Kubernetes培訓(xùn)課件20XX匯報(bào)人：XX有限公司目錄01Kubernetes基礎(chǔ)02Kubernetes安裝部署03Kubernetes核心功能04Kubernetes高級(jí)特性05Kubernetes實(shí)踐案例06Kubernetes認(rèn)證與維護(hù)Kubernetes基礎(chǔ)第一章容器技術(shù)簡(jiǎn)介容器技術(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)更快，資源占用更少。容器與虛擬機(jī)的對(duì)比容器技術(shù)廣泛應(yīng)用于微服務(wù)架構(gòu)中，幫助開(kāi)發(fā)者打包、部署和運(yùn)行分布式應(yīng)用。容器的使用場(chǎng)景容器通過(guò)利用Linux內(nèi)核的cgroups和namespaces特性，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程級(jí)的資源隔離和限制。容器的運(yùn)行原理DockerSwarm和Kubernetes是容器編排領(lǐng)域的兩大工具，它們幫助管理容器的生命周期和集群資源。容器編排工具01020304Kubernetes核心概念VolumesPods0103Volumes在Kubernetes中用于數(shù)據(jù)持久化，它支持多種類(lèi)型的存儲(chǔ)，如本地存儲(chǔ)、云存儲(chǔ)等，確保數(shù)據(jù)不丟失。Pod是Kubernetes中的基本部署單元，它封裝了一個(gè)或多個(gè)容器，以及它們的存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行配置。02Service定義了一組Pod的訪(fǎng)問(wèn)規(guī)則，它允許外部訪(fǎng)問(wèn)Pod集合，提供負(fù)載均衡和穩(wěn)定的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。ServicesKubernetes核心概念01Namespaces用于隔離資源，它允許在同一個(gè)物理集群中創(chuàng)建多個(gè)虛擬集群，方便資源管理和訪(fǎng)問(wèn)控制。02Controllers是Kubernetes的核心組件，負(fù)責(zé)維護(hù)Pod的狀態(tài)，確保系統(tǒng)按照期望的狀態(tài)運(yùn)行。NamespacesControllers集群架構(gòu)與組件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)際的工作負(fù)載，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和容器集群架構(gòu)與組件Kubernetes通過(guò)Service資源實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡，確保流量正確地路由到后端Pods。01服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡PersistentVolumes(PV)和PersistentVolumeClaims(PVC)允許數(shù)據(jù)持久化存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)不因Pod重啟而丟失。02持久化存儲(chǔ)Kubernetes安裝部署第二章環(huán)境準(zhǔn)備與要求確保服務(wù)器滿(mǎn)足CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)空間的最低要求，以便順利運(yùn)行Kubernetes集群。硬件資源需求01選擇支持的Linux發(fā)行版，如Ubuntu、CentOS等，確保操作系統(tǒng)版本與Kubernetes兼容。操作系統(tǒng)兼容性02配置靜態(tài)IP地址，確保集群內(nèi)各節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)互通，設(shè)置好防火墻規(guī)則和端口轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)配置03環(huán)境準(zhǔn)備與要求安裝Docker、kubelet、kubeadm等必要軟件，為Kubernetes集群的搭建打下基礎(chǔ)。依賴(lài)軟件安裝01配置TLS證書(shū)和密鑰，確保集群通信安全，設(shè)置好用戶(hù)認(rèn)證和授權(quán)策略。安全配置02安裝步驟詳解根據(jù)環(huán)境需求選擇Minikube、kubeadm或云服務(wù)提供商的托管Kubernetes服務(wù)。選擇合適的安裝方式確保所有節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)足Kubernetes的系統(tǒng)要求，包括操作系統(tǒng)、內(nèi)核參數(shù)和依賴(lài)包。配置系統(tǒng)要求使用kubeadm等工具初始化主節(jié)點(diǎn)，設(shè)置集群的網(wǎng)絡(luò)和安全配置。初始化集群安裝步驟詳解將工作節(jié)點(diǎn)加入到已初始化的集群中，完成集群的擴(kuò)展和節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)。加入工作節(jié)點(diǎn)通過(guò)運(yùn)行kubectl命令和檢查Pod狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證Kubernetes集群是否成功安裝并正常運(yùn)行。驗(yàn)證安裝部署最佳實(shí)踐Helm作為Kubernetes的包管理工具，可以簡(jiǎn)化部署流程，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的快速部署和版本管理。使用Helm進(jìn)行應(yīng)用部署通過(guò)聲明式配置，如Kustomize或Jsonnet，可以更好地管理Kubernetes資源，確保環(huán)境一致性。采用聲明式配置管理部署最佳實(shí)踐01將Kubernetes集成到持續(xù)集成和持續(xù)部署流程中，可以自動(dòng)化測(cè)試和部署，提高開(kāi)發(fā)效率。02部署時(shí)應(yīng)集成監(jiān)控工具如Prometheus和日志系統(tǒng)如ELK，以便實(shí)時(shí)跟蹤應(yīng)用狀態(tài)和問(wèn)題排查。實(shí)施CI/CD集成監(jiān)控和日志記錄Kubernetes核心功能第三章工作負(fù)載管理Kubernetes通過(guò)Pods管理容器，用戶(hù)可以創(chuàng)建、調(diào)度Pods，并確保它們?cè)诩褐姓_運(yùn)行。ReplicaSets保證指定數(shù)量的Pod副本持續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的高可用性和擴(kuò)展性。Pods的創(chuàng)建與管理ReplicaSets的使用工作負(fù)載管理Deployments提供聲明式更新，支持滾動(dòng)更新和回滾，確保應(yīng)用的平滑升級(jí)和版本控制。Deployments的版本控制01StatefulSets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)，適用于數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)。StatefulSets的持久化存儲(chǔ)02服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡Kubernetes服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制Kubernetes通過(guò)Service資源實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)為Pods分配DNS或IP地址，簡(jiǎn)化服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)。0102內(nèi)置負(fù)載均衡器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。服務(wù)發(fā)現(xiàn)與負(fù)載均衡Ingress資源配合Ingress控制器，提供外部訪(fǎng)問(wèn)集群服務(wù)的HTTP和HTTPS路由規(guī)則，實(shí)現(xiàn)高級(jí)負(fù)載均衡。Ingress控制器01Istio等服務(wù)網(wǎng)格工具在Kubernetes中提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡，增強(qiáng)微服務(wù)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)功能。服務(wù)網(wǎng)格（ServiceMesh）02配置與存儲(chǔ)管理通過(guò)ConfigMaps和Secrets，Kubernetes允許用戶(hù)管理容器化應(yīng)用的配置信息和敏感數(shù)據(jù)。配置管理PersistentVolumes和PersistentVolumeClaims為應(yīng)用提供持久化存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)在Pod重啟后依然可用。持久化存儲(chǔ)StorageClass資源允許動(dòng)態(tài)配置存儲(chǔ)，支持多種存儲(chǔ)后端，如云存儲(chǔ)和本地存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)按需分配。存儲(chǔ)類(lèi)動(dòng)態(tài)配置Kubernetes高級(jí)特性第四章自動(dòng)擴(kuò)縮容機(jī)制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。HorizontalPodAutoscaler(HPA)ClusterAutoscaler根據(jù)資源需求自動(dòng)增加或減少集群中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，優(yōu)化資源利用率。ClusterAutoscaler通過(guò)CustomMetricsAPI，用戶(hù)可以基于應(yīng)用特定的指標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的自動(dòng)擴(kuò)縮容策略。CustomMetricsAPIVPA自動(dòng)調(diào)整Pod的資源請(qǐng)求和限制，以適應(yīng)工作負(fù)載的實(shí)際需求，提高資源效率。VerticalPodAutoscaler(VPA)網(wǎng)絡(luò)策略與安全通過(guò)定義Pod間通信規(guī)則，Kubernetes網(wǎng)絡(luò)策略允許或拒絕特定流量，增強(qiáng)集群安全。網(wǎng)絡(luò)策略實(shí)施利用Calico等網(wǎng)絡(luò)插件實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)隔離，保障不同應(yīng)用或團(tuán)隊(duì)間的安全隔離。使用Calico進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)置Pod的安全上下文，如運(yùn)行用戶(hù)、權(quán)限等，確保容器運(yùn)行在最小權(quán)限模式下。安全上下文配置集成審計(jì)工具和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)跟蹤集群活動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和響應(yīng)安全事件。審計(jì)與監(jiān)控01020304多租戶(hù)與資源配額01命名空間隔離在Kubernetes中，命名空間用于隔離資源，確保不同租戶(hù)的資源互不干擾，實(shí)現(xiàn)多租戶(hù)環(huán)境。02資源配額管理通過(guò)資源配額，管理員可以限制命名空間內(nèi)資源的使用，如CPU、內(nèi)存，保證資源合理分配。多租戶(hù)與資源配額RBAC（Role-BasedAccessControl）允許定義角色和權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同租戶(hù)的精細(xì)訪(fǎng)問(wèn)控制。角色基礎(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)控制Kubernetes通過(guò)QoS類(lèi)管理Pod的資源優(yōu)先級(jí)，確保關(guān)鍵應(yīng)用在資源緊張時(shí)仍能獲得所需資源。服務(wù)質(zhì)量（QoS）類(lèi)Kubernetes實(shí)踐案例第五章應(yīng)用部署示例01通過(guò)創(chuàng)建Deployment資源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的無(wú)狀態(tài)部署，確保應(yīng)用的高可用性和自動(dòng)擴(kuò)縮容。使用Deployment部署應(yīng)用02StatefulSet適用于部署有狀態(tài)服務(wù)，如數(shù)據(jù)庫(kù)，保證了Pod的唯一性和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。利用StatefulSet管理有狀態(tài)應(yīng)用03Helm作為Kubernetes的包管理工具，可以簡(jiǎn)化復(fù)雜應(yīng)用的部署，通過(guò)預(yù)設(shè)的chart模板快速部署應(yīng)用。使用Helm簡(jiǎn)化部署流程故障排查與優(yōu)化資源限制與請(qǐng)求合理配置Pod的資源限制與請(qǐng)求，避免資源競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的服務(wù)不穩(wěn)定。網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題診斷集群升級(jí)策略介紹在不影響服務(wù)的前提下，如何安全有效地進(jìn)行Kubernetes集群升級(jí)。利用Kubernetes網(wǎng)絡(luò)策略和診斷工具，快速定位和解決容器間通信問(wèn)題。持久化存儲(chǔ)故障處理分析持久化存儲(chǔ)故障案例，掌握如何恢復(fù)數(shù)據(jù)和優(yōu)化存儲(chǔ)性能。持續(xù)集成與持續(xù)部署在Kubernetes中，自動(dòng)化測(cè)試流程確保代碼變更后能快速進(jìn)行測(cè)試，提高軟件質(zhì)量。自動(dòng)化測(cè)試流程Kubernetes的滾動(dòng)更新允許逐步替換舊的Pod實(shí)例，確保服務(wù)的高可用性和零停機(jī)更新。滾動(dòng)更新機(jī)制利用Kubernetes的藍(lán)綠部署，可以無(wú)縫切換新舊版本應(yīng)用，減少部署過(guò)程中的停機(jī)時(shí)間。藍(lán)綠部署策略Kubernetes認(rèn)證與維護(hù)第六章認(rèn)證體系介紹介紹如何使用Kubernetes的證書(shū)管理工具，如kubeletTLSbootstrapping，來(lái)自動(dòng)化證書(shū)的生成和分發(fā)。證書(shū)管理解釋RBAC（Role-BasedAccessControl）在Kubernetes中的應(yīng)用，以及如何通過(guò)角色和角色綁定來(lái)管理用戶(hù)權(quán)限。角色基礎(chǔ)認(rèn)證闡述Kubernetes中服務(wù)賬戶(hù)的創(chuàng)建和使用，以及如何通過(guò)令牌進(jìn)行身份驗(yàn)證和授權(quán)。服務(wù)賬戶(hù)與令牌系統(tǒng)監(jiān)控與日志Prometheus是Kubernetes生態(tài)中常用的監(jiān)控工具，能夠收集和記錄集群的性能指標(biāo)。01監(jiān)控工具PrometheusELK棧（Elasticsearch,Logstash,Kibana）是處理Kubernetes日志的強(qiáng)大組合，用于日志聚合和分析。02日志管理工具ELK隨著Heapster的棄用，Kubernetes推薦使用MetricsSe