k8s容器集群課件單擊此處添加副標(biāo)題匯報(bào)人：XX目

錄壹Kubernetes簡(jiǎn)介貳Kubernetes架構(gòu)叁Kubernetes部署肆Kubernetes核心功能伍Kubernetes高級(jí)特性陸Kubernetes實(shí)踐案例Kubernetes簡(jiǎn)介章節(jié)副標(biāo)題壹容器技術(shù)概述容器技術(shù)提供輕量級(jí)隔離，與虛擬機(jī)相比，它共享宿主機(jī)操作系統(tǒng)，啟動(dòng)速度快，資源占用少。容器與虛擬機(jī)的對(duì)比隨著容器數(shù)量的增加，容器編排工具如Kubernetes變得至關(guān)重要，以自動(dòng)化部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用。容器編排的必要性容器可以在任何支持容器運(yùn)行時(shí)的環(huán)境中運(yùn)行，確保應(yīng)用在不同環(huán)境間的一致性和可移植性。容器的可移植性010203Kubernetes起源Kubernetes起源于谷歌內(nèi)部的Borg系統(tǒng)，旨在簡(jiǎn)化大規(guī)模集群管理。01谷歌內(nèi)部項(xiàng)目Borg2014年，谷歌將Kubernetes作為開(kāi)源項(xiàng)目發(fā)布，迅速吸引了大量開(kāi)發(fā)者和企業(yè)的關(guān)注。02開(kāi)源項(xiàng)目發(fā)布Kubernetes成為了云原生計(jì)算基金會(huì)（CNCF）的首個(gè)托管項(xiàng)目，推動(dòng)了容器技術(shù)的普及。03云原生計(jì)算基金會(huì)核心概念介紹Pod是Kubernetes中的基本部署單元，它封裝了一個(gè)或多個(gè)容器，以及存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源。Pods01Services定義了訪(fǎng)問(wèn)Pods的策略，通過(guò)標(biāo)簽選擇器將一組Pods暴露為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。Services02核心概念介紹Deployments管理Pods和ReplicaSets，確保Pods的數(shù)量、狀態(tài)和配置符合期望。DeploymentsNamespaces為Kubernetes集群資源提供隔離，允許多個(gè)團(tuán)隊(duì)或項(xiàng)目在同一集群中獨(dú)立運(yùn)行。NamespacesKubernetes架構(gòu)章節(jié)副標(biāo)題貳主要組件解析Master節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)集群的管理和調(diào)度，包括APIServer、Scheduler和ControllerManager。Master節(jié)點(diǎn)組件0102Worker節(jié)點(diǎn)運(yùn)行實(shí)際的容器應(yīng)用，主要組件有Kubelet、Kube-Proxy和容器運(yùn)行時(shí)環(huán)境。Worker節(jié)點(diǎn)組件03Pod是Kubernetes中的基本部署單元，每個(gè)Pod可以包含一個(gè)或多個(gè)容器，它們共享存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。Pods主要組件解析ServicesVolumes01Services定義了訪(fǎng)問(wèn)Pods的方式，通過(guò)標(biāo)簽選擇器將一組Pods暴露為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。02Volumes為Pod中的容器提供持久化存儲(chǔ)，支持多種類(lèi)型的存儲(chǔ)卷，如本地存儲(chǔ)、云存儲(chǔ)等。集群通信機(jī)制APIServer作為集群的前端，處理所有REST操作，是集群內(nèi)部和外部通信的中心樞紐。APIServer的通信角色Pods通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，Kubernetes使用Pod網(wǎng)絡(luò)插件（如Calico）來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離和通信。Pod間通信集群通信機(jī)制Kubernetes通過(guò)服務(wù)(Service)抽象來(lái)實(shí)現(xiàn)Pods的負(fù)載均衡和發(fā)現(xiàn)，使用環(huán)境變量或DNS來(lái)解析服務(wù)地址。服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制控制器如ReplicationController、Deployment等通過(guò)APIServer監(jiān)控集群狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的任務(wù)調(diào)度和管理。控制器間通信高可用性設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)置多個(gè)Master節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移和負(fù)載均衡，保障集群控制平面的高可用性。多Master節(jié)點(diǎn)部署Etcd是Kubernetes的后端存儲(chǔ)，配置為集群模式可以提高數(shù)據(jù)的可靠性和系統(tǒng)的高可用性。Etcd集群配置選擇支持高可用性的網(wǎng)絡(luò)插件，如Calico或Flannel，確保Pod間通信的穩(wěn)定性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)插件的選擇高可用性設(shè)計(jì)01采用支持高可用性的持久化存儲(chǔ)方案，如NFS、Ceph或云存儲(chǔ)服務(wù)，保證數(shù)據(jù)不丟失。02實(shí)施定期備份策略，并確保有快速有效的數(shù)據(jù)恢復(fù)機(jī)制，以應(yīng)對(duì)可能的災(zāi)難恢復(fù)場(chǎng)景。持久化存儲(chǔ)方案定期備份與恢復(fù)Kubernetes部署章節(jié)副標(biāo)題叁環(huán)境準(zhǔn)備根據(jù)Kubernetes的要求，選擇支持的Linux發(fā)行版，如Ubuntu或CentOS，確保系統(tǒng)兼容性。確保服務(wù)器具備足夠的CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)資源，以滿(mǎn)足Kubernetes集群的運(yùn)行需求。選擇合適的操作系統(tǒng)配置硬件資源環(huán)境準(zhǔn)備安裝Docker、kubelet、kubeadm和kubectl等軟件包，為Kubernetes集群的部署打下基礎(chǔ)。安裝必要的軟件包配置網(wǎng)絡(luò)以便Pods之間以及Pods與服務(wù)之間能夠通信，可能需要配置特定的網(wǎng)絡(luò)插件如Calico或Flannel。網(wǎng)絡(luò)配置部署步驟根據(jù)需求選擇Minikube、kubeadm、GKE等適合的Kubernetes發(fā)行版進(jìn)行部署。選擇合適的Kubernetes發(fā)行版01設(shè)置Pod網(wǎng)絡(luò)插件，如Calico或Flannel，確保集群內(nèi)部通信和網(wǎng)絡(luò)策略得以實(shí)施。配置集群網(wǎng)絡(luò)02在Master節(jié)點(diǎn)上安裝API服務(wù)器、調(diào)度器和控制器管理器，并配置相應(yīng)的集群角色和權(quán)限。安裝和配置Master節(jié)點(diǎn)03部署步驟將Worker節(jié)點(diǎn)加入集群，安裝kubelet和kube-proxy，并確保節(jié)點(diǎn)健康狀態(tài)和資源可用性。添加Worker節(jié)點(diǎn)使用kubectl或YAML文件部署應(yīng)用程序和服務(wù)，設(shè)置副本數(shù)量、服務(wù)類(lèi)型和持久化存儲(chǔ)。部署應(yīng)用和服務(wù)部署驗(yàn)證通過(guò)命令`kubectlgetpods`查看所有Pods的狀態(tài)，確保它們都處于Running狀態(tài)。檢查Pod狀態(tài)01使用`kubectlgetsvc`檢查服務(wù)是否創(chuàng)建成功，并通過(guò)端口轉(zhuǎn)發(fā)或外部IP測(cè)試服務(wù)的可訪(fǎng)問(wèn)性。驗(yàn)證服務(wù)可用性02部署驗(yàn)證利用Kubernetes的健康檢查機(jī)制，確保應(yīng)用的各個(gè)組件都正常響應(yīng)，無(wú)故障運(yùn)行。01執(zhí)行健康檢查通過(guò)`kubectltop`命令監(jiān)控Pods的CPU和內(nèi)存使用情況，確保資源分配合理且應(yīng)用運(yùn)行穩(wěn)定。02監(jiān)控資源使用情況Kubernetes核心功能章節(jié)副標(biāo)題肆資源管理Kubernetes通過(guò)Pods分配計(jì)算資源，確保每個(gè)容器獲得CPU和內(nèi)存的合理配額。Pod資源分配管理員可以設(shè)置資源配額，限制命名空間內(nèi)資源的使用，防止資源過(guò)度消耗。資源配額管理Kubernetes支持自動(dòng)擴(kuò)縮容功能，根據(jù)負(fù)載自動(dòng)增加或減少Pod數(shù)量，優(yōu)化資源使用。自動(dòng)擴(kuò)縮容為容器設(shè)置資源限制和請(qǐng)求，確保關(guān)鍵應(yīng)用有足夠的資源運(yùn)行，同時(shí)避免資源浪費(fèi)。資源限制與請(qǐng)求自動(dòng)化部署通過(guò)聲明式配置，用戶(hù)只需定義期望狀態(tài)，Kubernetes自動(dòng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用部署和更新。聲明式配置0102Kubernetes支持滾動(dòng)更新，確保服務(wù)在部署新版本時(shí)的高可用性和零停機(jī)。滾動(dòng)更新03當(dāng)容器失敗時(shí)，Kubernetes會(huì)自動(dòng)重啟容器，確保應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行和穩(wěn)定性。自我修復(fù)機(jī)制服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡Kubernetes通過(guò)Service資源實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)為Pod分配DNS或IP，簡(jiǎn)化服務(wù)間的通信。Kubernetes服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制Ingress作為API對(duì)象，管理外部訪(fǎng)問(wèn)集群服務(wù)的HTTP和HTTPS路由，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的負(fù)載均衡策略。Ingress控制器Kubernetes的Service資源自帶負(fù)載均衡功能，可將流量均勻分配到后端的多個(gè)Pod實(shí)例。內(nèi)置負(fù)載均衡器010203Kubernetes高級(jí)特性章節(jié)副標(biāo)題伍網(wǎng)絡(luò)策略通過(guò)定義網(wǎng)絡(luò)策略，可以精確控制Pod之間的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的安全隔離。定義訪(fǎng)問(wèn)控制規(guī)則網(wǎng)絡(luò)策略可以用來(lái)隔離不同命名空間的流量，確保敏感服務(wù)不被未授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)。隔離命名空間設(shè)置網(wǎng)絡(luò)策略以限制外部流量，只允許特定IP或端口的訪(fǎng)問(wèn)，增強(qiáng)集群安全性。限制外部訪(fǎng)問(wèn)在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)策略沖突時(shí)，Kubernetes會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)來(lái)決定最終應(yīng)用的策略，保證規(guī)則的正確執(zhí)行。策略?xún)?yōu)先級(jí)管理存儲(chǔ)管理Kubernetes通過(guò)持久卷為容器提供持久化存儲(chǔ)，支持多種存儲(chǔ)后端，如NFS、Ceph等。持久卷（PersistentVolumes）存儲(chǔ)類(lèi)允許動(dòng)態(tài)分配存儲(chǔ)資源，根據(jù)需求自動(dòng)創(chuàng)建和管理持久卷。存儲(chǔ)類(lèi)（StorageClasses）用戶(hù)通過(guò)持久卷聲明來(lái)請(qǐng)求存儲(chǔ)資源，無(wú)需關(guān)心底層存儲(chǔ)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。持久卷聲明（PersistentVolumeClaims）StatefulSets為有狀態(tài)應(yīng)用提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和持久化存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的持久性和一致性。狀態(tài)持久化（StatefulSets）01020304安全機(jī)制01網(wǎng)絡(luò)策略Kubernetes通過(guò)網(wǎng)絡(luò)策略實(shí)現(xiàn)Pod間的安全訪(fǎng)問(wèn)控制，限制不必要的網(wǎng)絡(luò)流量。02角色基礎(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)控制（RBAC）利用RBAC，管理員可以定義用戶(hù)和組的權(quán)限，確保只有授權(quán)用戶(hù)才能訪(fǎng)問(wèn)集群資源。03容器安全上下文設(shè)置容器的安全上下文，如運(yùn)行用戶(hù)、SELinux選項(xiàng)等，增強(qiáng)容器運(yùn)行時(shí)的安全性。04鏡像簽名與掃描通過(guò)鏡像簽名確保容器鏡像來(lái)源可靠，使用掃描工具檢測(cè)鏡像中的安全漏洞。Kubernetes實(shí)踐案例章節(jié)副標(biāo)題陸應(yīng)用場(chǎng)景分析01利用Kubernetes管理微服務(wù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的快速部署和彈性伸縮，如Spotify使用K8s管理其音樂(lè)服務(wù)。02Kubernetes可以高效地調(diào)度大數(shù)據(jù)作業(yè)，支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型應(yīng)用，例如Airbnb使用K8s來(lái)處理大規(guī)模數(shù)據(jù)分析任務(wù)。微服務(wù)架構(gòu)部署大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用場(chǎng)景分析通過(guò)Kubernetes實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化部署，加速軟件開(kāi)發(fā)周期，如GitHub使用K8s來(lái)優(yōu)化其CI/CD流程。持續(xù)集成/持續(xù)部署(CI/CD)Kubernetes支持跨云服務(wù)部署，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)分配，例如Verizon使用K8s在多個(gè)云平臺(tái)上部署其服務(wù)。多云和混合云部署案例操作演示01演示如何使用kubectl命令行工具部署一個(gè)Nginx服務(wù)，并確保其正常運(yùn)行。部署一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用02通過(guò)一個(gè)示例應(yīng)用展示如何執(zhí)行滾動(dòng)更新，以及在更新出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)如何快速回滾到之前的版本。滾動(dòng)更新與回滾03介紹如何為Pod設(shè)置CPU和內(nèi)存資源限制，并演示如何配置HPA（HorizontalPodAutoscaler）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擴(kuò)縮容。資源限制與自動(dòng)擴(kuò)縮容常見(jiàn)問(wèn)題解決資源調(diào)度問(wèn)題在Kubernetes集群中，資源調(diào)度問(wèn)題常見(jiàn)于節(jié)點(diǎn)資源不足或分配不均，需要通過(guò)優(yōu)化調(diào)度策略和資源配額來(lái)解決。0102服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡服務(wù)發(fā)現(xiàn)失敗或負(fù)載不