匯報(bào)人：XXK8s技術(shù)介紹目錄01.K8s技術(shù)概述02.K8s架構(gòu)原理03.K8s集群管理04.K8s實(shí)踐應(yīng)用05.K8s安全機(jī)制06.K8s的未來(lái)趨勢(shì)K8s技術(shù)概述01K8s的定義與起源K8s由Google主導(dǎo)，結(jié)合了社區(qū)的反饋和貢獻(xiàn)，形成了一個(gè)強(qiáng)大的容器編排平臺(tái)。開源社區(qū)的貢獻(xiàn)03K8s的架構(gòu)受到Google內(nèi)部使用的borg系統(tǒng)啟發(fā)，borg是Kubernetes的前身。Google的borg系統(tǒng)影響02Kubernetes簡(jiǎn)稱K8s，"K"和"s"之間有8個(gè)字母，代表"ubernete"，由Google開源。Kubernetes的命名由來(lái)01核心功能與優(yōu)勢(shì)Kubernetes通過(guò)聲明式配置和自動(dòng)擴(kuò)展機(jī)制，簡(jiǎn)化了應(yīng)用的部署和管理，提高了效率。01自動(dòng)化部署與擴(kuò)展K8s內(nèi)置服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡功能，使得容器間通信更加高效，增強(qiáng)了應(yīng)用的可用性。02服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡Kubernetes能夠自動(dòng)重啟失敗的容器、替換和重新調(diào)度到健康節(jié)點(diǎn)上，確保應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行。03自我修復(fù)機(jī)制應(yīng)用場(chǎng)景分析01Kubernetes通過(guò)Pods和Services支持微服務(wù)架構(gòu)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)服務(wù)的快速部署和彈性伸縮。02K8s自動(dòng)化部署容器應(yīng)用，管理應(yīng)用生命周期，確保應(yīng)用的高可用性和故障自愈。03Kubernetes支持跨云部署，允許用戶在不同云平臺(tái)間遷移和擴(kuò)展應(yīng)用，提高業(yè)務(wù)的靈活性和可靠性。微服務(wù)架構(gòu)支持自動(dòng)化部署與管理跨云環(huán)境部署K8s架構(gòu)原理02核心組件介紹kube-apiserver作為K8s的控制平面核心，kube-apiserver處理集群的REST操作，是集群管理的入口。kube-controller-manager運(yùn)行控制器進(jìn)程，包括節(jié)點(diǎn)控制器、端點(diǎn)控制器、命名空間控制器等，確保集群狀態(tài)符合預(yù)期。etcdkube-scheduleretcd是一個(gè)輕量級(jí)、分布式的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)K8s集群的所有數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。負(fù)責(zé)調(diào)度Pod到合適的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，考慮資源需求、硬件/軟件/策略約束等因素。工作原理與流程K8s通過(guò)控制器管理Pod的創(chuàng)建、調(diào)度和終止，確保應(yīng)用的高可用性和彈性。Pod生命周期管理01K8s使用Service資源實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡，自動(dòng)分配內(nèi)部或外部訪問(wèn)Pod的流量。服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡02K8s的HorizontalPodAutoscaler根據(jù)CPU使用率等指標(biāo)自動(dòng)調(diào)整Pod數(shù)量，以應(yīng)對(duì)負(fù)載變化。自動(dòng)擴(kuò)縮容03高可用性設(shè)計(jì)K8s通過(guò)部署多個(gè)主節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高可用，確保即使一個(gè)主節(jié)點(diǎn)故障，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。多主節(jié)點(diǎn)架構(gòu)0102K8s監(jiān)控Pod狀態(tài)，當(dāng)Pod失敗時(shí)，自動(dòng)在其他節(jié)點(diǎn)上重新創(chuàng)建Pod，保證服務(wù)不中斷。Pod自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制03使用持久化存儲(chǔ)解決方案，如PV和PVC，確保數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)故障時(shí)不會(huì)丟失，提高數(shù)據(jù)可靠性。持久化存儲(chǔ)K8s集群管理03集群搭建與配置根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇CPU、內(nèi)存等硬件資源，確保集群性能滿足應(yīng)用負(fù)載。選擇合適的硬件資源01設(shè)置Pod網(wǎng)絡(luò)和Service網(wǎng)絡(luò)，確保集群內(nèi)部和外部的通信順暢無(wú)阻。配置網(wǎng)絡(luò)通信02在所有節(jié)點(diǎn)上安裝kubelet、kube-proxy等核心組件，為集群管理打下基礎(chǔ)。安裝Kubernetes組件03配置持久化存儲(chǔ)，如NFS、Ceph等，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。設(shè)置存儲(chǔ)解決方案04配置TLS證書和RBAC權(quán)限，確保集群通信和操作的安全性。安全配置與認(rèn)證05資源調(diào)度與管理K8s調(diào)度器根據(jù)資源需求、節(jié)點(diǎn)資源容量等因素，自動(dòng)將Pod調(diào)度到合適的節(jié)點(diǎn)上。調(diào)度器的決策過(guò)程K8s的自動(dòng)伸縮功能可以根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整Pod數(shù)量，優(yōu)化資源使用率。自動(dòng)伸縮機(jī)制通過(guò)定義資源配額，管理員可以限制命名空間內(nèi)資源的使用，確保資源合理分配。資源配額管理K8s根據(jù)Pod的資源請(qǐng)求和限制，將Pod分為不同的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)，以優(yōu)化資源分配。服務(wù)質(zhì)量(QoS)分類集群監(jiān)控與日志使用Prometheus和Grafana組合，實(shí)時(shí)監(jiān)控K8s集群的CPU、內(nèi)存使用情況，確保資源合理分配。集群性能監(jiān)控01利用ELK（Elasticsearch,Logstash,Kibana）堆棧，收集容器日志，便于快速定位問(wèn)題和性能分析。日志收集與分析02集成Alertmanager，根據(jù)預(yù)設(shè)閾值自動(dòng)發(fā)送告警，及時(shí)響應(yīng)集群異常狀態(tài)，保障服務(wù)穩(wěn)定性。告警機(jī)制設(shè)置03K8s實(shí)踐應(yīng)用04容器化部署流程創(chuàng)建Dockerfile以定義應(yīng)用的容器鏡像，包括基礎(chǔ)鏡像、依賴安裝和應(yīng)用配置。編寫Dockerfile使用Docker命令或CI/CD工具構(gòu)建應(yīng)用的容器鏡像，并進(jìn)行測(cè)試確保無(wú)誤。構(gòu)建容器鏡像將構(gòu)建好的容器鏡像推送到鏡像倉(cāng)庫(kù)，如DockerHub或私有倉(cāng)庫(kù)，以便部署時(shí)使用。推送鏡像至倉(cāng)庫(kù)容器化部署流程01創(chuàng)建Kubernetes部署配置文件，定義容器的副本數(shù)、資源需求和環(huán)境變量等。編寫部署配置文件02通過(guò)kubectl命令或KubernetesDashboard應(yīng)用配置文件，實(shí)現(xiàn)容器的部署和后續(xù)的滾動(dòng)更新、擴(kuò)縮容等管理操作。應(yīng)用部署與管理微服務(wù)架構(gòu)實(shí)踐在微服務(wù)架構(gòu)中，將大型單體應(yīng)用拆分為多個(gè)小型服務(wù)，每個(gè)服務(wù)負(fù)責(zé)一部分業(yè)務(wù)邏輯。01服務(wù)拆分策略使用Kubernetes的Service和Endpoint資源，實(shí)現(xiàn)服務(wù)間的動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)，提高系統(tǒng)的靈活性。02服務(wù)發(fā)現(xiàn)與注冊(cè)微服務(wù)架構(gòu)實(shí)踐01負(fù)載均衡與彈性伸縮通過(guò)Kubernetes的Ingress和HPA（HorizontalPodAutoscaler），實(shí)現(xiàn)服務(wù)的負(fù)載均衡和自動(dòng)伸縮。02持續(xù)集成與持續(xù)部署（CI/CD）集成Jenkins、GitLabCI等工具，實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的自動(dòng)化測(cè)試和部署，加快開發(fā)到生產(chǎn)環(huán)境的流程。持續(xù)集成與持續(xù)部署在K8s中，自動(dòng)化測(cè)試流程確保代碼變更后立即進(jìn)行測(cè)試，提高軟件質(zhì)量。自動(dòng)化測(cè)試流程利用K8s的藍(lán)綠部署，可以無(wú)縫切換新舊版本應(yīng)用，確保服務(wù)的高可用性。藍(lán)綠部署策略K8s支持滾動(dòng)更新，允許逐步替換舊的Pod實(shí)例，減少部署過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。滾動(dòng)更新機(jī)制K8s的版本控制功能使得每次部署都有記錄，便于出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)快速回滾到穩(wěn)定版本。版本控制與回滾K8s安全機(jī)制05認(rèn)證授權(quán)機(jī)制通過(guò)Pod安全上下文設(shè)置，可以限制容器運(yùn)行時(shí)的權(quán)限，防止惡意代碼執(zhí)行和資源濫用。安全上下文配置03RBAC允許管理員根據(jù)用戶角色分配權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)Kubernetes資源的細(xì)粒度訪問(wèn)控制?；诮巧脑L問(wèn)控制02K8s通過(guò)TLS證書為集群組件間通信提供身份驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。使用證書進(jìn)行認(rèn)證01網(wǎng)絡(luò)安全策略K8s通過(guò)NetworkPolicy資源定義，允許用戶指定哪些Pod可以相互通信，實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制。網(wǎng)絡(luò)策略定義通過(guò)定義Ingress和Egress規(guī)則，網(wǎng)絡(luò)策略可以限制外部對(duì)集群內(nèi)部Pod的訪問(wèn)，增強(qiáng)安全性。限制外部訪問(wèn)利用網(wǎng)絡(luò)策略，可以隔離不同應(yīng)用或服務(wù)的Pod，確保敏感數(shù)據(jù)只在授權(quán)的Pod間傳輸。隔離Pod通信010203數(shù)據(jù)加密與保護(hù)K8s通過(guò)Secrets對(duì)象存儲(chǔ)敏感信息，如密碼、OAuth令牌和ssh密鑰，確保數(shù)據(jù)在集群中安全傳輸和存儲(chǔ)。使用Secrets進(jìn)行敏感數(shù)據(jù)管理利用K8s的網(wǎng)絡(luò)策略，管理員可以定義規(guī)則來(lái)控制Pod間的通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層面的微分段，增強(qiáng)安全性。網(wǎng)絡(luò)策略實(shí)現(xiàn)微分段數(shù)據(jù)加密與保護(hù)01基于角色的訪問(wèn)控制（RBAC）允許管理員定義用戶權(quán)限，確保只有授權(quán)用戶才能訪問(wèn)K8s資源。02K8s集群的審計(jì)日志記錄功能可以追蹤用戶行為和系統(tǒng)事件，幫助管理員監(jiān)控和調(diào)查安全事件。使用RBAC進(jìn)行訪問(wèn)控制審計(jì)日志記錄K8s的未來(lái)趨勢(shì)06技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)K8s正與AI技術(shù)融合，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化資源調(diào)度和故障預(yù)測(cè)，提高集群管理智能化水平。集成人工智能01隨著邊緣計(jì)算的興起，K8s正擴(kuò)展其功能以支持邊緣節(jié)點(diǎn)，使分布式應(yīng)用部署更加靈活高效。邊緣計(jì)算支持02K8s社區(qū)正致力于加強(qiáng)安全特性，如網(wǎng)絡(luò)策略、角色訪問(wèn)控制等，以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的云環(huán)境安全挑戰(zhàn)。云原生安全增強(qiáng)03社區(qū)與生態(tài)建設(shè)K8s社區(qū)鼓勵(lì)開發(fā)者貢獻(xiàn)代碼，通過(guò)PullRequest的方式共同推動(dòng)項(xiàng)目發(fā)展，如CNCF的KubeEdge項(xiàng)目。開源社區(qū)的貢獻(xiàn)K8s與各大云服務(wù)提供商合作，如AWS、Azure和阿里云，共同打造云原生應(yīng)用生態(tài)。合作伙伴生態(tài)為了普及K8s知識(shí)，社區(qū)提供認(rèn)證課程和考試，如CertifiedKubernetesAdministrator(CKA)。培訓(xùn)與認(rèn)證K8s社區(qū)推動(dòng)特定行業(yè)解決方案的開發(fā)，如金融、醫(yī)療等行業(yè)的容器化部署和管理。行業(yè)解決方案企業(yè)級(jí)應(yīng)用展望隨著企業(yè)IT架構(gòu)的演變，K8s將更廣泛地應(yīng)用于混合云環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)跨云資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度。01K8s在混合云環(huán)境中的應(yīng)用