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4 分钟
Kubernetes 云原生系列导读
一、系列简介
本系列从基础概念出发，逐步深入实践操作、底层剖析、进阶扩展，最终到达生产实践——循序渐进地构建 Kubernetes 的完整知识体系。
系列内容融合了 Google Borg 的设计理念与生产环境实战经验，每篇文章包含代码示例和 Mermaid 架构图，确保理论可验证、概念可动手。
Note
本系列假设你已了解 Docker 基本操作（docker run/build/pull）。如果你需要补课容器底层原理，推荐先阅读姊妹系列「容器运行时深入」中的 容器全景 章节。
二、场景驱动阅读路线
不想按部就班从第 1 章读到第 20 章？以下 4 条路线从你日常遇到的真实问题出发，按”问题在哪→底层原理→如何解决”的顺序串联章节。
路线总览
flowchart TB
subgraph 路线A["路线A：我的 Pod 为什么起不来"]
A1[Ch01 前世今生] --> A2[Ch02 核心概念]
A2 --> A3[Ch03 工作负载]
A3 --> A4[Ch09 创建 Deployment 底层剖析]
end
subgraph 路线B["路线B：请求为什么到不了 Pod"]
B1[Ch04 服务发现] --> B2[Ch08 请求完整路径]
B2 --> B3[Ch10 网络深度解析]
B3 --> B4[Ch11 CNI 深度解析]
end
subgraph 路线C["路线C：集群安全加固"]
C1[Ch02 核心概念] --> C2[Ch06 配置与存储]
C2 --> C3[Ch15 RBAC 与安全]
C3 --> C4[Ch18 故障排查]
end
subgraph 路线D["路线D：全栈 K8s 工程师"]
D1[Ch01 前世今生] --> D2[Ch02 核心概念]
D2 --> D3[Ch03 工作负载]
D3 --> D4[Ch04 服务发现]
D4 --> D5[Ch09 创建 Deployment 剖析]
D5 --> D6[Ch13 扩展机制]
D6 --> D7[Ch16 可观测性]
end
style 路线A fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0
style 路线B fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32
style 路线C fill:#fff3e0,stroke:#e65100
style 路线D fill:#f3e5f5,stroke:#6a1b9a
路线A：我的 Pod 为什么起不来
场景：你写了一个 Deployment YAML，
kubectl apply后 Pod 一直 Pending 或 CrashLoopBackOff。到底哪一步出了问题？
| 顺序 | 章节 | 为什么读这章 |
|---|---|---|
| 1 | Ch01 认识 Kubernetes | 建立全景认知 |
| 2 | Ch02 核心概念 | 理解 Pod、Node、控制面组件 |
| 3 | Ch03 工作负载 | Deployment、探针、重启策略 |
| 4 | Ch09 创建 Deployment 底层剖析 | 核心：追踪 Pod 创建的每一步 |
路线B：请求为什么到不了 Pod
场景：前端调用后端 API 返回 503，Service 配置看起来没问题，但流量始终到不了 Pod。
| 顺序 | 章节 | 为什么读这章 |
|---|---|---|
| 1 | Ch04 服务发现与网络基础 | Service、Ingress、kube-proxy |
| 2 | Ch08 请求完整路径剖析 | 核心：追踪请求从客户端到 Pod 的 7 层跳转 |
| 3 | Ch10 网络深度解析 | Pod/Service/Node 三层网络 |
| 4 | Ch11 CNI 深度解析 | CNI 插件选型与实现 |
路线C：集群安全加固
场景：你的集群暴露在公网，Pod 可以互相通信，Secret 以明文存储在 etcd——如何加固？
| 顺序 | 章节 | 为什么读这章 |
|---|---|---|
| 1 | Ch02 核心概念 | 理解 Namespace 隔离边界 |
| 2 | Ch06 配置与存储 | Secret 安全管理 |
| 3 | Ch15 RBAC 与安全 | 核心：RBAC、Pod 安全、NetworkPolicy |
| 4 | Ch18 故障排查 | 安全问题排查 |
路线D：全栈 K8s 工程师
场景：你要成为 Kubernetes 领域的专家，从基础概念到底层原理到生产运维，全面掌握。
三、系列大纲
按章节编号排列的完整目录，共 21 篇。
阶段一：基础概念
| 章节 | 标题 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 01 | 认识 Kubernetes：前世今生 | K8s 起源、Borg 影响、云计算演进 |
| 02 | 核心概念：Pod、Node 与控制面 | 控制面组件、Pod 设计哲学、声明式 API |
| 03 | 工作负载：从 Pod 到 Deployment | Deployment/StatefulSet/DaemonSet/Job/HPA |
| 04 | 服务发现与网络基础 | Service 四种类型、Ingress、kube-proxy |
阶段二：实践操作
| 章节 | 标题 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 05 | 应用管理：Helm 与 Operator 模式 | OAM、Helm Chart、Operator 模式 |
| 06 | 配置与存储：ConfigMap、Secret 与 PV/PVC | 配置管理、持久化存储、StorageClass |
| 07 | 调度框架与自定义调度器开发 | 调度扩展点、自定义 Filter/Score 插件 |
阶段三：底层剖析
| 章节 | 标题 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 08 | 深度剖析：请求从客户端到 Pod 的完整路径 | Ingress→Service→kube-proxy→Pod 的 7 层跳转 |
| 09 | 深度剖析：创建 Deployment 时底层发生了什么 | API Server→Controller→Scheduler→kubelet 全流程 |
| 10 | 网络深度解析 | Pod/Service/Node 三层网络、overlay/underlay |
阶段四：进阶扩展
| 章节 | 标题 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 11 | CNI 深度解析 | CNI 规范、Flannel/Calico/Cilium 对比 |
| 12 | CSI 存储插件开发 | PV/PVC、动态供给、自定义 CSI |
| 13 | 扩展机制：CRD、Operator 与 Webhook | CRD、Operator、准入 Webhook |
| 14 | client-go 编程 | Informer、WorkQueue、Controller 开发 |
| 15 | 安全：RBAC、Pod 安全与网络策略 | RBAC、Pod Security、NetworkPolicy |
阶段五：生产实践
附录
| 章节 | 标题 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 19 | 云原生 Buildpacks | CNB 规范、Paketo 实现 |
| 20 | 编写 Paketo Buildpack | 自定义构建包开发 |
四、Kubernetes 架构图
graph TB
subgraph 控制面["控制面 Control Plane"]
API["API Server<br/>集群统一入口"]
ETCD["etcd<br/>分布式状态存储"]
SCHED["Scheduler<br/>Pod 调度"]
CM["Controller Manager<br/>控制器集合"]
end
subgraph 节点A["Worker Node 1"]
KLET1["kubelet"]
KPROXY1["kube-proxy"]
CRI1["容器运行时"]
POD1["Pod"]
POD2["Pod"]
end
subgraph 节点B["Worker Node 2"]
KLET2["kubelet"]
KPROXY2["kube-proxy"]
CRI2["容器运行时"]
POD3["Pod"]
end
API --> ETCD
API --> SCHED
API --> CM
SCHED --> API
CM --> API
API --> KLET1
API --> KLET2
KLET1 --> CRI1
KLET2 --> CRI2
CRI1 --> POD1
CRI1 --> POD2
CRI2 --> POD3
KLET1 --> KPROXY1
KLET2 --> KPROXY2
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style 节点A fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32
style 节点B fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32
五、Google Borg 遗产
Kubernetes 传承自 Google 内部容器管理系统 Borg，理解 Borg 的设计理念有助于深入掌握 K8s：
| Borg 特性 | Kubernetes 实现 |
|---|---|
| Borglet | Kubelet |
| Borgmaster | API Server + Controller |
| Pacemaker | Scheduler |
| Omega | CRD + Operator |
六、参考资源
官方文档
经典论文
社区资源
参考
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Kubernetes 云原生系列导读
https://blog.souloss.com/posts/kubernetes/k8s-series-guide/ 部分信息可能已经过时
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