Kubernetes云原生生态
1.1 Kubernetes简介 Kubernetes(K8s)源于Google Borg项目,是开源的容器编排系统,由Cloud Native Computing Foundation (CNCF)管理。其主要功能包括容器部署、自动扩展、服务发现、负载均衡、存储卷管理、安全策略实施等。学习Kubernetes不仅仅是理解和配置其核心组件,更重要的是掌握其背后的云原生理念,并将其融入到整个软件开发
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第一章:Kubernetes入门与核心概念
1.1 Kubernetes简介 Kubernetes(K8s)源于Google Borg项目,是开源的容器编排系统,由Cloud Native Computing Foundation (CNCF)管理。其主要功能包括容器部署、自动扩展、服务发现、负载均衡、存储卷管理、安全策略实施等。
1.2 Kubernetes核心组件
- 控制面板组件(kube-apiserver、etcd、kube-controller-manager、kube-scheduler)
- 节点组件(kubelet、kube-proxy)
- 核心资源对象(Pods、Deployments、Services、ConfigMaps、Secrets、Persistent Volumes、Namespaces)
1.3 安装与配置Kubernetes集群
- 使用Kubeadm快速部署集群
- Minikube在本地搭建单节点K8s集群
- 通过云提供商部署托管K8s服务
第二章:深入Kubernetes生态系统
2.1 容器运行时
- Docker在Kubernetes中的角色
- CRI(容器运行时接口)与containerd、CRI-O的关系
- 如何配置Kubernetes使用不同的容器运行时
2.2 网络方案
- K8s网络模型与CNI(容器网络接口)
- 常见网络插件如Calico、Flannel、Cilium的配置与使用
- Ingress控制器(如Nginx Ingress Controller、Istio Gateway)实现服务路由和负载均衡
2.3 存储解决方案
- Persistent Volumes(PVs)和Persistent Volume Claims(PVCs)概念
- 如何配置并使用NFS、GlusterFS、Ceph等存储插件
- StatefulSets与有状态应用的管理
2.4 日志与监控
- 使用Elasticsearch、Logstash、Kibana(ELK Stack)收集和分析日志
- 集成Prometheus、Grafana进行集群监控
- Kubernetes事件和审计日志的重要性
第三章:Kubernetes实践与进阶
3.1 CI/CD工具集成
- Jenkins、GitLab CI/CD、Tekton Pipeline在K8s中的应用
- 使用Helm进行应用包管理与部署
- ArgoCD实现持续交付与应用自动化运维
3.2 安全与合规性
- RBAC(Role-Based Access Control)的配置与管理
- Pod Security Policies的使用
- 密钥与证书管理(如使用Kubernetes Secrets)
3.3 高可用与集群扩展
- 集群的水平扩展与缩容
- 高可用集群架构设计与组件冗余
- 多区域与多集群管理(如使用Kubernetes Federation)
3.4 云原生应用最佳实践
- 微服务架构在Kubernetes环境中的实现
- 12-Factor App原则在云原生环境中的应用
- 可观测性实践,包括Metrics、Traces、Logs的采集与分析
学习Kubernetes不仅仅是理解和配置其核心组件,更重要的是掌握其背后的云原生理念,并将其融入到整个软件开发和运维流程中。
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