完整课程目录¶

综合项目主线：Cloud Native Todo Platform 云原生 Todo 平台

最终形成：

Go Todo API 服务
PostgreSQL 数据库
Redis 缓存与限流
Docker 镜像与 Docker Compose 本地环境
Kubernetes 部署清单
Helm Chart 与 Kustomize 多环境配置
CI/CD 与 GitOps 发布链路
Prometheus、Grafana、Loki / ELK、Tracing 可观测体系
自定义 CRD、Controller、Operator

课程共 40 大篇，200 个章节。

第 1 篇：课程导学与开发环境准备¶

大篇学习目标

建立完整学习地图，准备后续 Go、Docker、Kubernetes、Operator 开发所需环境。

章节列表

1.1 课程目标、岗位路线与综合项目介绍
1.2 Windows / macOS / Linux 学习环境选择
1.3 WSL2、Ubuntu、终端与 VS Code 配置
1.4 安装 Go、Git、Docker、kubectl、kind、Helm
1.5 创建课程代码仓库与目录规范

本篇特色项目

搭建统一实验环境，并初始化 cloud-native-todo-platform 仓库。

本篇能力验收标准

能独立完成开发环境安装，能运行 Go、Git、Docker、kubectl、kind、Helm 基础命令。

第 2 篇：Linux 文件系统与命令基础¶

大篇学习目标

掌握后端开发和云原生运维中最常用的 Linux 文件、目录、权限和文本处理能力。

章节列表

2.1 Linux 目录结构与路径规则
2.2 文件与目录操作命令
2.3 用户、用户组与文件权限
2.4 文本查看、搜索与处理命令
2.5 压缩、解压、软链接与环境变量

本篇特色项目

搭建 Todo 平台服务器目录结构，创建日志、配置、数据目录。

本篇能力验收标准

能熟练使用 ls、cd、cp、mv、rm、cat、less、grep、find、chmod、chown。

第 3 篇：Linux 进程、服务与软件管理¶

大篇学习目标

理解程序在 Linux 上如何运行、如何被管理、如何排查资源问题。

章节列表

3.1 进程、PID、前台与后台任务
3.2 ps、top、htop、kill 排查进程
3.3 systemd 与服务管理
3.4 软件包管理：apt、yum、dnf
3.5 CPU、内存、磁盘基础排查

本篇特色项目

将一个简单 Go HTTP 程序注册为 Linux systemd 服务。

本篇能力验收标准

能启动、停止、查看服务状态，能定位进程占用 CPU、内存、端口的问题。

第 4 篇：Linux 网络基础与排障¶

大篇学习目标

理解后端服务访问链路，为 Docker、Kubernetes 网络打基础。

章节列表

4.1 TCP/IP、端口、DNS、HTTP 基础
4.2 ip、ss、netstat、ping 使用
4.3 curl、wget、dig、nslookup 排查访问问题
4.4 防火墙、监听地址与端口冲突
4.5 tcpdump 抓包入门

本篇特色项目

编写并排查一个本地 Todo HTTP 服务访问链路。

本篇能力验收标准

能判断服务是否启动、端口是否监听、DNS 是否正常、HTTP 请求是否成功。

第 5 篇：Git 基础与团队协作¶

大篇学习目标

掌握企业开发中代码版本管理、分支协作和冲突解决能力。

章节列表

5.1 Git 仓库、提交与历史记录
5.2 分支、合并与冲突解决
5.3 rebase、stash、tag 与版本发布
5.4 GitHub / GitLab 远程仓库协作
5.5 Pull Request / Merge Request 工作流

本篇特色项目

为课程项目建立 Git 分支模型和提交规范。

本篇能力验收标准

能完成分支开发、代码提交、冲突解决、远程推送和 PR 合并。

第 6 篇：Shell 脚本与自动化基础¶

大篇学习目标

能编写常见自动化脚本，提高开发、构建、部署、排障效率。

章节列表

6.1 Shell 变量、参数与退出码
6.2 条件判断、循环与函数
6.3 文件处理、日志处理与管道
6.4 编写项目启动和健康检查脚本
6.5 Shell 脚本常见安全问题

本篇特色项目

为 Todo 平台编写 dev.sh、check.sh、clean.sh 脚本。

本篇能力验收标准

能写出可复用 Shell 脚本，能通过退出码判断脚本执行结果。

第 7 篇：Go 语言基础¶

大篇学习目标

掌握 Go 基础语法，为后续后端服务开发打基础。

章节列表

7.1 Go 程序结构、变量、常量与类型
7.2 条件、循环、数组、切片与 map
7.3 函数、指针、结构体与方法
7.4 interface、error 与 defer
7.5 Go module 与包管理基础

本篇特色项目

开发命令行版 Todo 管理器 todo-cli。

本篇能力验收标准

能使用 Go 编写结构清晰的 CLI 程序，完成 Todo 的增删改查逻辑。

第 8 篇：Go 进阶与并发编程¶

大篇学习目标

掌握 Go 并发模型和资源控制能力，理解后端高并发开发基础。

章节列表

8.1 goroutine 与并发执行
8.2 channel 通信模型
8.3 context 超时、取消与请求链路控制
8.4 sync、Mutex、WaitGroup 与 Once
8.5 并发安全、竞态检测与限流思想

本篇特色项目

开发并发 Todo 统计任务执行器，支持超时取消和并发数控制。

本篇能力验收标准

能正确使用 goroutine、channel、context，能避免常见并发泄漏和数据竞争。

第 9 篇：Go 工程化与测试¶

大篇学习目标

建立生产级 Go 项目结构、配置、日志、测试和质量管理能力。

章节列表

9.1 Go 项目目录结构设计
9.2 配置管理、环境变量与配置文件
9.3 结构化日志与错误处理规范
9.4 单元测试、表驱动测试与 Mock
9.5 集成测试、覆盖率与 Benchmark

本篇特色项目

搭建 Todo 平台后端工程骨架。

本篇能力验收标准

能组织清晰的 Go 后端项目，能编写单元测试和基础集成测试。

第 10 篇：Go Web API 开发¶

大篇学习目标

掌握使用 Go 开发 RESTful API 服务的核心能力。

章节列表

10.1 HTTP 协议与 Web 服务基础
10.2 Gin / Chi 路由、中间件与请求绑定
10.3 RESTful API 设计与统一响应格式
10.4 参数校验、错误码与异常处理
10.5 健康检查、优雅关闭与 API 文档

本篇特色项目

开发 Todo Platform API v1，支持 Todo CRUD。

本篇能力验收标准

能独立开发一个可运行、可测试、可维护的 Go Web API 服务。

第 11 篇：数据库与持久化开发¶

大篇学习目标

掌握关系型数据库建模、SQL、事务和 Go 数据库访问能力。

章节列表

11.1 PostgreSQL 基础与表设计
11.2 SQL CRUD、索引与查询优化入门
11.3 Go 访问数据库：database/sql、GORM、sqlc
11.4 事务、隔离级别与数据一致性
11.5 数据库迁移与版本管理

本篇特色项目

为 Todo 平台接入 PostgreSQL 持久化。

本篇能力验收标准

能设计 Todo 表结构，能完成数据库迁移、事务处理和基础查询优化。

第 12 篇：Redis、缓存与异步任务¶

大篇学习目标

掌握 Redis 常见数据结构、缓存模式、限流和简单异步任务处理。

章节列表

12.1 Redis 安装、数据类型与常用命令
12.2 Go 操作 Redis
12.3 缓存穿透、击穿、雪崩与解决方案
12.4 分布式锁、计数器与接口限流
12.5 简单任务队列与异步处理模型

本篇特色项目

为 Todo 平台增加缓存、接口限流和异步统计任务。

本篇能力验收标准

能合理使用 Redis 解决缓存、限流、锁和队列类问题，并能说明风险。

第 13 篇：Go 后端生产化能力¶

大篇学习目标

补齐真实公司后端服务需要的认证、安全、配置、日志和运行能力。

章节列表

13.1 JWT 鉴权与用户登录
13.2 中间件链路、请求 ID 与审计日志
13.3 参数校验、安全响应与敏感信息保护
13.4 配置分层：dev、test、prod
13.5 服务启动、关闭、迁移和运维命令设计

本篇特色项目

将 Todo 平台升级为生产风格 API 服务。

本篇能力验收标准

能实现认证、日志、配置分层、健康检查和优雅关闭。

第 14 篇：Docker 基础¶

大篇学习目标

掌握 Docker 镜像、容器、网络、数据卷的基本使用方式。

章节列表

14.1 Docker 解决什么问题
14.2 镜像、容器、仓库与常用命令
14.3 容器生命周期与日志查看
14.4 Docker 数据卷与端口映射
14.5 Docker 网络基础

本篇特色项目

使用 Docker 运行 Todo API、PostgreSQL、Redis。

本篇能力验收标准

能构建、启动、停止、查看、进入、删除容器，能排查基础容器运行问题。

第 15 篇：Dockerfile 与镜像构建¶

大篇学习目标

掌握生产级 Dockerfile 编写、镜像优化和安全实践。

章节列表

15.1 Dockerfile 指令详解
15.2 Go 服务多阶段构建
15.3 镜像缓存、构建上下文与 .dockerignore
15.4 非 root 用户、最小镜像与安全扫描
15.5 镜像版本、标签和推送仓库

本篇特色项目

为 Todo 平台构建安全、小体积、可发布的 Go 服务镜像。

本篇能力验收标准

能写出生产可用 Dockerfile，能解释每一层镜像的作用和优化方式。

第 16 篇：Docker Compose 本地编排¶

大篇学习目标

掌握多服务本地开发环境编排能力。

章节列表

16.1 Compose 文件结构与服务定义
16.2 API、PostgreSQL、Redis 多容器编排
16.3 环境变量、数据卷、网络与依赖关系
16.4 本地开发、测试、调试工作流
16.5 Compose 常见故障排查

本篇特色项目

一条命令启动 Todo 平台完整本地环境。

本篇能力验收标准

能使用 Docker Compose 管理多服务开发环境，并能处理启动顺序、配置和数据持久化问题。

第 17 篇：容器运行原理¶

大篇学习目标

理解容器不是虚拟机，掌握 Namespace、Cgroups、UnionFS 等底层机制。

章节列表

17.1 容器与虚拟机的本质区别
17.2 Linux Namespace：进程、网络、挂载隔离
17.3 Cgroups：CPU、内存、IO 资源限制
17.4 UnionFS 与镜像分层原理
17.5 手动模拟一个简化容器

本篇特色项目

用 Linux 命令模拟容器隔离与资源限制。

本篇能力验收标准

能解释容器隔离、资源限制、镜像分层和容器进程模型。

第 18 篇：OCI、containerd、runc 与 CRI¶

大篇学习目标

理解 Kubernetes 底层如何调用容器运行时。

章节列表

18.1 OCI 规范与镜像格式
18.2 runc 与低层容器运行
18.3 containerd、shim 与容器生命周期
18.4 CRI、crictl 与 Kubernetes 运行时接口
18.5 Docker、containerd、nerdctl 的关系

本篇特色项目

使用 nerdctl 和 crictl 观察 Todo 平台容器运行状态。

本篇能力验收标准

能说明 Docker、containerd、runc、CRI、Kubernetes 之间的关系。

第 19 篇：Kubernetes 架构与集群搭建¶

大篇学习目标

建立 Kubernetes 整体架构认知，搭建可实验的本地集群。

章节列表

19.1 Kubernetes 解决什么问题
19.2 控制面组件：apiserver、scheduler、controller-manager、etcd
19.3 Node 组件：kubelet、kube-proxy、容器运行时
19.4 使用 kind / minikube 搭建集群
19.5 kubectl、kubeconfig 与资源操作基础

本篇特色项目

搭建本地 Kubernetes 集群并部署第一个测试应用。

本篇能力验收标准

能描述 Kubernetes 核心组件职责，能使用 kubectl 操作集群资源。

第 20 篇：Kubernetes 核心工作负载¶

大篇学习目标

掌握 Pod、Deployment、ReplicaSet、Job、CronJob 等核心对象。

章节列表

20.1 Pod 生命周期与容器状态
20.2 Deployment、ReplicaSet 与滚动更新
20.3 Job、CronJob 与批处理任务
20.4 DaemonSet 与节点级服务
20.5 Probe、Resource Request / Limit 与调度基础

本篇特色项目

将 Todo API 部署为 Kubernetes Deployment。

本篇能力验收标准

能部署、更新、回滚服务，能配置探针和资源限制。

第 21 篇：Kubernetes 服务发现与应用配置¶

大篇学习目标

掌握 Service、Ingress、ConfigMap、Secret 等应用运行基础对象。

章节列表

21.1 Service 类型与服务发现
21.2 Ingress 与 HTTP 流量入口
21.3 ConfigMap 配置管理
21.4 Secret 密钥管理
21.5 多环境配置与应用启动参数

本篇特色项目

为 Todo 平台配置 Service、Ingress、ConfigMap、Secret。

本篇能力验收标准

能让集群内外访问 Todo 服务，能安全管理配置和密钥。

第 22 篇：Kubernetes 网络¶

大篇学习目标

系统理解 Kubernetes 网络模型、CNI、Service、DNS、Ingress 和网络隔离。

章节列表

22.1 Kubernetes 网络模型与 Pod IP
22.2 CNI 插件原理与常见实现
22.3 CoreDNS 与集群内服务发现
22.4 kube-proxy、iptables / IPVS 与 Service 转发
22.5 NetworkPolicy 与服务隔离

本篇特色项目

为 Todo 平台设计网络访问路径和命名空间隔离策略。

本篇能力验收标准

能排查 Pod 到 Pod、Pod 到 Service、Ingress 到后端服务的网络问题。

第 23 篇：Kubernetes 存储¶

大篇学习目标

掌握 Kubernetes 中有状态服务、数据卷和动态存储供应机制。

章节列表

23.1 Volume、PV、PVC 基础
23.2 StorageClass 与动态供给
23.3 StatefulSet 与稳定网络标识
23.4 PostgreSQL 在 Kubernetes 中的部署方式
23.5 数据备份、恢复与迁移注意事项

本篇特色项目

将 Todo 平台数据库迁移到 Kubernetes 持久化存储方案。

本篇能力验收标准

能使用 PVC 持久化数据，能说明有状态服务在 Kubernetes 中的风险和边界。

第 24 篇：Kubernetes 安全¶

大篇学习目标

掌握 Kubernetes 权限、安全上下文、镜像安全和集群安全基线。

章节列表

24.1 ServiceAccount 与 RBAC
24.2 Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding
24.3 SecurityContext 与非 root 容器
24.4 Secret 安全、镜像拉取密钥与私有仓库
24.5 Pod Security、网络隔离与最小权限原则

本篇特色项目

为 Todo 平台制定最小权限部署方案。

本篇能力验收标准

能配置 RBAC、非 root 容器、安全上下文和基础安全策略。

第 25 篇：Helm 包管理¶

大篇学习目标

掌握 Helm Chart 编写和 Kubernetes 应用打包发布能力。

章节列表

25.1 Helm 解决什么问题
25.2 Chart 目录结构与模板语法
25.3 values.yaml 与多环境参数化
25.4 Helm install、upgrade、rollback
25.5 Chart 依赖、版本和发布规范

本篇特色项目

将 Todo 平台打包为 Helm Chart。

本篇能力验收标准

能使用 Helm 安装、升级、回滚 Todo 平台，并能维护 values 配置。

第 26 篇：Kustomize 多环境配置管理¶

大篇学习目标

掌握声明式补丁方式管理 dev、test、prod 环境差异。

章节列表

26.1 Kustomize 基础与 overlay 思想
26.2 base、overlay 与 patch
26.3 ConfigMapGenerator 与 SecretGenerator
26.4 镜像版本替换与环境差异管理
26.5 Helm 与 Kustomize 的使用边界

本篇特色项目

为 Todo 平台建立 dev、test、prod 三套环境配置。

本篇能力验收标准

能使用 Kustomize 管理多环境部署文件，并能解释与 Helm 的区别。

第 27 篇：CI/CD 自动化交付¶

大篇学习目标

掌握从代码提交到镜像构建、测试、发布的自动化流程。

章节列表

27.1 CI/CD 基本概念与流水线设计
27.2 GitHub Actions / GitLab CI 基础
27.3 自动执行 Go 测试和代码检查
27.4 自动构建并推送 Docker 镜像
27.5 自动部署到 Kubernetes 环境

本篇特色项目

为 Todo 平台建立完整 CI/CD 流水线。

本篇能力验收标准

能实现提交代码后自动测试、构建镜像、推送仓库并触发部署。

第 28 篇：GitOps 与 Argo CD¶

大篇学习目标

掌握声明式交付和 GitOps 运维模型。

章节列表

28.1 GitOps 的核心思想
28.2 Argo CD 安装与应用管理
28.3 Git 仓库作为部署事实来源
28.4 自动同步、手动同步、回滚与漂移检测
28.5 多环境、多集群发布策略

本篇特色项目

使用 Argo CD 管理 Todo 平台 Kubernetes 发布。

本篇能力验收标准

能通过 Git 变更驱动 Kubernetes 应用发布，并能处理同步失败和配置漂移。

第 29 篇：Prometheus 与 Grafana 监控¶

大篇学习目标

掌握指标采集、查询、告警和可视化能力。

章节列表

29.1 可观测性与指标体系设计
29.2 Prometheus 架构、ServiceMonitor 与抓取配置
29.3 Go 服务暴露业务指标
29.4 PromQL 基础与常用查询
29.5 Grafana 面板与告警规则

本篇特色项目

为 Todo 平台建立 API 延迟、错误率、QPS、资源使用监控面板。

本篇能力验收标准

能接入 Prometheus 指标，能编写 PromQL，能用 Grafana 展示服务状态。

第 30 篇：日志、ELK / Loki 与链路追踪¶

大篇学习目标

掌握日志采集、查询、分析和分布式链路追踪能力。

章节列表

30.1 日志规范与结构化日志
30.2 Loki、Promtail 与 Grafana 日志查询
30.3 ELK / EFK 架构与适用场景
30.4 OpenTelemetry 与 Trace 基础
30.5 日志、指标、链路追踪联合排障

本篇特色项目

为 Todo 平台接入日志采集和请求链路追踪。

本篇能力验收标准

能通过日志和 Trace 定位一次 API 请求的完整执行路径。

第 31 篇：Kubernetes 生产排障¶

大篇学习目标

掌握真实生产环境中 Kubernetes 常见故障的定位和修复方法。

章节列表

31.1 Pod Pending、CrashLoopBackOff、ImagePullBackOff 排查
31.2 OOMKilled、CPU Throttling 与资源瓶颈排查
31.3 Service、DNS、Ingress 网络故障排查
31.4 PVC、挂载失败和存储故障排查
31.5 节点异常、调度失败和集群组件排查

本篇特色项目

Todo 平台故障注入与恢复演练。

本篇能力验收标准

能根据事件、日志、指标、资源状态定位 Kubernetes 常见生产故障。

第 32 篇：Kubernetes API 扩展机制¶

大篇学习目标

理解 Kubernetes 为什么能扩展，以及 CRD 和 Controller 的基础关系。

章节列表

32.1 Kubernetes API Machinery 基础
32.2 声明式 API 与控制循环
32.3 Group、Version、Kind、Resource
32.4 CRD 的作用和基本结构
32.5 自定义资源状态设计思想

本篇特色项目

设计 Todo 平台的 TodoApp 自定义资源模型。

本篇能力验收标准

能解释 CRD、Controller、声明式 API 和状态回写的关系。

第 33 篇：CRD 设计与实践¶

大篇学习目标

掌握生产可用 CRD 的字段设计、版本管理和校验方式。

章节列表

33.1 CRD YAML 结构详解
33.2 OpenAPI Schema 与字段校验
33.3 spec、status 与 conditions 设计
33.4 CRD 版本升级与兼容性
33.5 使用 kubectl 操作自定义资源

本篇特色项目

实现 TodoApp、TodoDatabase、TodoCache 三个 CRD。

本篇能力验收标准

能设计结构清晰、可演进、可校验的 CRD。

第 34 篇：Controller、Informer 与 Workqueue¶

大篇学习目标

理解 Kubernetes Controller 的核心运行机制。

章节列表

34.1 Controller 控制循环原理
34.2 List-Watch 与 Informer 缓存机制
34.3 Workqueue、重试与限速队列
34.4 Reconcile 思想与幂等设计
34.5 Controller 常见异常和重复处理问题

本篇特色项目

手写简化版 Controller 监听 TodoApp 变化。

本篇能力验收标准

能解释 Informer、Workqueue、Reconcile、幂等和重试机制。

第 35 篇：Kubebuilder 与 controller-runtime¶

大篇学习目标

掌握使用主流工具开发 Kubernetes Operator 的基本流程。

章节列表

35.1 Kubebuilder 项目初始化
35.2 API 类型定义与代码生成
35.3 controller-runtime Client、Manager、Scheme
35.4 Reconciler 编写与资源创建
35.5 本地运行和部署 Controller

本篇特色项目

使用 Kubebuilder 开发 Todo 平台 Operator 初版。

本篇能力验收标准

能创建 Kubebuilder 项目，定义 API，编写 Reconciler 并部署到集群。

第 36 篇：Operator 高级机制¶

大篇学习目标

掌握生产级 Operator 必备机制：Webhook、Finalizer、OwnerReference、Status。

章节列表

36.1 OwnerReference 与资源归属管理
36.2 Finalizer 与删除前清理逻辑
36.3 Admission Webhook 默认值与校验
36.4 Status、Conditions 与状态回写
36.5 事件记录、重试策略与错误处理

本篇特色项目

让 Todo Operator 自动创建 Deployment、Service、ConfigMap，并维护状态。

本篇能力验收标准

能实现资源托管、删除清理、字段校验、默认值设置和状态回写。

第 37 篇：Operator 测试、发布与升级¶

大篇学习目标

掌握 Operator 的测试、镜像构建、部署发布和版本升级能力。

章节列表

37.1 envtest 与 Controller 单元测试
37.2 集成测试与 kind 环境验证
37.3 Operator 镜像构建与 RBAC 配置
37.4 Helm / Kustomize 发布 Operator
37.5 CRD 升级、兼容性与回滚策略

本篇特色项目

为 Todo Operator 建立测试和发布流水线。

本篇能力验收标准

能为 Operator 编写测试，能构建镜像、部署、升级和回滚 Operator。

第 38 篇：Operator 生产实践¶

大篇学习目标

掌握 Operator 在真实企业环境中的稳定性、安全性和可维护性设计。

章节列表

38.1 Operator 权限最小化与安全边界
38.2 多租户、命名空间隔离与资源配额
38.3 大规模资源监听与性能优化
38.4 Operator 监控、日志和告警
38.5 生产事故案例与设计反思

本篇特色项目

将 Todo Operator 升级为生产可用版本。

本篇能力验收标准

能从安全、性能、权限、监控、升级角度评估 Operator 是否可生产使用。

第 39 篇：综合项目集成实战¶

大篇学习目标

将前面所有阶段成果整合成完整云原生项目体系。

章节列表

39.1 项目总架构设计与仓库拆分
39.2 本地开发环境、Compose 环境与 Kubernetes 环境统一
39.3 CI/CD、GitOps、Helm、Kustomize 集成
39.4 监控、日志、链路追踪集成验证
39.5 Operator 一键交付完整 Todo 平台

本篇特色项目

完成 Cloud Native Todo Platform 全链路集成。

本篇能力验收标准

能从零部署完整平台，能解释每个组件的作用、依赖关系和发布流程。

第 40 篇：职业能力验收与面试准备¶

大篇学习目标

将课程能力转化为简历项目、面试表达和岗位实战能力。

章节列表

40.1 Go 后端岗位能力梳理
40.2 DevOps / Kubernetes 运维岗位能力梳理
40.3 云原生平台工程岗位能力梳理
40.4 Operator 开发岗位能力梳理
40.5 综合项目答辩、简历包装与面试题复盘

本篇特色项目

整理最终作品集、项目文档、架构图、部署说明和面试讲解稿。

本篇能力验收标准

能清晰讲解项目架构、技术选型、排障经验、生产注意事项和个人贡献。

目录规模统计¶

大篇数量：40 篇
章节数量：200 章
阶段项目数量：40 个
综合项目主线：Cloud Native Todo Platform