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k8s课件XX有限公司20XX/01/01汇报人：XX目录Kubernetes架构Kubernetes核心功能Kubernetes实践操作Kubernetes简介Kubernetes高级特性Kubernetes案例分析020304010506Kubernetes简介01定义与起源Kubernetes是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。01Kubernetes的定义Kubernetes起源于Google的内部项目Borg，旨在简化大规模容器集群的管理。02Kubernetes的起源2014年，Google将Kubernetes项目开源，随后由云原生计算基金会（CNCF）托管，得到了广泛社区的支持和贡献。03Kubernetes的开源贡献核心概念Pod是Kubernetes中的基本部署单元，它封装了一个或多个容器，以及它们的存储、网络和运行参数。PodsService定义了访问Pods的方式，通过标签选择器将一组Pods暴露为网络服务，实现负载均衡。Services核心概念Volumes在Kubernetes中用于数据持久化，支持多种类型，如emptyDir、hostPath或云存储服务。VolumesNamespaces用于隔离资源，允许在同一个物理集群中创建多个虚拟集群，实现资源的逻辑分组和访问控制。Namespaces应用场景Kubernetes通过Pods管理微服务，实现服务的快速部署、扩展和维护，适用于微服务架构的场景。微服务架构管理01K8s支持自动化部署、滚动更新和故障恢复，适合需要高效运维和快速迭代的应用环境。自动化部署与运维02Kubernetes能够跨多个云平台部署应用，支持混合云和多云策略，适合企业多云环境下的应用部署。跨云和多云部署03Kubernetes架构02组件介绍PodsMaster节点组件0103Pod是Kubernetes中的基本部署单元，每个Pod可以包含一个或多个容器，它们共享存储和网络。Master节点负责整个集群的管理和控制，包括APIServer、Scheduler和ControllerManager。02Worker节点运行实际的容器应用，主要组件有Kubelet、Kube-Proxy和容器运行时环境。Worker节点组件组件介绍Services定义了访问Pods的策略，通过标签选择器将一组Pods暴露为网络服务，实现负载均衡。ServicesVolumes为Pod中的容器提供持久化存储，支持多种类型的存储卷，如emptyDir、hostPath等。Volumes集群架构01主节点组件主节点负责整个集群的管理和调度，包括API服务器、调度器和控制器管理器。02工作节点组件工作节点运行容器应用，包括kubelet、kube-proxy和容器运行时环境。03Pod网络Pod网络负责集群内部通信，确保Pods之间可以互相访问，常见的网络插件有Flannel和Calico。04存储解决方案Kubernetes支持多种存储解决方案，如PersistentVolumes和StorageClasses，以满足不同应用的存储需求。高可用性设计通过设置多个Master节点，实现故障自动转移，保障集群控制平面的高可用性。多Master节点部署合理配置网络策略和使用负载均衡器，分散流量压力，提升服务的稳定性和可用性。网络策略和负载均衡采用持久化存储，如NFS、Ceph等，确保数据在节点故障时不会丢失，提高数据可靠性。持久化存储解决方案010203Kubernetes核心功能03资源管理Kubernetes通过Pods管理容器，每个Pod可分配CPU、内存等资源，确保应用性能。Pod资源分配0102设置资源配额限制容器使用的计算资源，防止资源过度消耗导致系统不稳定。资源配额与限制03Kubernetes根据负载自动调整Pod数量，实现应用的水平扩展和收缩，优化资源使用。自动扩缩容自动化部署Kubernetes通过声明式配置，允许用户定义期望状态，系统自动实现状态同步。声明式配置滚动更新功能使得应用部署时可以逐步替换旧版本，确保服务的高可用性和零停机。滚动更新当容器失败时，Kubernetes会自动重启容器，若容器无法恢复，会自动调度到其他节点上。自我修复机制服务发现与负载均衡01Kubernetes通过Service资源实现服务发现，自动为Pods分配DNS或IP地址，简化服务间通信。Kubernetes服务发现机制02Kubernetes的Service资源自带负载均衡功能，可将流量均匀分配到后端Pods，提高应用可用性。内置负载均衡器03Ingress资源配合Ingress控制器，实现外部请求到集群内部服务的路由，支持高级路由规则和SSL终止。Ingress控制器Kubernetes实践操作04部署应用01创建Deployment使用kubectl命令创建Deployment，实现应用的快速部署和版本控制。02配置Service通过定义Service资源，为Pods提供固定的访问入口，实现负载均衡。03设置Ingress配置Ingress资源，管理外部访问到集群内服务的HTTP和HTTPS路由。部署应用利用Helm包管理器部署应用，简化Kubernetes应用的安装和版本管理。部署HelmChart通过ConfigMap和Secrets管理应用配置和敏感信息，实现配置的灵活管理和安全存储。使用ConfigMap和Secrets网络配置在Kubernetes中，每个Pod都会获得一个IP地址，配置Pod网络是确保Pod间通信的关键步骤。配置Pod网络Ingress控制器管理外部访问到集群内服务的规则，是实现外部访问集群服务的重要组件。Ingress控制器的设置通过定义网络策略，可以控制Pod间的访问权限，实现网络安全和隔离。网络策略的实施Service资源允许用户定义一组Pod的访问策略，实现服务发现和负载均衡。使用Service进行服务发现监控与日志01Prometheus通过抓取Kubernetes集群的指标数据，帮助管理员实时监控集群状态和应用性能。02ELKStack（Elasticsearch,Logstash,Kibana）用于收集、存储和分析Kubernetes集群中的日志信息。Kubernetes监控工具Prometheus日志管理工具ELKStack监控与日志Heapster曾是Kubernetes的监控解决方案，现在被如MetricsServer等更先进的工具所替代。Heapster的使用与替代品Fluentd作为日志收集器，能够将不同来源的日志统一收集并发送到后端存储，如Elasticsearch或云存储服务。日志聚合工具FluentdKubernetes高级特性05状态管理状态恢复持久化存储0103利用StatefulSets管理有状态应用，确保Pods的部署和扩展有序，支持状态的稳定恢复。Kubernetes通过PersistentVolumes和PersistentVolumeClaims实现数据持久化，确保应用状态不丢失。02ConfigMaps和Secrets用于管理容器应用的配置信息和敏感数据，保证应用状态的灵活配置和安全。配置管理存储解决方案Kubernetes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。01存储类动态配置存储资源，支持多种存储后端，如云存储或本地磁盘，实现按需分配。02StatefulSets管理有状态应用，保证Pod的唯一性和持久化存储，适用于数据库等场景。03卷快照功能允许创建持久卷的备份，方便数据恢复和迁移，提高数据管理的灵活性。04持久卷（PersistentVolumes）存储类（StorageClasses）有状态集（StatefulSets）卷快照（VolumeSnapshots）安全机制Kubernetes通过网络策略实现Pod间的安全访问控制，限制不必要的网络流量。网络策略设置容器的安全上下文，可以限制容器运行时的权限，防止容器逃逸等安全风险。容器安全上下文利用RBAC，管理员可以定义用户和组的权限，确保只有授权用户才能访问特定资源。角色基础访问控制（RBAC）通过镜像签名确保容器镜像来源可靠，使用扫描工具检测镜像中的安全漏洞。镜像签名与扫描01020304Kubernetes案例分析06行业应用案例某大型银行使用Kubernetes管理其在线交易系统，实