.1.4 Kubernetes Service VS.Service Mesh

6.1.5 Service Mesh典型实现之Linkerd

6.2 Istio:引领新一代微服务架构潮流

6.2.1 Istio简介

6.2.2 Istio安装

6.2.3 Istio路由规则的实现

6.3 一切尽在不言中:Istio sidecar透明注入

6.3.1 Init容器

6.3.2 sidecar注入示例

6.3.3 手工注入sidecar

6.3.4 自动注入sidecar

6.3.5 从应用容器到sidecar代理的通信

6.4 不再为iptables脚本所困:Istio CNI插件

6.5 除了微服务,Istio还能做更多

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