Kubernetes介绍教学课件

汇报人：XXKubernetes介绍目录Kubernetes概述01Kubernetes架构02Kubernetes核心特性03Kubernetes使用方法04Kubernetes生态系统05Kubernetes的挑战与未来0601Kubernetes概述定义与起源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。Kubernetes起源于Google的内部项目Borg，后来开源并由云原生计算基金会（CNCF）托管。Kubernetes的定义Kubernetes的起源核心概念解析PodsServices01Pod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。02Service定义了一组Pod的访问规则，为Pod提供稳定的网络标识，实现负载均衡和故障转移。核心概念解析Namespaces为Kubernetes集群中的资源提供隔离机制，允许用户在同一个物理集群上运行多个虚拟集群。NamespacesVolumes用于在Pod中提供持久化存储，支持多种类型，如本地存储、云存储和分布式文件系统。Volumes应用场景分析01Kubernetes通过容器编排，有效支持微服务架构，实现服务的快速部署和弹性伸缩。02利用Kubernetes的声明式配置，可以实现应用的自动化部署、扩展和管理，提高运维效率。微服务架构支持自动化部署与管理应用场景分析Kubernetes支持跨云部署，允许用户在不同的云环境之间迁移和扩展应用，实现真正的云原生。跨云平台部署01结合CI/CD工具，Kubernetes可以实现应用的快速迭代和持续部署，加速软件开发周期。持续集成和持续部署(CI/CD)0202Kubernetes架构组件功能介绍作为Kubernetes的前端API，负责处理集群中的所有REST操作，是整个系统的控制入口。01kube-apiserver负责调度Pod到合适的节点上运行，考虑资源需求、硬件/软件/策略约束等因素。02kube-scheduler运行控制器进程，包括节点控制器、端点控制器、命名空间控制器等，确保集群状态符合预期。03kube-controller-manager组件功能介绍在所有节点上运行，确保容器都运行在Pod中，并且健康运行。kubelet在每个节点上运行，维护节点网络规则，实现服务抽象，如负载均衡和路由。kube-proxy集群架构设计Pod是Kubernetes中的基本部署单元，可以包含一个或多个容器，它们共享存储、网络和配置。Pod设计03工作节点运行实际的应用负载，每个节点上都有kubelet、kube-proxy和容器运行时环境。工作节点（WorkerNode）02主节点负责整个集群的管理和调度，包括API服务器、调度器、控制器管理器等组件。主节点（MasterNode）01集群架构设计01服务发现与负载均衡Kubernetes通过服务(Service)抽象实现内部和外部的负载均衡，确保流量正确地路由到Pods。02持久化存储持久卷(PersistentVolume)和持久卷声明(PersistentVolumeClaim)为应用提供稳定的存储解决方案。高可用性机制Kubernetes通过副本控制器确保应用的多个实例运行，实现故障自动恢复和负载均衡。副本控制器通过服务（Service）和标签选择器，Kubernetes可以自动将流量从故障节点转移到健康节点。自动故障转移使用持久化卷（PV）和持久化卷声明（PVC），确保数据在容器重启或故障时不会丢失。持久化存储01020303Kubernetes核心特性自动化部署Kubernetes通过声明式配置，用户只需定义应用状态，系统自动实现部署和更新。声明式配置Kubernetes监控容器健康状态，自动重启失败的容器，确保应用的高可用性。自我修复机制滚动更新允许Kubernetes逐个替换旧的Pod实例，确保服务的持续可用性和零停机。滚动更新负载均衡与服务发现Kubernetes通过Service资源实现自动负载均衡，将流量均匀分配到多个Pod实例。自动负载均衡0102Kubernetes使用DNS或环境变量实现服务发现，确保Pod间能够互相通信，无需硬编码IP地址。服务发现机制03Ingress资源允许用户定义外部访问集群服务的规则，实现复杂的负载均衡策略和SSL终止。Ingress资源管理扩展与自愈能力Kubernetes通过HorizontalPodAutoscaler实现自动扩缩容，根据CPU使用率等指标动态调整副本数量。自动扩缩容01当Pod出现故障时，Kubernetes会自动重启容器，若容器无法恢复，会重新调度Pod到健康节点上。自我修复机制02Kubernetes提供了存活探针（livenessprobes）和就绪探针（readinessprobes），确保服务的高可用性。健康检查0304Kubernetes使用方法安装与配置用户可以根据自己的需求选择Minikube、kubeadm或云服务提供商的Kubernetes服务进行安装。选择合适的安装方式配置Pod网络插件，如Calico或Flannel，确保集群内部通信和跨节点通信的顺畅。配置集群网络安装与配置01设置持久化存储配置持久卷（PV）和持久卷声明（PVC），为应用提供稳定的存储解决方案。02安装仪表盘安装KubernetesDashboard，提供图形界面管理集群资源，方便监控和故障排查。常用命令行操作使用`kubectlrun`命令快速部署一个简单的应用，例如：`kubectlrunnginx--image=nginx`。部署应用通过`kubectlget`命令查看集群中资源的状态，如`kubectlgetpods`列出所有Pods。查看资源状态利用`kubectllogs`命令查看容器的日志，例如：`kubectllogsmy-pod-cmy-container`。日志查看常用命令行操作在容器内执行命令，使用`kubectlexec`，如：`kubectlexecmy-pod--ls/`查看容器内文件系统。执行命令使用`kubectldelete`命令删除资源，例如：`kubectldeletepodmy-pod`删除指定的Pod。资源删除部署应用实例使用kubectl命令创建Deployment，实现应用的快速部署和版本控制。01创建Deployment通过定义Service资源，为应用实例提供稳定的网络访问入口。02配置Service利用PersistentVolume和PersistentVolumeClaim为应用实例配置持久化存储，保证数据不丢失。03设置持久化存储05Kubernetes生态系统插件与扩展Istio为微服务架构提供服务发现、负载均衡、故障恢复等功能，是Kubernetes的流行扩展之一。服务网格Istio03ELK栈（Elasticsearch,Logstash,Kibana）常用于收集和分析Kubernetes集群的日志数据。日志管理工具ELK02Prometheus与Kubernetes集成，提供实时监控和警报功能，帮助管理员了解集群状态。监控工具Prometheus01社区与支持Kubernetes拥有活跃的开源社区，开发者可以提交代码、文档改进，共同推动项目发展。开源社区贡献CNCF推出认证考试，如CKAD和CKA，帮助开发者证明其Kubernetes技能，促进职业发展。认证培训项目众多云服务提供商和企业为Kubernetes提供技术支持，确保用户在部署和运行中得到帮助。技术支持与服务010203与云服务集成Kubernetes能够支持在多个云平台上部署应用，如AWS、Azure和GoogleCloudPlatform。支持多云部署与云服务提供商如AWS的EKS、Azure的AKS等工具集成，简化集群管理和应用部署。集成云服务提供商工具Kubernetes与云原生应用紧密集成，支持微服务架构，提高应用的可扩展性和弹性。云原生应用支持06Kubernetes的挑战与未来安全性问题Kubernetes需确保容器间隔离，防止恶意容器影响整个集群的安全性。容器安全实现细粒度的网络访问控制，以防止未授权的网络访问和数据泄露。网络策略强化用户和组件的身份验证，确保只有授权用户和组件可以访问集群资源。身份验证与授权及时更新和打补丁，以防范已知漏洞，保持集群的安全性。安全补丁管理持续集成与交付Kubernetes通过Jenkins、GitLabCI等自动化工具实现持续集成，提高开发效率。集成自动化工具01利用Helm和Kustomize等工具，Kubernetes简化了应用的部署和版本控制流程。交付流程优化02持续集成与交付01DockerRegistry等镜像仓库的集成，确保了容器镜像的安全分发和版本控制。02Prometheus和ELKStack等监控工具帮助