Preface
前言

为什么写本书

随着虚拟化技术的快速发展，越来越多的公司选择将产品从本地机房迁移到云端运行，而这些产品无一例外都是通过网络对外提供服务的。为了能更好地应用网络通信技术，我们有必要了解虚拟化网络背后的运作机制，理解各网络组件的工作原理及特性，并将理论知识应用到产品开发中，提升产品质量。

目前市面上既有很多讲述网络技术理论的著作，也有很多讲述虚拟化网络应用的书籍。前者更多专注于网络协议、组网等技术细节，偏重于理论；后者则从使用者的角度出发讲述如何使用虚拟化网络。这两类书籍对于运维和一般的技术人员来说基本够用，但是对于专门从事虚拟化网络技术开发、设计的人员来说，这些书的深度远远不够。本书期望在这两类书籍之间取得平衡：结合实际应用讲述虚拟化网络技术背后的工作原理，让读者不仅知道该如何使用虚拟化网络，还知道为什么要这样用。

本书从内核实现的角度出发分析虚拟化网络的工作原理，重点描述其功能的实现，使读者从根本上理解虚拟化网络原理，对于希望深入研究虚拟化网络技术的读者来说有较高的阅读价值。软件技术属于系统性的工程，一个人如果既了解内核网络的实现原理，又熟悉应用软件的业务场景，无疑就可以从全局的角度思考产品的解决方案，做出最合理的选择。

本书读者对象

本书适合计算机网络从业人员阅读，包括但不限于以下读者群体。

➢ 通信、IT企业中从事网络应用的开发人员和软件架构师。

➢ 从事网络管理、运维的企事业技术人员。

➢ 高等院校、研究所中网络技术相关专业的学生和学术研究人员等。

如果你对虚拟化网络技术感兴趣或者从事相关的工作，且想对网络背后的工作原理寻根究底，那么本书会是一个不错的选择。

在阅读本书之前你需要：

➢ 具备一定的Linux系统操作经验，熟悉Linux的基本命令；

➢ 具备一定的计算机网络理论基础知识，如了解网络概念、网络组网基础；

➢ 具备一定的Kubernetes操作基础知识，理解Kubernetes的基本概念；

➢ 最好了解或者学习过Linux内核源码。

如何阅读本书

首先，本书针对网络技术从业者的实际需求，进行了对关键内容的把握和对讲解深度的平衡。例如，以往读者如果想深入了解Linux内核网络的实现细节，要么自己阅读内核源码，要么参考内核专业书籍，或者将两种方式相结合。市面上关于Linux内核网络的图书虽然系统地讲解了Linux内核的实现原理，适合做Linux内核开发的人员阅读，但对于仅需要大致了解Linux内核网络而无须深入钻研的读者来说太过复杂和冗长。因此，本书从应用的角度出发，呈现Linux内核网络功能的主体脉络，既对虚拟化网络的关键技术点详细展开讲解，又不会对内核技术的细节过分深入解读，做到“够用”即可。

其次，本书围绕“Kubernetes网络系统原理”这一主题进行了体系化的阐述，除了核心基础知识以外，还提供了重要的拓展知识，涵盖了进阶理论和实践操作。读者阅读本书后，能掌握Kubernetes网络的整体脉络，从而将其应用于场景实践。

具体来说，本书内容如下。

第一篇：通用网络技术

➢第1章关注基础理论，介绍虚拟化网络中使用的各种基础技术，读者掌握这些基础后能更好地支撑虚拟化网络实践。

➢第2～4章关注技术进阶理论，讲解Linux内核是如何实现这些通用网络技术的，适用于想要了解网络背后工作原理的读者。

第二篇：容器网络技术原理

➢第5章结合第4章介绍的虚拟网络设备，介绍三种跨网络命名空间通信解决方案，并以实例化的方式进行功能验证。

➢第6章以Docker引擎为例，介绍三种跨网络命名空间通信解决方案在容器技术中的应用，实现容器网络的互通互联。

➢第7章结合实际应用讲解Kubernetes网络通信原理，包括Pod网络、service网络和Ingress网络。

第三篇：Kubernetes网络插件原理

➢第8章介绍Kubernetes CNI网络插件的概念及其在系统中所处的位置，并结合flannel插件讲解CNI插件的工作原理。最后，手动实现Kubernetes使用macvlan/ipvlan网络作为默认网络功能。

➢第9章结合虚拟化网络知识实现glue插件。该插件使用macvlan/ipvlan作为Kubernetes默认网络插件。

附录

拓展介绍了mount用法、pod网络命名空间程序、CNI插件测试程序以及测试工具rawudp程序，便于读者更好地理解及应用Kubernetes网络技术。

勘误与支持

本书的所有内容均经过实际测试。然而，尽管我本人及帮助我的人已经尽了最大努力，但是本书仍难免存在疏漏之处。如果读者发现任何问题，或者对本书有任何意见，请通过邮件联系我：han.xiangguo@zte.com.cn。

本书中的示例源代码和完整工程可以在GitHub或者Gitee站点下载：

➢GitHub地址：https://github.com/understanding-k8s-network-system。

➢Gitee地址：https://gitee.com/understanding-the-k8s-network。

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