这几年有个词很火：云原生，而 Kubernetes 就是开启云原生之路最核心的组件服务。Kubernetes 是一个分布式容器化资源调度服务，是 Google 内部服务 Borg 的开源版本。技术方面还是不得不服人家 Google，总能开源出强大好用的组件。
我从2018年初开始接触 Kubernetes，到目前为止陆陆续续了解过 Kubernetes 一些相关的知识，但对 Kubernetes 也只懂皮毛。我并没有系统性地学习过 Kubernetes，基本都是因工作所需才去了解 Kubernetes 各方面的一点知识。要想对一个方向有深入了解，还是应该去系统性地学习一下。所以，我想整理一下系统性学习 Kubernetes 的路线，也分享给大家。
事先说明下，以下内容基本从网上摘抄，主要是参考infoq的文章，原文更加详细，想要系统了解下的同学可以参考原文，本文只是从原文中摘抄一些关键点，便于后续学习，原文链接：https://www.infoq.cn/article/9dtx*1i1z8hsxkdrpmhk
原文对 Kubernetes 学习路径规划了 8-9 个月的时间，分成了七大阶段。我根据个人理解与后续学习指引，总结成了三个阶段：
初步了解，在这个阶段需要对 Kubernetes 有个大体了解，知道一些 Kubernetes 中的一些基本概念和基本的使用方法。
整体学习，在这个阶段需要对 Kubernetes 有整体全面的了解，知道 Kubernetes 所有核心组件的工作原理。
加深学习，在这个阶段需要对 Kubernetes 的拓展生态进行了解，包括与 Kubernetes 相关的一些开源组件、持续关注 Kubernetes 社区与 CNCF 社区等。
我目前处于的阶段是初步了解阶段，只懂 Kubernetes 中的一些基本概念与基本用法。之后我还是要持续系统地学习下 Kubernetes，也会给大家带来多篇关于 Kubernetes 学习经验的文章。Kubernetes 这个生态真的很强大，如果你还没了解过 Kubernetes，至少应该了解一下。
第一阶段：初步了解
第一阶段的主要目标是：
了解 Kubernetes 基本概念和使用方法
知道然后安装部署 Kubernetes 环境
了解 Kubernetes 的基本架构以及容器调度的基本流程
对于 Kubernetes 基本概念与使用方法，到官网学习就好，参考内容如下：
官方 Tutorial：Learn Kubernetes Basics（https://kubernetes.io/docs/tutorials/kubernetes-basics/）
官方 Guestbook 样例：Guestbook Example（https://kubernetes.io/docs/tutorials/stateless-application/guestbook/）
对于安装部署 Kubernetes 环境，参考如下：
个人电脑上的简单使用，可以用 minikube 或 kind 部署一个本地环境。
集群模式的部署，可以用 kubeadm，参考部署教程：https://github.com/caicloud/kube-ladder/blob/master/tutorials/lab1-installation.md
（强烈建议大家手动部署一遍各个组件，参考：https://github.com/caicloud/kube-ladder/blob/master/tutorials/lab3-manual-installtion.md。虽然工具很强大，但对于学习来说，手动部署各个组件，可以加深我们对 Kubernetes 各组件的了解。因为工作所需，我曾经在无网环境下编译了 Kubernetes，这让我对 Kubernetes 的了解更深了。）
对于 Kubernetes 的基本架构，需要了解的内容如下：
（1）Kubernetes 整体架构图，Kubernetes 是 Master & Node 架构，参考下图：
（图片来源：https://jimmysong.io/kubernetes-handbook/concepts/）
（2）Master 需要了解的相关组件
API Server。Kubernetes 如何接收请求，又是如何将结果返回至客户端。
Etcd。了解 Etcd 主要功能机制。
Controller Manager。Kubernetes 控制器是其架构中最为核心的一环，我们需要了解控制器的原理，List-Watch 的基本原理，知道 Kubernetes 默认情况下大致包含哪些类型的控制器。
Scheduler。熟悉 Kubernetes 的调度流程是怎样的，调度器在整个调度流程中的角色。
（3）Node 需要了解的相关组件
Kubelet。知道 Kubelet 是如何接受调度请求并启动容器的。
Kube-proxy。了解 Kube-proxy 的作用，提供的能力是什么。
Container Runtime。了解都有哪些 Container Runtime，主要了解 Docker 一些基本操作与实现原理。虽然 Kubernetes 已经要抛弃 Docker 了，但目前来看还处于初步阶段，所以对 Docker 也需要有一定的了解。
（4）核心 Addons & Plugins
DNS。DNS 为集群的服务发现提供的支持，Kubernetes 1.13 开始默认使用 CoreDNS。
Network Plugin。Kubernetes 多节点环境需要部署网络插件才可以使用，默认情况下使用 flannel 即可。
以下是一些参考的学习资料：
官方文档：Kubernetes Components（https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/components/）
feisky 的博客：Kubernetes 指南之核心原理（https://kubernetes.feisky.xyz/he-xin-yuan-li/index）
kubectl run 的背后流程（难）：What happens when I type kubectl run?（https://github.com/jamiehannaford/what-happens-when-k8s）
kubectl run 的背后流程中文版：kubectl 创建 Pod 背后到底发生了什么？（https://mp.weixin.qq.com/s/ctdvbasKE-vpLRxDJjwVMw）
第二阶段：整体学习
第二阶段的主要目标是：
Kubernetes API 结构
深入学习 Kubernetes 架构与各个子系统
加深 Kubernetes 各个资源的理解
学习更多 Kubernetes 集群层面的功能
之所以单独把 Kubernetes API 作为一个主要学习目标，是因为 Kubernetes API 的设计很赞，学习后，对以后我们系统设计上有一定的参考意义。学习内容如下：
Kubernetes 的 API 是如何控制版本的
Kubernetes 的 API 是如何分组的
Kubernetes 对象的表示方法与设计理念（https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/kubernetes-objects/）
Kubernetes API 的访问控制（https://kubernetes.io/docs/reference/access-authn-authz/controlling-access/）
Kubernetes 除了核心架构外，还有多个子系统可以学习，参考如下：
架构 Architecture
应用 Apps
存储 Storage
网络 Network
权限 Auth
节点 Node
调度 Scheduling
命令行 CLI
多集群 MultiCluster
云平台 CloudProvider
扩展性 Scalability
弹性伸缩 Autoscaling
监控日志 Instrumentation
对 Kubernetes 各种资源的学习，分为计算、网络、存储、安全、调度这几个方面：
（1）计算，学习内容如下：
Pod Lifecycle & Healthcheck & RestartPolicy
Pod Init-Container
Horizontal Pod Autoscaler (HPA)
更多控制器：Job、CronJob、Daemonset、StatefulSet、ReplicaSet
（2）网络，学习内容如下：
Service 实现，主要了解 iptables 的实现（可选：ipvs 模式）
Ingress 原理和常用的 nginx ingress 操作
DNS 服务的原理，以及 CoreDNS 方案
（3）存储，学习内容如下：
Volume 以及底层存储类型
PV/PVC、StorageClass
（4）安全，学习内容如下：
AuthN, AuthZ & Admission Control
NetworkPolicy
ServiceAccount
Pod/Container SecurityContext
Pod Security Policy (PSP)
（5）调度，学习内容如下：
Pod/Node Affinity & Anti-affinity
Taint & Toleration
Priority & Preemption
Pod Disruption Budget
Kubernetes 集群层面更多的功能，学习内容参考如下：
（1）Master 层面
a）Dynamic Admission Control
动态准入控制
对应 API Server --admission-control-config-file 参数
b）Advanced Auditing
提供可动态配置的审计功能
对应 API Server 带有 --audit- 前缀的参数
c）Etcd Configuration
提供各种与 Etcd 相关的配置，例如 Kubernetes event TTL
对应 API Server 带有 --etcd- 前缀的参数
d）All Admission Controllers
列举所有 Kubernetes 所支持的 Admission Controllers，每个 Admission 都与 Kubernetes 特定的功能相关联
对应 API Server --enable-admission-plugins 参数，该参数注释列举了所有的默认
e）Admission Controllers Garbage Collection
启用后，Kubernetes 会自动根据 OwnerReferences 来回收 API 资源
对应 Controller-Manager --enable-garbage-collector 参数
f）Concurrent Sync Limiting
避免过多的资源同步导致集群资源的消耗
对应 Controller-Manager 带有 --concurrent 前缀的参数
g）All Controllers
列举所有 Kubernetes 所支持的 Controllers，每个 Controller 都与 Kubernetes 特定的功能相关联
对应 Controller-Manager --controllers，该参数注释列举了所有的默认 Controllers
（2）Node 层面
a）Kubelet Eviction
当节点资源不足时，Kubernetes 通过驱逐 Pods 的方式确保节点的稳定性
对应 Kubelet 带有 --eviction- 前缀的参数，例如 --eviction-hard
b）Image GC
清理容器镜像占用的磁盘空间
对应 Kubelet 带有 --image-gc- 前缀的参数，以及 --minimum-image-ttl-duration 等参数
c）Resource Reserve
为系统资源预留一定的资源，确保节点的稳定性
对应 Kubelet --kube-reserved、--kube-reserved-cgroup 等参数
d）CPU Manager
提供更多的 CPU 管理能力，例如静态 CPU 亲和性
对应 Kubelet --cpu-manager-* 前缀的参数
e）Storage Limit
避免节点过度挂载数据卷
对应 FeatureGate AttachVolumeLimit
第三阶段：加深学习
第三阶段的主要目标是：
掌握 Kubernetes 的扩展机制并可以编写 Kubernetes 控制器
了解 Kubernetes 生态项目、社区发展以及 CNCF 社区发展
对于 Kubernetes 扩展机制，包括 API 、调度器、网络、存储、运行时、特殊硬件或资源、监控、云供应商、命令行插件。内容很多，我就不一一列举了，大家参考：https://www.infoq.cn/article/9dtx*1i1z8hsxkdrpmhk
对于 Kubernetes 需要了解与学习的生态组件，包括：
Helm：为 Kubernetes 提供了包管理能力，方便用户快速部署安装各种服务。
Harbor：作为云原生环境下最常用的镜像仓库解决方案，了解 Harbor 十分重要。
Prometheus：Prometheus 是云原生环境下最重要的监控组件。
Istio：Istio 是服务网格的关键项目，但较为复杂，可以尝试简单了解。
对于 Kubernetes 社区以及 CNCF 社区可以关注的内容如下：
Kubernetes Enhancement：关注新特性的讨论
Kubernetes Community：关注社区组织情况
CNCF TOC：关注 CNCF 进展，各种新项目讨论等
Awesome Kubernetes：Kubernetes 项目之学不动系列
最后来个总结，今天花了一个小时来整理 Kubernetes 的学习路线，内容基本源自于 InfoQ 的参考文章，希望对大家也有帮助。通过上面列举的内容，我们可以看到想要学好 Kubernetes 确实不太容易，内容涉及很广。由此可见，Kubernetes 是多么强大，确实也值得我们去学习。后续我也会分享多篇在学习 Kubernetes 过程中的一些总结内容。一起加油吧，各位。
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