公有云服务架构与运维（基于阿里云）（微课版）教案13容器服务ACK初探与集群搭建、容器应用部署与服务暴露

教师备课纸教师备课纸课题容器服务ACK初探与集群搭建课型理实一体授课班级授课时数2教学目标1.知识目标：•了解Docker容器和Kubernetes（K8s）的核心概念及其价值。•掌握阿里云ACK托管版集群的基本架构（Master/Worker节点）。2.技能目标：•能在阿里云控制台创建一个托管版ACK集群。•能为集群配置包含ECS实例的节点池。•能在本地计算机安装并配置kubectl工具，成功连接到ACK集群。3.素质目标：•初步建立云原生技术认知，理解容器化是现代应用部署的趋势。•培养对新兴技术的好奇心和探索精神。教学重点•托管版ACK集群的创建流程与关键参数。•节点池的配置（实例规格、数量、操作系统）。•kubectl工具的安装与集群连接验证。教学难点•理解KubernetesMaster节点（控制平面）与Worker节点（工作负载）的职责分离。•在本地环境中正确配置kubeconfig文件以连接远程集群。学情分析学生首次接触容器和K8s概念，普遍感到抽象和陌生。对“集群”、“节点池”等术语缺乏直观感受。教学需避免深入技术细节，聚焦于“是什么”和“怎么用”，并通过图形化界面操作降低入门门槛。教学效果•学生成功创建了一个名为my-first-ack-cluster的托管版ACK集群。•学生为集群配置了一个包含2台ecs.g7.large实例的节点池。•学生在本地（或通过CloudShell）成功安装kubectl，并执行kubectlgetnodes命令查看到集群中的节点列表。教后记作为云原生的入门课，学生表现出强烈的好奇心。通过创建真实集群并看到kubectlgetnodes的输出，有效建立了对K8s的初步感性认识。主要挑战在于本地kubectl环境配置，部分学生遇到权限或路径问题。下次可主推使用CloudShell，确保所有学生都能顺利完成连接验证。一、情境导入与任务驱动（10分钟）应用部署演进：从物理机→虚拟机（ECS）→容器（Docker）。容器像“标准化的集装箱”，让应用打包、分发、运行更高效、更一致。引出K8s与ACK：当有成百上千个容器需要管理时，就需要一个“船长”——Kubernetes（K8s）。阿里云ACK（AlibabaCloudContainerServiceforKubernetes）就是托管版的K8s服务，省去了自己搭建和维护K8s集群的复杂性。明确任务：今天我们将迈出云原生的第一步——亲手创建我们的第一个ACK集群！二、核心概念精讲（20分钟）Docker与K8s速览：Docker：将应用及其依赖打包成一个轻量、可移植的镜像，运行时成为容器。Kubernetes(K8s)：一个开源的容器编排平台，用于自动化容器的部署、扩缩容和管理。ACK托管版架构：Master节点（控制平面）：由阿里云全托管，负责集群的全局管理和调度（如APIServer,etcd,Scheduler）。用户无需关心。Worker节点（工作节点）：用户购买的ECS实例，实际运行容器化应用。我们通过节点池来管理这些ECS。核心优势：免运维：Master节点完全托管，开箱即用。无缝集成：与VPC、SLB、NAS等阿里云产品深度集成。三、技能实训（50分钟）任务：创建我的第一个ACK集群创建ACK集群（25分钟）：进入ACK控制台→“集群”→“创建集群”。选择模板：标准托管集群。关键配置：集群名称：my-first-ack-cluster地域/可用区：与之前VPC一致（如华东1）。VPC：选择已有的My-Enterprise-VPC。公网访问：勾选“使用EIP暴露APIServer”（便于本地连接）。其他选项：保持默认。配置节点池（15分钟）：在集群创建向导中，进入“节点池配置”。创建节点池：实例规格：ecs.g7.large(2核8G)系统盘：ESSD云盘40GB数量：2操作系统：AlibabaCloudLinux3.2104登录方式：设置SSH密钥或密码。连接集群（10分钟）：获取凭证：集群创建完成后，在详情页点击“连接信息”→“公网接入”→“KubeConfig”，复制内容。配置kubectl：方法一（推荐）：使用阿里云CloudShell（控制台右上角），它已预装kubectl，直接粘贴KubeConfig即可。方法二（本地）：在本地电脑安装kubectl，并将KubeConfig内容保存到~/.kube/config文件。验证连接：kubectlgetnodes#应看到两个Worker节点的状态为Ready四、总结评价与拓展延伸（10分钟）成果验收：检查学生ACK集群是否创建成功。验证学生能否通过kubectlgetnodes命令看到Ready状态的节点。知识梳理：ACK=托管的K8s：Master免运维，专注业务。节点池=Worker集群：运行容器的计算资源池。kubectl=集群遥控器：管理集群的命令行工具。作业布置：思考题：为什么ACK要将Master节点和Worker节点分开？这样做有什么好处？预习任务：阅读教材关于Pod和Deployment的内容，思考如何将一个简单的Nginx应用部署到我们刚创建的ACK集群中。课题容器应用部署与服务暴露课型理实一体授课班级授课时数2教学目标1.知识目标：•理解Kubernetes核心对象Deployment、Service、Ingress的作用及相互关系。•掌握容器镜像仓库（ACR）的基本概念。2.技能目标：•能将WordPress应用镜像推送到阿里云容器镜像服务（ACR）。•能在ACK集群中通过YAML文件创建Deployment和Service来部署WordPress。•能配置Ingress规则，将应用通过自定义域名（或测试域名）对外提供HTTP访问。3.素质目标：•培养声明式API的运维思维，理解通过YAML文件定义应用状态。•强化对云原生应用网络模型的理解。教学重点•在ACK中通过Deployment部署WordPress应用。•配置Ingress实现应用的外部HTTP访问。教学难点•理解Service（ClusterIP）与Ingress的层级关系：Ingress将外部流量路由到Service，Service再负载均衡到Pod。•编写和理解基本的Deployment、Service、Ingress的YAML配置文件。学情分析学生已成功创建ACK集群，但对K8s的核心对象（Pod,Deployment等）和YAML配置方式非常陌生，容易产生畏难情绪。教学需提供完整的、经过验证的YAML模板，并解释关键字段，避免学生陷入语法细节。教学效果•学生成功将wordpress:latest镜像推送至自己的ACR实例。•学生在ACK集群中成功创建了WordPress的Deployment和关联的Service。•学生配置了Ingress规则，并能通过Ingress的公网IP地址访问到WordPress初始化页面。教后记一、情境导入与任务驱动（10分钟）回顾与提问：我们有了ACK集群（船），也有了容器镜像（货物），如何把货物装上船并让外面的人能访问到？引出核心对象：Deployment：负责“装货”和“管货”，确保指定数量的Pod（集装箱）始终在运行。Service：集群内部的“服务发现与负载均衡”，为一组Pod提供稳定的内部访问入口。Ingress：集群的“统一入口网关”，负责将外部HTTP/HTTPS流量路由到内部的Service。明确任务：今天我们将把WordPress这个“货物”部署到我们的“船”（ACK）上，并通过“Ingress大门”让全世界都能访问它！二、核心概念精讲（20分钟）K8s对象关系图：[用户]↓(HTTP请求)[IngressController]←(Ingress规则:host/path->Service)↓[Service(ClusterIP)]←(Selector匹配Pod标签)↓(负载均衡)[Pod-1][Pod-2]...(由Deployment管理)关键组件详解：Deployment：声明应用的期望状态（如：3个副本）。K8s会自动创建和管理Pod，并在Pod故障时进行自愈。Service：为动态变化的Pod提供一个不变的虚拟IP（ClusterIP）和DNS名称，供集群内部其他服务调用。Ingress：一个API对象，定义了如何将外部流量路由到集群内的Service。需要一个IngressController（如NginxIngress）来实现。三、技能实训（50分钟）任务：在ACK上部署可公网访问的WordPress准备镜像（15分钟）：创建ACR实例：进入容器镜像服务ACR控制台，创建一个个人版实例。推送镜像（使用CloudShell）：#登录ACRdockerlogin--username=<your-uid><acr-instance>.#拉取官方镜像dockerpullwordpress:latest#重命名镜像dockertagwordpress:latest<acr-instance>./<namespace>/wordpress:latest#推送dockerpush<acr-instance>./<namespace>/wordpress:latest部署WordPress（20分钟）：准备YAML：教师提供wordpress-deployment.yaml和wordpress-service.yaml模板。Deployment：指定从ACR拉取的镜像，设置副本数为1。Service：类型为ClusterIP，暴露端口80。应用YAML：kubectlapply-fwordpress-deployment.yamlkubectlapply-fwordpress-service.yamlkubectlgetpods,svc#验证Pod和Service状态配置Ingress（15分钟）：安装IngressController（若未预装）：通过ACK控制台“组件管理”一键安装nginx-ingress-controller。准备IngressYAML：教师提供wordpress-ingress.yaml模板。host字段可留空（使用通配符）或填写一个测试域名。backend指向刚创建的wordpress-service。应用并验证：kubectlapply-fwordpress-ingress.yamlkubectlgetingress#获取Ingress的EXTERNAL-IP#在浏览器中访问http://<EXTERNAL-IP>，应看到WordPress初始化页面四、总结评价与拓展延伸（10分钟）成果验收：检查学生ACR中是否存在WordPress镜像。验证学生能否通过kubectlgetpo