尚硅谷K8s課件匯報(bào)人：XX目錄01.K8s基礎(chǔ)概念03.K8s基本操作05.K8s故障排查02.K8s安裝部署06.K8s實(shí)戰(zhàn)案例04.K8s高級(jí)特性K8s基礎(chǔ)概念PARTONE容器編排簡(jiǎn)介容器編排是自動(dòng)化部署、管理和擴(kuò)展容器化應(yīng)用程序的過(guò)程，以提高效率和可靠性。容器編排的定義容器編排不同于傳統(tǒng)的虛擬化管理，它提供了更輕量級(jí)的資源隔離和更快的啟動(dòng)時(shí)間。容器編排與虛擬化隨著微服務(wù)架構(gòu)的流行，容器編排工具如Kubernetes成為管理復(fù)雜容器環(huán)境的關(guān)鍵。容器編排工具的必要性010203K8s核心組件包括APIServer、Scheduler、ControllerManager，負(fù)責(zé)集群的管理與決策。Master節(jié)點(diǎn)組件0102包含Kubelet、Kube-Proxy，負(fù)責(zé)容器的運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的代理。Worker節(jié)點(diǎn)組件03Pod是K8s中的基本部署單元，包含一個(gè)或多個(gè)容器，以及共享的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源。PodsK8s核心組件定義一組Pod的訪(fǎng)問(wèn)規(guī)則，為Pod提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和負(fù)載均衡。Services用于在Pod中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，支持多種類(lèi)型的持久化存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)的持久性和一致性。VolumesK8s架構(gòu)原理Master節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)K8s集群的管理和控制，包括APIServer、Scheduler和ControllerManager。01Master節(jié)點(diǎn)組件Worker節(jié)點(diǎn)運(yùn)行實(shí)際的工作負(fù)載，主要組件有Kubelet、Kube-Proxy和容器運(yùn)行時(shí)環(huán)境。02Worker節(jié)點(diǎn)組件Pod是K8s中的基本部署單元，容器編排涉及Pod的創(chuàng)建、調(diào)度、擴(kuò)展和管理。03Pods和容器編排K8s架構(gòu)原理K8s通過(guò)Service資源實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和外部的服務(wù)發(fā)現(xiàn)，以及跨Pod的負(fù)載均衡。服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡PersistentVolumes(PV)和PersistentVolumeClaims(PVC)管理集群中的存儲(chǔ)資源，確保數(shù)據(jù)持久化。持久化存儲(chǔ)K8s安裝部署PARTTWO環(huán)境準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)配置操作系統(tǒng)要求0103配置穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確保節(jié)點(diǎn)間通信無(wú)阻，包括設(shè)置靜態(tài)IP、配置防火墻規(guī)則和網(wǎng)絡(luò)插件。選擇支持容器化操作系統(tǒng)的發(fā)行版，如Ubuntu或CentOS，確保系統(tǒng)內(nèi)核版本符合K8s要求。02根據(jù)集群規(guī)模規(guī)劃服務(wù)器數(shù)量和硬件配置，包括CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)資源，以滿(mǎn)足K8s運(yùn)行需求。硬件資源規(guī)劃安裝步驟在安裝Kubernetes之前，確保所有節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)足系統(tǒng)要求，安裝必要的依賴(lài)包和工具。環(huán)境準(zhǔn)備01Kubernetes依賴(lài)于Docker作為容器運(yùn)行時(shí)，因此需要在所有節(jié)點(diǎn)上安裝并配置Docker環(huán)境。安裝Docker02使用包管理工具安裝kubeadm、kubelet和kubectl，它們是Kubernetes集群的核心組件。安裝Kubeadm、Kubelet和Kubectl03安裝步驟01運(yùn)行kubeadminit命令來(lái)初始化集群的主節(jié)點(diǎn)，設(shè)置集群的訪(fǎng)問(wèn)和配置。02使用kubeadmjoin命令將工作節(jié)點(diǎn)添加到已初始化的主節(jié)點(diǎn)中，完成集群的搭建。初始化主節(jié)點(diǎn)加入工作節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證安裝使用命令`kubectlgetnodes`來(lái)檢查所有節(jié)點(diǎn)是否處于Ready狀態(tài)，確保集群健康。檢查集群狀態(tài)部署一個(gè)簡(jiǎn)單的Nginx服務(wù)，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)其服務(wù)來(lái)驗(yàn)證K8s集群的網(wǎng)絡(luò)功能是否正常工作。運(yùn)行測(cè)試應(yīng)用通過(guò)`kubectllogs<pod-name>`命令查看Pod日志，確保應(yīng)用運(yùn)行無(wú)誤且無(wú)錯(cuò)誤信息。查看Pod日志K8s基本操作PARTTHREE部署應(yīng)用使用kubectl命令創(chuàng)建Deployment，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的快速部署和版本控制。創(chuàng)建Deployment定義Service來(lái)暴露Deployment，確保應(yīng)用的穩(wěn)定訪(fǎng)問(wèn)和負(fù)載均衡。配置Service通過(guò)PersistentVolume和PersistentVolumeClaim為應(yīng)用配置持久化存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)不丟失。設(shè)置持久化存儲(chǔ)服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡K8s通過(guò)Service資源實(shí)現(xiàn)Pod間的服務(wù)發(fā)現(xiàn)，確保流量能正確地路由到對(duì)應(yīng)的Pod。使用Service進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)K8s的Service資源配合kube-proxy組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)Pod的負(fù)載均衡，提高服務(wù)的可用性和擴(kuò)展性。實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡Ingress資源配合Ingress控制器，可以實(shí)現(xiàn)外部請(qǐng)求到集群內(nèi)部服務(wù)的路由和負(fù)載均衡。Ingress控制器的使用配置管理ConfigMap用于存儲(chǔ)配置信息，如環(huán)境變量、配置文件等，方便在Kubernetes中管理和使用。創(chuàng)建ConfigMap0102Secrets用于存儲(chǔ)敏感信息，如密碼、OAuth令牌和ssh密鑰，確保敏感數(shù)據(jù)的安全性。使用Secrets03通過(guò)ConfigMap和Secrets，可以將配置信息注入到Pod中，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的靈活配置和部署。部署應(yīng)用配置K8s高級(jí)特性PARTFOUR自動(dòng)擴(kuò)縮容HorizontalPodAutoscaler(HPA)HPA根據(jù)CPU使用率或其他指定指標(biāo)自動(dòng)調(diào)整Pod數(shù)量，以應(yīng)對(duì)負(fù)載變化。PodDisruptionBudgets(PDB)PDB確保在維護(hù)或故障時(shí)，關(guān)鍵應(yīng)用的Pod數(shù)量不會(huì)低于設(shè)定的最小值，保障服務(wù)穩(wěn)定性。ClusterAutoscalerCustomMetricsClusterAutoscaler根據(jù)節(jié)點(diǎn)資源使用情況自動(dòng)增加或減少集群中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。通過(guò)自定義指標(biāo)，K8s可以基于應(yīng)用特定的性能指標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)縮容，如消息隊(duì)列長(zhǎng)度。存儲(chǔ)管理01K8s通過(guò)持久卷提供存儲(chǔ)資源，允許用戶(hù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即使Pod重啟數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。持久卷（PersistentVolumes）02存儲(chǔ)類(lèi)定義了存儲(chǔ)的類(lèi)型和提供者，使得動(dòng)態(tài)分配存儲(chǔ)資源成為可能，滿(mǎn)足不同應(yīng)用需求。存儲(chǔ)類(lèi)（StorageClasses）03PVC允許用戶(hù)請(qǐng)求特定大小和訪(fǎng)問(wèn)模式的存儲(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）網(wǎng)絡(luò)策略網(wǎng)絡(luò)隔離01通過(guò)定義網(wǎng)絡(luò)策略，可以實(shí)現(xiàn)Kubernetes集群內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)隔離，確保不同應(yīng)用或服務(wù)間的安全通信。策略控制02網(wǎng)絡(luò)策略允許管理員精細(xì)控制進(jìn)出Pod的流量，支持基于標(biāo)簽選擇器的策略應(yīng)用。白名單和黑名單03管理員可以設(shè)置白名單允許特定的流量通過(guò)，或設(shè)置黑名單阻止特定的流量，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全。網(wǎng)絡(luò)策略網(wǎng)絡(luò)策略可以跨越不同的命名空間，實(shí)現(xiàn)跨命名空間的Pod間通信控制。01跨命名空間策略網(wǎng)絡(luò)策略與服務(wù)網(wǎng)格如Istio集成，可以提供更細(xì)粒度的服務(wù)間通信控制和監(jiān)控。02服務(wù)網(wǎng)格集成K8s故障排查PARTFIVE常見(jiàn)問(wèn)題診斷當(dāng)Pod無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，檢查資源限制設(shè)置，確保容器有足夠的CPU和內(nèi)存。資源限制問(wèn)題服務(wù)無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，檢查Service配置和網(wǎng)絡(luò)策略，確保服務(wù)間通信無(wú)誤。服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)故障檢查PersistentVolume和PersistentVolumeClaim配置，確保數(shù)據(jù)持久化和訪(fǎng)問(wèn)正常。持久化存儲(chǔ)問(wèn)題監(jiān)控節(jié)點(diǎn)健康狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理節(jié)點(diǎn)故障，保障集群穩(wěn)定性。節(jié)點(diǎn)健康狀態(tài)調(diào)試工具使用使用kubectl獲取集群狀態(tài)、日志和事件，快速定位問(wèn)題節(jié)點(diǎn)和Pod。kubectl命令行工具KubernetesDashboard通過(guò)Web界面的Dashboard監(jiān)控資源使用情況，直觀地進(jìn)行故障排查。Heapster可以收集集群中節(jié)點(diǎn)和Pod的性能數(shù)據(jù)，幫助分析資源瓶頸。Heapster監(jiān)控工具使用如iperf、ping等網(wǎng)絡(luò)診斷工具檢查集群內(nèi)部和外部的網(wǎng)絡(luò)連通性。網(wǎng)絡(luò)診斷工具Pod日志分析12345分析Pod容器日志，查找應(yīng)用錯(cuò)誤或異常行為，是故障排查的重要步驟。日志分析通過(guò)kubectllogs命令查看特定Pod的日志，快速定位容器內(nèi)部運(yùn)行時(shí)的問(wèn)題。查看Pod日志利用如ELK（Elasticsearch,Logstash,Kibana）堆棧進(jìn)行日志聚合，實(shí)現(xiàn)高效日志管理和分析。使用日志聚合工具檢查Deployment或StatefulSet控制器日志，了解集群狀態(tài)變化和故障原因。分析控制器日志010203K8s實(shí)戰(zhàn)案例PARTSIX微服務(wù)架構(gòu)部署在微服務(wù)架構(gòu)中，將大型單體應(yīng)用拆分為多個(gè)小型服務(wù)，以提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。服務(wù)拆分策略利用Kubernetes的Service資源實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，Ingress控制器進(jìn)行外部請(qǐng)求的負(fù)載均衡。服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡通過(guò)Docker容器化應(yīng)用，然后使用Kubernetes進(jìn)行編排，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的快速部署和彈性伸縮。容器化部署流程微服務(wù)架構(gòu)部署01結(jié)合Jenkins、GitLabCI等工具，實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的自動(dòng)化測(cè)試和部署，提高開(kāi)發(fā)效率和部署速度。02通過(guò)Kubernetes的自我修復(fù)機(jī)制和Prometheus等監(jiān)控工具，確保微服務(wù)的高可用性和實(shí)時(shí)監(jiān)控。持續(xù)集成與持續(xù)部署(CI/CD)故障恢復(fù)與監(jiān)控持續(xù)集成與持續(xù)部署在Kubernetes環(huán)境中，自動(dòng)化測(cè)試確保代碼質(zhì)量，如使用Jenkins與SonarQube集成進(jìn)行代碼審查。自動(dòng)化測(cè)試流程利用K8s的藍(lán)綠部署，可以無(wú)縫切換服務(wù)版本，例如在不中斷服務(wù)的情況下，將流量從舊版本切換到新版本。藍(lán)綠部署策略持續(xù)集成與持續(xù)部署01滾動(dòng)更新機(jī)制Kubernetes的滾動(dòng)更新允許逐步替換舊的Pod實(shí)例，確保部署過(guò)程中的服務(wù)可用性，如電商平臺(tái)的更新部署。02容器鏡像管理通過(guò)Harbor或DockerRegistry管理容器鏡像，確保鏡像的安全性和版本控制，例如在微服務(wù)架構(gòu)中管理各個(gè)服務(wù)的鏡像。多環(huán)境管理策略在Kuber