尚硅谷K8s课件教学课件

尚硅谷K8s课件汇报人：XX目录01.K8s基础概念03.K8s基本操作05.K8s故障排查02.K8s安装部署06.K8s实战案例04.K8s高级特性K8s基础概念PARTONE容器编排简介容器编排是自动化部署、管理和扩展容器化应用程序的过程，以提高效率和可靠性。容器编排的定义容器编排不同于传统的虚拟化管理，它提供了更轻量级的资源隔离和更快的启动时间。容器编排与虚拟化随着微服务架构的流行，容器编排工具如Kubernetes成为管理复杂容器环境的关键。容器编排工具的必要性010203K8s核心组件包括APIServer、Scheduler、ControllerManager，负责集群的管理与决策。Master节点组件0102包含Kubelet、Kube-Proxy，负责容器的运行和网络服务的代理。Worker节点组件03Pod是K8s中的基本部署单元，包含一个或多个容器，以及共享的存储和网络资源。PodsK8s核心组件定义一组Pod的访问规则，为Pod提供稳定的网络标识和负载均衡。Services用于在Pod中存储数据，支持多种类型的持久化存储，确保数据的持久性和一致性。VolumesK8s架构原理Master节点负责整个K8s集群的管理和控制，包括APIServer、Scheduler和ControllerManager。01Master节点组件Worker节点运行实际的工作负载，主要组件有Kubelet、Kube-Proxy和容器运行时环境。02Worker节点组件Pod是K8s中的基本部署单元，容器编排涉及Pod的创建、调度、扩展和管理。03Pods和容器编排K8s架构原理K8s通过Service资源实现内部和外部的服务发现，以及跨Pod的负载均衡。服务发现与负载均衡PersistentVolumes(PV)和PersistentVolumeClaims(PVC)管理集群中的存储资源，确保数据持久化。持久化存储K8s安装部署PARTTWO环境准备网络配置操作系统要求0103配置稳定的网络环境，确保节点间通信无阻，包括设置静态IP、配置防火墙规则和网络插件。选择支持容器化操作系统的发行版，如Ubuntu或CentOS，确保系统内核版本符合K8s要求。02根据集群规模规划服务器数量和硬件配置，包括CPU、内存和存储资源，以满足K8s运行需求。硬件资源规划安装步骤在安装Kubernetes之前，确保所有节点满足系统要求，安装必要的依赖包和工具。环境准备01Kubernetes依赖于Docker作为容器运行时，因此需要在所有节点上安装并配置Docker环境。安装Docker02使用包管理工具安装kubeadm、kubelet和kubectl，它们是Kubernetes集群的核心组件。安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl03安装步骤01运行kubeadminit命令来初始化集群的主节点，设置集群的访问和配置。02使用kubeadmjoin命令将工作节点添加到已初始化的主节点中，完成集群的搭建。初始化主节点加入工作节点验证安装使用命令`kubectlgetnodes`来检查所有节点是否处于Ready状态，确保集群健康。检查集群状态部署一个简单的Nginx服务，通过访问其服务来验证K8s集群的网络功能是否正常工作。运行测试应用通过`kubectllogs<pod-name>`命令查看Pod日志，确保应用运行无误且无错误信息。查看Pod日志K8s基本操作PARTTHREE部署应用使用kubectl命令创建Deployment，实现应用的快速部署和版本控制。创建Deployment定义Service来暴露Deployment，确保应用的稳定访问和负载均衡。配置Service通过PersistentVolume和PersistentVolumeClaim为应用配置持久化存储，保证数据不丢失。设置持久化存储服务发现与负载均衡K8s通过Service资源实现Pod间的服务发现，确保流量能正确地路由到对应的Pod。使用Service进行服务发现K8s的Service资源配合kube-proxy组件，实现对Pod的负载均衡，提高服务的可用性和扩展性。实现负载均衡Ingress资源配合Ingress控制器，可以实现外部请求到集群内部服务的路由和负载均衡。Ingress控制器的使用配置管理ConfigMap用于存储配置信息，如环境变量、配置文件等，方便在Kubernetes中管理和使用。创建ConfigMap0102Secrets用于存储敏感信息，如密码、OAuth令牌和ssh密钥，确保敏感数据的安全性。使用Secrets03通过ConfigMap和Secrets，可以将配置信息注入到Pod中，实现应用的灵活配置和部署。部署应用配置K8s高级特性PARTFOUR自动扩缩容HorizontalPodAutoscaler(HPA)HPA根据CPU使用率或其他指定指标自动调整Pod数量，以应对负载变化。PodDisruptionBudgets(PDB)PDB确保在维护或故障时，关键应用的Pod数量不会低于设定的最小值，保障服务稳定性。ClusterAutoscalerCustomMetricsClusterAutoscaler根据节点资源使用情况自动增加或减少集群中的节点数量。通过自定义指标，K8s可以基于应用特定的性能指标进行扩缩容，如消息队列长度。存储管理01K8s通过持久卷提供存储资源，允许用户存储数据，即使Pod重启数据也不会丢失。持久卷（PersistentVolumes）02存储类定义了存储的类型和提供者，使得动态分配存储资源成为可能，满足不同应用需求。存储类（StorageClasses）03PVC允许用户请求特定大小和访问模式的存储资源，无需关心底层存储的具体实现细节。持久卷声明（PersistentVolumeClaims）网络策略网络隔离01通过定义网络策略，可以实现Kubernetes集群内部的网络隔离，确保不同应用或服务间的安全通信。策略控制02网络策略允许管理员精细控制进出Pod的流量，支持基于标签选择器的策略应用。白名单和黑名单03管理员可以设置白名单允许特定的流量通过，或设置黑名单阻止特定的流量，增强网络安全。网络策略网络策略可以跨越不同的命名空间，实现跨命名空间的Pod间通信控制。01跨命名空间策略网络策略与服务网格如Istio集成，可以提供更细粒度的服务间通信控制和监控。02服务网格集成K8s故障排查PARTFIVE常见问题诊断当Pod无法正常运行时，检查资源限制设置，确保容器有足够的CPU和内存。资源限制问题服务无法访问时，检查Service配置和网络策略，确保服务间通信无误。服务访问故障检查PersistentVolume和PersistentVolumeClaim配置，确保数据持久化和访问正常。持久化存储问题监控节点健康状态，及时发现并处理节点故障，保障集群稳定性。节点健康状态调试工具使用使用kubectl获取集群状态、日志和事件，快速定位问题节点和Pod。kubectl命令行工具KubernetesDashboard通过Web界面的Dashboard监控资源使用情况，直观地进行故障排查。Heapster可以收集集群中节点和Pod的性能数据，帮助分析资源瓶颈。Heapster监控工具使用如iperf、ping等网络诊断工具检查集群内部和外部的网络连通性。网络诊断工具Pod日志分析12345分析Pod容器日志，查找应用错误或异常行为，是故障排查的重要步骤。日志分析通过kubectllogs命令查看特定Pod的日志，快速定位容器内部运行时的问题。查看Pod日志利用如ELK（Elasticsearch,Logstash,Kibana）堆栈进行日志聚合，实现高效日志管理和分析。使用日志聚合工具检查Deployment或StatefulSet控制器日志，了解集群状态变化和故障原因。分析控制器日志010203K8s实战案例PARTSIX微服务架构部署在微服务架构中，将大型单体应用拆分为多个小型服务，以提高系统的可维护性和可扩展性。服务拆分策略利用Kubernetes的Service资源实现服务发现，Ingress控制器进行外部请求的负载均衡。服务发现与负载均衡通过Docker容器化应用，然后使用Kubernetes进行编排，实现服务的快速部署和弹性伸缩。容器化部署流程微服务架构部署01结合Jenkins、GitLabCI等工具，实现微服务的自动化测试和部署，提高开发效率和部署速度。02通过Kubernetes的自我修复机制和Prometheus等监控工具，确保微服务的高可用性和实时监控。持续集成与持续部署(CI/CD)故障恢复与监控持续集成与持续部署在Kubernetes环境中，自动化测试确保代码质量，如使用Jenkins与SonarQube集成进行代码审查。自动化测试流程利用K8s的蓝绿部署，可以无缝切换服务版本，例如在不中断服务的情况下，将流量从旧版本切换到新版本。蓝绿部署策略持续集成与持续部署01滚动更新机制Kubernetes的滚动更新允许逐步替换旧的Pod实例，确保部署过程中的服务可用性，如电商平台的更新部署。02容器镜像管理通过Harbor或DockerRegistry管理容器镜像，确保镜像的安全性和版本控制，例如在微服务架构中管理各个服务的镜像。多环境管理策略在Kuber