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開篇詞 | 打通“容器技術”的任督二脈
你好，我是張磊，Kubernetes 社區的一位資深成員和項目維護者。
2012 年，我還在浙大讀書的時候，就有幸組建了一個雲計算與 PaaS 基礎設施相關的科研團隊，就這樣，我從早期的 Cloud Foundry 社區開始，正式與容器結緣。
這幾年裏，我大多數時間都在 Kubernetes 項目裏從事上游技術工作，也得以作爲一名從業者和社區成員的身份，參與和親歷了容器技術從“初出茅廬”到“塵埃落定”的全過程。
而即使從 2013 年 Docker 項目發佈開始算起，這次變革也不過短短 5 年時間，可在現如今的技術圈兒裏，不懂容器，沒聽過 Kubernetes，你還真不好意思跟人打招呼。
容器技術這樣一個新生事物，完全重塑了整個雲計算市場的形態。它不僅催生出了一批年輕有爲的容器技術人，更培育出了一個具有相當規模的開源基礎設施技術市場。
在這個市場裏，不僅有 Google、Microsoft 等技術巨擘們廝殺至今，更有無數的國內外創業公司前仆後繼。而在國內，甚至連以前對開源基礎設施領域涉足不多的 BAT、螞蟻、滴滴這樣的巨頭們，也都從 AI、雲計算、微服務、基礎設施等維度多管齊下，爭相把容器和 Kubernetes 項目樹立爲戰略重心之一。
就在這場因“容器”而起的技術變革中，Kubernetes 項目已然成爲容器技術的事實標準，重新定義了基礎設施領域對應用編排與管理的種種可能。
2014 年後，我開始以遠程的方式，全職在 Kubernetes 和 Kata Containers 社區從事上游開發工作，先後發起了容器鏡像親密性調度、基於等價類的調度優化等多個核心特性，參與了容器運行時接口、安全容器沙盒等多個基礎特性的設計和研發。還有幸作爲主要的研發人員和維護者之一，親歷了 Serverless Container 概念的誕生與崛起。
在 2015 年，我發起和組織撰寫了《Docker 容器與容器雲》一書，希望幫助更多的人利用容器解決實際場景中的問題。時至今日，這本書的第 2 版也已經出版快 2 年了，受到了廣大容器技術讀者們的好評。
2018 年，我又赴西雅圖，在微軟研究院（MSR）雲計算與存儲研究組，專門從事基於 Kubernetes 的深度學習基礎設施相關的研究工作。
我與容器打交道的這些年，一直在與關注容器生態的工程師們交流，並經常探討容器在落地過程中遇到的問題。從這些交流中，我發現總有很多相似的問題被反覆提及，比如：
爲什麼容器裏只能跑“一個進程”？
爲什麼我原先一直在用的某個 JVM 參數，在容器裏就不好使了？
爲什麼 Kubernetes 就不能固定 IP 地址？容器網絡連不通又該如何去 Debug？
Kubernetes 中 StatefulSet 和 Operator 到底什麼區別？PV 和 PVC 這些概念又該怎麼用？
這些問題乍一看與我們平常的認知非常矛盾，但它們的答案和原理卻並不複雜。不過很遺憾，對於剛剛開始學習容器的技術人員來說，它們卻很難用一兩句話就能解釋清楚。
究其原因在於，從過去以物理機和虛擬機爲主體的開發運維環境，向以容器爲核心的基礎設施的轉變過程，並不是一次溫和的改革，而是涵蓋了對網絡、存儲、調度、操作系統、分佈式原理等各個方面的容器化理解和改造。
這就導致了很多初學者，對於容器技術棧表現出來的這些難題，要麼知識儲備不足，要麼雜亂無章、無法形成體系。這，也是很多初次參與 PaaS 項目的從業者們共同面臨的一個困境。
其實，容器技術體系看似紛亂繁雜，卻存在着很多可以“牽一髮而動全身”的主線。比如，Linux 的進程模型對於容器本身的重要意義；或者，“控制器”模式對整個 Kubernetes 項目提綱挈領的作用。
但是，這些關於 Linux 內核、分佈式系統、網絡、存儲等方方面面的積累，並不會在 Docker 或者 Kubernetes 的文檔中交代清楚。可偏偏就是它們，纔是真正掌握容器技術體系的精髓所在，是每一位技術從業者需要悉心修煉的“內功”。
而這，也正是我開設這個專欄的初衷。
我希望藉由這個專欄，給你講清楚容器背後的這些技術本質與設計思想，並結合着對核心特性的剖析與實踐，加深你對容器技術的理解。爲此，我把專欄劃分成了 4 大模塊：
“白話”容器技術基礎： 我希望用饒有趣味的解說，給你梳理容器技術生態的發展脈絡，用最通俗易懂的語言描述容器底層技術的實現方式，讓你知其然，也知其所以然。
Kubernetes 集羣的搭建與實踐： Kubernetes 集羣號稱“非常複雜”，但是如果明白了其中的架構和原理，選擇了正確的工具和方法，它的搭建卻也可以“一鍵安裝”，它的應用部署也可以淺顯易懂。
容器編排與 Kubernetes 核心特性剖析： 這是這個專欄最重要的內容。“編排”永遠都是容器雲項目的靈魂所在，也是 Kubernetes 社區持久生命力的源泉。在這一模塊，我會從分佈式系統設計的視角出發，抽象和歸納出這些特性中體現出來的普遍方法，然後帶着這些指導思想去逐一闡述 Kubernetes 項目關於編排、調度和作業管理的各項核心特性。“不識廬山真面目，只緣身在此山中”，希望這樣一個與衆不同的角度，能夠給你以全新的啓發。
Kubernetes 開源社區與生態：“開源生態”永遠都是容器技術和 Kubernetes 項目成功的關鍵。在這個模塊，我會和你一起探討，容器社區在開源軟件工程指導下的演進之路；帶你思考，如何同團隊一起平衡內外部需求，讓自己逐漸成爲社區中不可或缺的一員。
我希望通過這些對容器與 Kubernetes 項目的逐層剖析，能夠讓你面對容器化浪潮時不再躊躇無措，有一種撥雲見日的酣暢淋漓。
最後，我想再和你分享一個故事。
2015 年我在 InfoQ 舉辦的第一屆容器技術大會上，結識了當時 CoreOS 的佈道師 Kelsey Hightower，他熱情地和大家一起安裝和體驗微信，談笑風生間，還時不時地安利一番自家產品。
但兩年後也就是 2017 年，Kelsey 已經是全世界容器圈兒的意見領袖，是 Google 公司 Kubernetes 項目的首席佈道師，而他的座右銘也變爲了“只佈道，不推銷”。此時，就算你漂洋過海想要親自拜會 Kelsey ，恐怕也得先預約下時間了。
誠然，Kelsey 的“一夜成名”，與他的勤奮和天賦密不可分，但他對這次“容器”變革走向的準確把握卻也是功不可沒。這也正應了一句名言：一個人的命運啊，當然要靠自我奮鬥，但是也要考慮到歷史的行程。
眼下，你我可能已經錯過了互聯網技術大爆炸的時代，也沒有在數字貨幣早期的狂熱裏分到一杯羹。可就在此時此刻，在沉寂了多年的雲計算與基礎設施領域，一次以“容器”爲名的歷史變革，正呼之欲出。這一次，我們又有什麼理由作壁上觀呢？
如果你也想登上“容器”這趟高速前進的列車，我相信這個專欄，可以幫助你打通學習容器技術的“任督二脈”。在專欄開始，我首先爲你準備了 4 篇預習文章，詳細地梳理了容器技術自興起到現在的發展歷程，同時也回答了“Kubernetes 爲什麼會贏”這個重要的問題，算是我額外爲你準備的一份開學禮物吧。
機會總是留給有準備的人，現在就讓我們一起開啓這次充滿挑戰的容器之旅！