Kubernetes容器编排与云原生实践
第一部分：Kubernetes基础架构与核心原理
第1章 容器技术的演进与Kubernetes的诞生
1.1 虚拟化技术的三次革命
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物理机时代：资源浪费严重，利用率不足15%
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虚拟机突破：VMware与Hyper-V实现硬件虚拟化，利用率提升至50%
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容器化革命：Docker的UnionFS与Namespaces技术实现进程级隔离，利用率突破80%
1.2 Kubernetes的基因传承
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Google Borg揭秘：揭秘支撑Google搜索的百万级容器管理系统
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核心设计哲学：声明式API、自主修复、水平扩展的三大支柱
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CNCF生态图谱：从Prometheus到Envoy的云原生技术矩阵
第2章 Kubernetes架构深度解析
2.1 控制平面组件详解
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API Server：RESTful接口的认证/授权流程（图示OAuth2交互过程）
# 查看API Server请求日志 kubectl logs kube-apiserver-master -n kube-system --tail 100 -
etcd集群运维：Raft协议实现原理与数据压缩策略
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Controller Manager：Deployment控制器状态机流程图解
2.2 工作节点核心组件
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Kubelet工作流程：Pod生命周期管理时序图（包含PreStart/PostStop钩子）
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CRI运行时对比：Containerd与CRI-O的性能基准测试数据
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Kube-proxy进阶：IPVS模式下的负载均衡算法实现
2.3 网络与存储基础设施
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CNI插件选型指南：Calico BGP与Flannel VXLAN的吞吐量对比
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CSI驱动开发：实现自定义存储插件的六个关键步骤
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Ingress控制器：Nginx与Traefik的配置模板差异分析
第二部分：企业级集群部署与配置
第3章 多环境部署全攻略
3.1 本地开发环境建设
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Minikube调优：CPU/内存分配策略与插件管理
minikube start --driver=docker --cpus=4 --memory=8192 \ --addons=metrics-server,ingress -
Kind集群实战：多节点集群配置与镜像预加载技巧
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国产化方案：麒麟OS+Kubernetes的兼容性验证报告
3.2 生产集群高可用方案
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kubeadm初始化：证书轮换自动化脚本示例
# kubeadm-config.yaml apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3 kind: ClusterConfiguration controlPlaneEndpoint: "apiserver.example.com:6443" apiServer: certSANs: - "10.0.0.100" - "apiserver.example.com" -
云厂商方案对比：AWS EKS与阿里云ACK的网络策略差异
第4章 安全加固与权限管理
4.1 RBAC深度实践
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角色边界定义：限制开发人员命名空间访问的完整示例
# developer-role.yaml apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: namespace: dev rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods", "services"] verbs: ["get", "list", "create"] -
审计日志分析：使用Falco检测异常API调用
4.2 网络策略实战
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零信任模型：默认拒绝所有流量的NetworkPolicy配置
apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: NetworkPolicy metadata: name: default-deny spec: podSelector: {} policyTypes: - Ingress - Egress
第三部分：智能运维与高阶特性
第5章 AI驱动的运维革命
5.1 ChatGPT运维场景
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智能排障：输入错误日志自动生成排查建议
用户：收到ImagePullBackOff错误，如何排查？ ChatGPT： 1. 检查镜像名称是否正确：kubectl describe pod <pod-name> 2. 验证镜像仓库权限：kubectl create secret docker-registry 3. 测试网络连通性：nc -vz registry.example.com 443 -
YAML生成：通过自然语言描述创建Deployment模板
5.2 自动化监控体系
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Prometheus调优：TSDB存储压缩参数配置
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智能告警系统：基于机器学习的历史基线告警
第6章 服务网格与可观测性
6.1 Istio进阶实践
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金丝雀发布：基于流量权重的渐进式交付
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: VirtualService spec: http: - route: - destination: host: reviews.prod.svc.cluster.local weight: 90 - destination: host: reviews.canary.svc.cluster.local weight: 10 -
安全策略：mTLS加密通信的证书轮换方案
6.2 Sidecar容器革命
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生命周期管理：1.28版本Sidecar注入顺序控制
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性能优化：共享Sidecar代理的多应用负载方案
第四部分：行业实践与认证指南
第7章 行业落地案例集锦
7.1 电商大促场景
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弹性伸缩实战：QPS从1万到100万的HPA配置演变
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流量洪峰应对：基于NodeLocal DNS的缓存优化
7.2 金融行业合规方案
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多集群联邦：跨地域容灾的etcd数据同步机制
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安全审计：满足等保2.0的三权分立权限模型
第8章 CKA/CKAD认证全攻略
8.1 考试重点解析
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CKA核心考点：集群故障恢复的八种典型场景
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CKAD调试技巧：使用临时容器进行网络诊断
kubectl debug -it <pod-name> --image=nicolaka/netshoot
第五部分：前沿技术与生态发展
第9章 云原生未来展望
9.1 Serverless新范式
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Knative实战：自动缩放到零的冷启动优化
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事件驱动架构：Kafka与Kubernetes的无缝集成
9.2 边缘计算突破
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K3s轻量部署：在树莓派集群运行生产负载
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5G场景应用：基于KubeEdge的工业物联网方案
附录：运维宝典与资源大全
1. 应急响应手册
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故障代码速查表：从ErrImagePull到CrashLoopBackOff的完整解决方案
2. 性能调优参数库
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API Server：max-requests-inflight与etcd连接池优化值
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kubelet：镜像垃圾回收阈值计算公式
3. 学习路径图
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技能矩阵：从入门到专家的100个里程碑
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社区资源：Slack频道与每周例会参与指南