Kubernetes架构和核心概念

课程目标

通过本课程的学习，你将能够：

理解Kubernetes的核心架构和组件交互
掌握Pod、Service、Deployment等核心资源对象
熟练使用kubectl命令行工具管理集群
理解Kubernetes的网络和存储模型
能够部署和管理简单的K8S应用

前置要求：已完成《K8S学习环境搭建与初体验》课程，拥有可用的K8S集群环境

1. 从Docker到Kubernetes

1.1 为什么需要Kubernetes

在上一门课程中，你已经成功搭建了自己的K8S学习环境。现在让我们思考一个问题：为什么有了Docker还需要Kubernetes？

Docker的局限性：

单机管理：Docker只能在单台机器上管理容器
无自动恢复：容器崩溃后不会自动重启
无负载均衡：无法自动分配流量到多个容器
无滚动更新：更新应用需要停机

Kubernetes的价值：

跨主机管理：管理多台机器上的容器
自动恢复：容器失败自动重启和重新调度
负载均衡：自动分配流量，支持高并发
滚动更新：零停机更新应用版本
资源调度：根据资源需求智能分配容器到节点

1.2 Kubernetes是什么

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器的部署、扩展和管理。

核心理念：

声明式配置：你描述期望状态，K8S负责实现
自我修复：自动检测和修复故障
水平扩展：根据负载自动扩缩容
服务发现和负载均衡：内置服务发现和流量分发

1.3 Kubernetes的应用场景

场景	说明	示例
微服务架构	管理大量微服务容器	电商平台（订单、支付、库存服务）
DevOps	自动化部署和运维	CI/CD流水线
弹性伸缩	根据流量自动扩缩容	双11大促场景
混合云部署	跨云厂商统一管理	同时部署在阿里云和AWS
边缘计算	管理边缘设备容器	IoT设备管理

2. Kubernetes架构

2.1 集群架构概览

Kubernetes集群由**控制平面（Control Plane）和工作节点（Worker Nodes）**组成：

控制平面：集群的"大脑"，负责管理和决策
工作节点：运行实际应用容器的地方

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Kubernetes Cluster                       │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │              Control Plane (Master)                  │   │
│  │  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐                │   │
│  │  │ kube-apiserver│  │   etcd       │                │   │
│  │  └──────────────┘  └──────────────┘                │   │
│  │  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐                │   │
│  │  │kube-scheduler│  │controller-mgr│                │   │
│  │  └──────────────┘  └──────────────┘                │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                           │                                 │
│  ┌────────────────────────┼─────────────────────────────┐  │
│  │                        ▼                             │  │
│  │  ┌────────────────────────────────────────────────┐  │  │
│  │  │              Worker Node 1                      │  │  │
│  │  │  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────────┐  │  │  │
│  │  │  │ kubelet  │  │kube-proxy│  │   Runtime    │  │  │  │
│  │  │  └──────────┘  └──────────┘  └──────────────┘  │  │  │
│  │  │  ┌──────────────────────────────────────────┐  │  │  │
│  │  │  │              Pods                        │  │  │  │
│  │  │  │  ┌────────┐  ┌────────┐  ┌────────┐     │  │  │  │
│  │  │  │  │Container│  │Container│  │Container│     │  │  │  │
│  │  │  │  └────────┘  └────────┘  └────────┘     │  │  │  │
│  │  │  └──────────────────────────────────────────┘  │  │  │
│  │  └────────────────────────────────────────────────┘  │  │
│  └──────────────────────────────────────────────────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

架构特点：

控制平面可以部署在单节点或多节点（高可用）
工作节点可以水平扩展，支持数千个节点
所有组件通过API Server进行通信

2.2 控制平面组件（集群大脑）

控制平面组件负责集群的全局决策和事件响应。

2.2.1 kube-apiserver（API服务器）

作用：集群的统一入口，所有操作都通过API Server进行

核心功能：

暴露Kubernetes API（RESTful接口）
接收并处理所有请求（kubectl、其他组件）
认证、授权、准入控制
与etcd交互，读写集群状态

类比：就像公司的前台，所有人员进出都要经过这里

bash

# 查看API Server信息
kubectl cluster-info

2.2.2 etcd（数据存储）

作用：集群的"数据库"，存储所有配置和状态

核心特性：

分布式键值存储
高可用、强一致性
只与API Server通信

存储内容：

Pod、Service、Deployment等资源定义
集群状态信息
配置数据

类比：就像公司的档案室，保存所有重要资料

bash

# 查看etcd状态（需要在Master节点执行）
ETCDCTL_API=3 etcdctl endpoint health

2.2.3 kube-scheduler（调度器）

作用：负责将Pod分配到合适的工作节点

调度流程：

监听新创建的Pod
筛选符合要求的节点（资源、亲和性等）
为每个候选节点打分
选择最优节点
通过API Server更新Pod的nodeName

调度考虑因素：

资源需求（CPU、内存）
硬件/软件约束
亲和性/反亲和性规则
数据本地性

类比：就像公司的HR，负责把新员工分配到合适的部门

bash

# 查看调度器日志
kubectl logs -n kube-system kube-scheduler-<master-node>

2.2.4 kube-controller-manager（控制器管理器）

作用：运行各种控制器，确保集群状态与期望一致

主要控制器：

控制器	功能	说明
节点控制器	监控节点健康	节点故障时迁移Pod
副本控制器	维护Pod副本数	Deployment的核心
端点控制器	维护Service端点	关联Service和Pod
服务账户控制器	管理ServiceAccount	为Pod分配身份

工作原理（控制循环）：

观察状态 → 对比期望 → 执行操作 → 重复

类比：就像公司的运营部门，不断检查业务是否正常运转

2.2.5 组件交互示例

以创建一个Deployment为例：

1. 用户执行 kubectl apply -f deployment.yaml
        ↓
2. kubectl 发送请求到 kube-apiserver
        ↓
3. kube-apiserver 将数据写入 etcd
        ↓
4. Deployment控制器 监听到新Deployment
        ↓
5. Deployment控制器 创建 ReplicaSet
        ↓
6. ReplicaSet控制器 创建 Pod
        ↓
7. kube-scheduler 监听到新Pod，选择节点
        ↓
8. kubelet 在选定节点上创建容器

2.3 工作节点组件

工作节点是运行实际应用的地方，每个节点上运行以下组件：

2.3.1 kubelet（节点代理）

作用：运行在每个节点上，管理Pod的生命周期

核心职责：

接收API Server的指令
管理Pod的创建、销毁、监控
执行容器健康检查（探针）
报告节点和Pod状态给API Server
管理容器资源（CPU、内存限制）

工作流程：

1. kubelet 监听 API Server
2. 发现分配到本节点的Pod
3. 调用容器运行时创建容器
4. 监控容器状态
5. 定期向API Server汇报

类比：就像工厂的车间主任，负责管理车间里的工人（容器）

bash

# 查看kubelet状态
systemctl status kubelet

# 查看kubelet日志
journalctl -u kubelet -f

2.3.2 kube-proxy（网络代理）

作用：负责Service的网络代理和负载均衡

核心功能：

维护节点上的网络规则
实现Service到Pod的流量转发
提供负载均衡能力

代理模式：

模式	原理	特点
iptables	使用iptables规则转发	性能好，默认模式
ipvs	使用IPVS内核模块	大规模集群性能更优
userspace	用户空间转发	已废弃，不推荐

类比：就像公司的电话总机，负责将来电转接到正确的分机

bash

# 查看kube-proxy日志
kubectl logs -n kube-system kube-proxy-<node-name>

2.3.3 容器运行时（Container Runtime）

作用：真正运行容器的软件

支持的运行时：

containerd：Docker的底层运行时，K8S推荐
CRI-O：专为K8S设计的轻量级运行时
Docker：通过dockershim兼容（K8S 1.24+已移除内置支持）

与kubelet的交互：

通过CRI（Container Runtime Interface）接口通信
kubelet调用CRI接口管理容器生命周期

类比：就像工厂的机器设备，真正执行生产任务

bash

# 查看容器运行时
kubectl get nodes -o wide

# 在节点上查看运行的容器
sudo crictl ps  # 使用containerd时

2.4 集群服务

CoreDNS：
- 提供集群内部的DNS服务
- 为服务和Pod分配DNS记录
- 支持服务发现
Metrics Server：
- 提供集群资源使用指标
- 为Horizontal Pod Autoscaler提供数据
- 轻量级的指标收集器
Dashboard：
- Web UI，用于集群管理
- 可视化集群状态和资源
- 支持基本的集群操作
Ingress Controller：
- 管理外部访问
- 提供HTTP和HTTPS路由
- 支持负载均衡和SSL终止

3. Kubernetes核心概念

3.1 Pod

Pod是Kubernetes中最小的部署单元，包含一个或多个容器，共享网络和存储。

特性：
- 共享网络命名空间
- 共享存储卷
- 一起调度和管理
- 一个Pod中的容器通常紧密相关
示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
  labels:
    app: my-app
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.21
    ports:
    - containerPort: 80
  - name: sidecar
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do echo hello; sleep 10; done"]

3.2 Service

Service是一组Pod的逻辑集合，提供稳定的网络访问方式。

类型：
- ClusterIP：集群内部IP，仅集群内部访问
- NodePort：在每个节点上暴露端口，外部可访问
- LoadBalancer：使用云提供商的负载均衡器
- ExternalName：返回CNAME记录
示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
  type: NodePort

3.3 Deployment

Deployment管理Pod的副本，确保指定数量的Pod运行，并支持滚动更新。

特性：
- 声明式更新
- 滚动更新策略
- 回滚功能
- 扩缩容
示例：

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app
        image: my-app:v1
        ports:
        - containerPort: 8080

3.4 ReplicaSet

ReplicaSet确保指定数量的Pod副本运行，是Deployment的底层实现。

特性：
- 维护Pod副本数量
- 基于标签选择器匹配Pod
- 不支持滚动更新

3.5 StatefulSet

StatefulSet用于管理有状态应用，为Pod提供稳定的网络标识和存储。

特性：
- 稳定的Pod名称和网络标识
- 稳定的持久存储
- 有序的部署和扩缩容
- 有序的滚动更新
示例：

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: my-statefulset
spec:
  serviceName: "my-service"
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app
        image: my-app:v1
        ports:
        - containerPort: 8080
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

3.6 DaemonSet

DaemonSet确保在每个节点上运行一个Pod副本，通常用于系统级服务。

特性：
- 在每个节点上运行一个Pod
- 自动适应节点的添加和删除
- 支持节点选择器
示例：

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: my-daemonset
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app
        image: my-app:v1
        ports:
        - containerPort: 8080

3.7 Job和CronJob

Job用于执行一次性任务，CronJob用于定时执行任务。

Job特性：
- 执行到完成
- 支持并行执行
- 支持失败重试
CronJob特性：
- 基于cron表达式定时执行
- 支持并发策略
- 支持历史限制
Job示例：

yaml

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: my-job
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: my-job
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo hello; sleep 60"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

CronJob示例：

yaml

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: my-cronjob
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: my-cronjob
            image: busybox
            command: ["sh", "-c", "echo hello"]
          restartPolicy: OnFailure

3.8 ConfigMap和Secret

ConfigMap用于存储配置数据，Secret用于存储敏感信息。

ConfigMap特性：
- 存储非敏感配置
- 支持从文件、目录或字面值创建
- 可通过环境变量或卷挂载使用
Secret特性：
- 存储敏感信息
- 自动base64编码
- 支持从文件、目录或字面值创建
- 可通过环境变量或卷挂载使用
ConfigMap示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: my-config
data:
  config.properties: |
    database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
    database.username=root
  app.env: production

Secret示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: my-secret
type: Opaque
data:
  password: c2VjcmV0
  token: dG9rZW4=

3.9 Volume

Volume是Pod中容器可访问的存储目录，支持多种存储类型。

类型：
- emptyDir：临时存储
- hostPath：主机路径
- persistentVolumeClaim：持久卷声明
- configMap：配置映射
- secret：密钥
- downwardAPI：向下API
- projected：投射卷
示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: my-app
    image: my-app:v1
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /data
    - name: config
      mountPath: /config
  volumes:
  - name: data
    emptyDir: {}
  - name: config
    configMap:
      name: my-config

3.10 Namespace

Namespace用于资源隔离，将集群划分为多个虚拟集群。

特性：
- 资源隔离
- 权限控制
- 资源配额
- 默认有default、kube-system、kube-public等
示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: my-namespace

4. Kubernetes网络模型

4.1 网络模型设计目标

每个Pod都有自己的IP地址：简化网络配置
Pod之间可以直接通信：无需NAT
节点之间可以直接通信：无需NAT
容器可以使用主机的端口：通过端口映射

4.2 网络实现方案

CNI (Container Network Interface)：
- Kubernetes的网络插件接口
- 支持多种网络实现
常见网络插件：
- Calico：基于BGP的网络方案
- Flannel：简单的覆盖网络
- Cilium：基于eBPF的网络方案
- Weave Net：简单的覆盖网络
- Canal：Calico + Flannel的组合

4.3 服务发现

DNS：CoreDNS提供服务发现
环境变量：Pod启动时注入服务的环境变量

4.4 网络策略

NetworkPolicy用于控制Pod之间的网络访问。

特性：
- 控制入站和出站流量
- 基于标签选择器
- 默认拒绝所有流量
示例：

yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: my-network-policy
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: my-app
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: frontend
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 8080
  egress:
  - to:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: database
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 3306

5. Kubernetes存储模型

5.1 存储卷类型

临时存储：emptyDir、configMap、secret
持久存储：hostPath、persistentVolumeClaim

5.2 PersistentVolume和PersistentVolumeClaim

PersistentVolume (PV)：集群级别的存储资源
PersistentVolumeClaim (PVC)：Pod对存储的请求
PV示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: standard
  hostPath:
    path: /mnt/data

PVC示例：

yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: standard

5.3 StorageClass

StorageClass用于动态创建PV。

特性：
- 动态配置存储
- 支持不同的存储提供商
- 支持不同的参数
示例：

yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: standard
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp2
reclaimPolicy: Retain
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: Immediate

6. kubectl命令行工具

6.1 基本命令

集群管理：
- kubectl cluster-info：查看集群信息
- kubectl get nodes：查看节点
- kubectl describe node <node-name>：查看节点详情
资源管理：
- kubectl get <resource>：查看资源
- kubectl describe <resource> <name>：查看资源详情
- kubectl create -f <file>：创建资源
- kubectl apply -f <file>：应用资源
- kubectl delete <resource> <name>：删除资源
- kubectl edit <resource> <name>：编辑资源
- kubectl scale <resource> <name> --replicas=<number>：扩缩容
- kubectl rollout status <resource> <name>：查看滚动更新状态
- kubectl rollout history <resource> <name>：查看滚动更新历史
- kubectl rollout undo <resource> <name>：回滚更新
Pod操作：
- kubectl logs <pod-name>：查看Pod日志
- kubectl exec -it <pod-name> -- <command>：进入Pod执行命令
- kubectl port-forward <pod-name> <local-port>:<pod-port>：端口转发
- kubectl cp <pod-name>:<path> <local-path>：复制文件

6.2 高级命令

标签和注解：
- kubectl label <resource> <name> <label>=<value>：添加标签
- kubectl annotate <resource> <name> <annotation>=<value>：添加注解
选择器：
- kubectl get pods -l <label>=<value>：按标签选择
- kubectl get pods -l <label1>=<value1>,<label2>=<value2>：按多个标签选择
命名空间：
- kubectl get pods -n <namespace>：查看指定命名空间的资源
- kubectl config set-context --current --namespace=<namespace>：设置默认命名空间
配置管理：
- kubectl config view：查看配置
- kubectl config use-context <context>：切换上下文
输出格式（用于格式化命令输出）：
- kubectl get <resource> -o yaml：以 YAML 格式输出
- kubectl get <resource> -o json：以 JSON 格式输出
- kubectl get <resource> -o wide：输出更宽的表格（显示更多信息）
- kubectl get <resource> -o jsonpath='{...}'：使用 JSONPath 提取特定字段
- kubectl get <resource> -o name：只输出资源名称

📌 关于输出格式
-o（或 --output）参数可以控制 kubectl 的输出格式，方便查看和处理数据。
常用场景：
-o yaml：查看资源的完整配置定义
-o json：程序化解析数据
-o wide：查看额外信息（如 Pod 所在节点）
-o jsonpath：提取特定字段值（如获取 IP、端口等）
JSONPath 用法示例：
bash
# 获取 Service 的 ClusterIP
kubectl get svc my-service -o jsonpath='{.spec.clusterIP}'

# 获取 Pod 的 IP 地址
kubectl get pod my-pod -o jsonpath='{.status.podIP}'

# 获取 NodePort 端口号
kubectl get svc my-service -o jsonpath='{.spec.ports[0].nodePort}'
更多 JSONPath 用法请参考实战课程《云咖啡官网部署》中的详细说明。

6.3 命令示例

bash

# 查看集群信息
kubectl cluster-info

# 查看节点
kubectl get nodes

# 查看Pod
kubectl get pods

# 查看服务
kubectl get services

# 创建Deployment
kubectl create deployment nginx --image=nginx

# 暴露服务
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

# 扩缩容
kubectl scale deployment nginx --replicas=3

# 查看Pod日志
kubectl logs nginx-6799fc88d8-7x78k

# 进入Pod
kubectl exec -it nginx-6799fc88d8-7x78k -- /bin/bash

# 端口转发
kubectl port-forward nginx-6799fc88d8-7x78k 8080:80

# 删除资源
kubectl delete deployment nginx

7. Kubernetes架构最佳实践

7.1 控制平面高可用性

多控制平面节点：部署多个控制平面节点
etcd集群：部署3或5个etcd节点
负载均衡：为kube-apiserver配置负载均衡
备份etcd：定期备份etcd数据

7.2 节点管理

节点角色分离：控制平面节点和工作节点分离
资源预留：为系统组件预留资源
节点亲和性：合理设置Pod的节点亲和性
污点和容忍度：控制Pod调度到特定节点

7.3 网络最佳实践

选择合适的网络插件：根据集群规模和需求选择
网络策略：配置网络策略增强安全性
服务发现：使用DNS进行服务发现
Ingress控制器：使用Ingress管理外部访问

7.4 存储最佳实践

使用PersistentVolumeClaim：使用PVC管理存储
选择合适的StorageClass：根据应用需求选择
数据备份：定期备份持久化数据
存储性能：根据应用需求选择合适的存储性能

8. 实战案例：部署简单应用

8.1 部署Nginx应用

创建Deployment：

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 256Mi
          limits:
            cpu: 500m
            memory: 512Mi

创建Service：

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: NodePort

部署应用：

bash

# 应用配置
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
kubectl apply -f nginx-service.yaml

# 查看部署状态
kubectl get pods
kubectl get services

# 访问应用
NODE_PORT=$(kubectl get service nginx-service -o jsonpath='{.spec.ports[0].nodePort}')
NODE_IP=$(kubectl get node -o jsonpath='{.items[0].status.addresses[0].address}')
echo "应用访问地址: http://$NODE_IP:$NODE_PORT"

8.2 扩缩容和更新

扩缩容：

bash

# 扩缩容到5个副本
kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=5

# 查看状态
kubectl get pods

更新应用：

bash

# 更新镜像版本
kubectl set image deployment nginx-deployment nginx=nginx:1.22

# 查看更新状态
kubectl rollout status deployment nginx-deployment

# 查看更新历史
kubectl rollout history deployment nginx-deployment

# 回滚到之前版本
kubectl rollout undo deployment nginx-deployment

9. 课程总结

9.1 重点回顾

Kubernetes架构：掌握控制平面和节点组件的功能
核心概念：理解Pod、Service、Deployment等核心资源
网络模型：理解Kubernetes的网络设计和实现
存储模型：掌握PV、PVC、StorageClass的使用
kubectl工具：熟练使用kubectl命令管理集群
最佳实践：遵循Kubernetes的部署和管理最佳实践

9.2 实践建议

动手实践：搭建本地Kubernetes集群，部署应用
学习官方文档：参考Kubernetes官方文档深入学习
参与社区：关注Kubernetes社区动态和最佳实践
案例学习：分析实际应用场景，学习解决方案
认证考试：考虑参加CKA（Certified Kubernetes Administrator）认证

9.3 进阶学习

Kubernetes高级特性：HPA、PodDisruptionBudget、PodSecurityPolicy等
服务网格：学习Istio等服务网格技术
云原生生态：了解CNCF生态系统中的其他项目
多集群管理：学习集群联邦、多集群管理
边缘计算：了解Kubernetes在边缘计算中的应用

通过本课程的学习，你已经掌握了Kubernetes的核心架构和概念，为后续的Kubernetes应用部署和管理打下了坚实的基础。

Kubernetes架构和核心概念 ​

课程目标 ​

1. 从Docker到Kubernetes ​

1.1 为什么需要Kubernetes ​

1.2 Kubernetes是什么 ​

1.3 Kubernetes的应用场景 ​

2. Kubernetes架构 ​

2.1 集群架构概览 ​

2.2 控制平面组件（集群大脑） ​

2.2.1 kube-apiserver（API服务器） ​

2.2.2 etcd（数据存储） ​

2.2.3 kube-scheduler（调度器） ​

2.2.4 kube-controller-manager（控制器管理器） ​

2.2.5 组件交互示例 ​

2.3 工作节点组件 ​

2.3.1 kubelet（节点代理） ​

2.3.2 kube-proxy（网络代理） ​

2.3.3 容器运行时（Container Runtime） ​

2.4 集群服务 ​

3. Kubernetes核心概念 ​

3.1 Pod ​

3.2 Service ​

3.3 Deployment ​

3.4 ReplicaSet ​

3.5 StatefulSet ​

3.6 DaemonSet ​

3.7 Job和CronJob ​

3.8 ConfigMap和Secret ​

3.9 Volume ​

3.10 Namespace ​

4. Kubernetes网络模型 ​

4.1 网络模型设计目标 ​

4.2 网络实现方案 ​

4.3 服务发现 ​

4.4 网络策略 ​

5. Kubernetes存储模型 ​

5.1 存储卷类型 ​

5.2 PersistentVolume和PersistentVolumeClaim ​

5.3 StorageClass ​

6. kubectl命令行工具 ​

6.1 基本命令 ​

6.2 高级命令 ​

6.3 命令示例 ​

7. Kubernetes架构最佳实践 ​

7.1 控制平面高可用性 ​

7.2 节点管理 ​

7.3 网络最佳实践 ​

7.4 存储最佳实践 ​

8. 实战案例：部署简单应用 ​

8.1 部署Nginx应用 ​

8.2 扩缩容和更新 ​

9. 课程总结 ​

9.1 重点回顾 ​

9.2 实践建议 ​

9.3 进阶学习 ​

评论区

Kubernetes架构和核心概念

课程目标

1. 从Docker到Kubernetes

1.1 为什么需要Kubernetes

1.2 Kubernetes是什么

1.3 Kubernetes的应用场景

2. Kubernetes架构

2.1 集群架构概览

2.2 控制平面组件（集群大脑）

2.2.1 kube-apiserver（API服务器）

2.2.2 etcd（数据存储）

2.2.3 kube-scheduler（调度器）

2.2.4 kube-controller-manager（控制器管理器）

2.2.5 组件交互示例

2.3 工作节点组件

2.3.1 kubelet（节点代理）

2.3.2 kube-proxy（网络代理）

2.3.3 容器运行时（Container Runtime）

2.4 集群服务

3. Kubernetes核心概念

3.1 Pod

3.2 Service

3.3 Deployment

3.4 ReplicaSet

3.5 StatefulSet

3.6 DaemonSet

3.7 Job和CronJob

3.8 ConfigMap和Secret

3.9 Volume

3.10 Namespace

4. Kubernetes网络模型

4.1 网络模型设计目标

4.2 网络实现方案

4.3 服务发现

4.4 网络策略

5. Kubernetes存储模型

5.1 存储卷类型

5.2 PersistentVolume和PersistentVolumeClaim

5.3 StorageClass

6. kubectl命令行工具

6.1 基本命令

6.2 高级命令

6.3 命令示例

7. Kubernetes架构最佳实践

7.1 控制平面高可用性

7.2 节点管理

7.3 网络最佳实践

7.4 存储最佳实践

8. 实战案例：部署简单应用

8.1 部署Nginx应用

8.2 扩缩容和更新

9. 课程总结

9.1 重点回顾

9.2 实践建议

9.3 进阶学习