零基础学kubernetes（k8s）必看教程，带你10分钟快速实战入门k8s

Posted 2022-12-07 云原生技术栈

一、前言

作为一个工作十余年，拥有比较丰富的计算机网络运维、主机运维、云计算平台运维、自动化运维开发经验的老鸟，我来说说我当初刚接触Kubernetes时的一些感受以及学习技巧。

刚开始学习k8s时，我觉得挺难的，一头雾水，买了一本《Kubernetes权威指南》，真的很厚。我觉得作为应用开发人员的学习路线，不要想着一口气看完k8s的所有概念，要逐步学习，要看完这么厚的书，没有实战也很懵的。

我觉得比较合适的学习路线应该是：应用开发人员只需要先学很少的几个 Kubernetes 关键概念，比如 Pod、Service 和 Deployment，然后直接把精力放在如何把自己的应用部署上去，并着手研究部署到 Kubernetes 之后的各类场景化需求，再反过来去逐个学习 Kubernetes 的各项功能特性。

 

二、什么是K8S

Kubernetes也称为K8S，其中8是代表中间“ubernete”的8个字符，是Google在2014年开源的一个容器编排引擎，用于自动化容器化应用程序的部署、规划、扩展和管理，它将组成应用程序的容器分组为逻辑单元，以便于管理和发现，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes 的目标是让部署容器化的应用简单并且高效，很多细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理；

通过Kubernetes你可以：

• 快速部署应用
• 快速扩展应用
• 无缝对接新的应用功能
• 节省资源，优化硬件资源的使用

三、Kubernetes的特点

• 可移植:支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
• 可扩展:模块化,插件化,可挂载,可组合
• 自动化:自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

四、Kubernetes可以做什么？

使用Web服务，用户希望应用程序能够7*24小时全天运行，开发人员希望每天多次部署新的应用版本。通过应用容器化可以实现这些目标，使应用简单、快捷的方式更新和发布，也能实现热更新、迁移等操作。使用Kubernetes能确保程序在任何时间、任何地方运行，还能扩展更多有需求的工具/资源。Kubernetes积累了Google在容器化应用业务方面的经验，以及社区成员的实践，是能在生产环境使用的开源平台。

五、学习K8S需要掌握的基础知识

5.1、k8s系统架构

从系统架构来看，k8s分为2种节点：

• Master 控制节点，做为指挥官；
• Node 工作节点，干活的

5.1.1、Master节点组成

• Etcd：Kubernetes集群的数据库，所有持久化的状态信息存储在Etcd中
• API Server ：提供k8s API接口，主要处理Rest操作以及更新Etcd中的对象，是所有资源增删改查的唯一入口。
• Scheduler：资源调度器，根据etcd里的节点资源状态决定将Pod绑定到哪个Node上
• Controller Manager，负责保障pod的健康存在，资源对象的自动化控制中心，Kubernetes集群有很多控制器。
• API相当于命令，沟通API server

5.1.2、Node节点的组成

• Docker Engine：负责节点容器的管理工作，最终创建出来的是一个Docker容器。
• kubelet：安装在Node上的代理服务，用来管理Pods以及容器/镜像/Volume等，实现对集群对节点的管理。
• kube-proxy：安装在Node上的网络代理服务，提供网络代理以及负载均衡，实现与Service通讯。

5.2、k8s逻辑架构

从逻辑架构上看，k8s分为Pod、Controller、Service 。

5.2.1、POD

• POD是k8s的最小单位
• POD的IP地址是随机的，删除POD会改变IP
• POD都有一个根容器
• 一个POD内可以由一个或多个容器组成
• 一个POD内的容器共享根容器的网络命名空间
• 一个POD内的网络地址由根容器提供

5.2.2、Controller

用来管理POD。控制器的种类有很多：

• RC Replication Controller：控制POD有多个副本
• RS ReplicaSet：RC控制的升级版
• Deployment：推荐使用，功能更强大，包含了RS控制器
• DaemonSet：保证所有的Node上有且只有一个Pod在运行
• StatefulSet：有状态的应用，为Pod提供唯一的标识，它可以保证部署和scale的顺序

5.2.3、Service

理解三个不同的ip：NodeIP、CluterIP、POD IP。

六、K8S技能图谱

Kubernetes 已经成为企业应用发 布 的 事 实 标 准 ， 掌握Kubernetes 应用就掌握了企业应用发布的基础设施，由于其部署应用的便利性、可靠性、可扩展性等优点让更多的企业所青睐；

6.1、Kubernetes 应用基础

本阶段重点掌握Kubernetes 集 群 部 署 、Kubernetes 集群中核心概念理解及应用等。

• Kubernetes 集群部署
• Kubernetes 集群核心概念 Namespace
• Kubernetes 集群核心概念 Pod
• Kubernetes 集群核心概念 Controller
• Kubernetes 集群核心概念 Service

6.2、Kubernetes 服务暴露

Kubernetes 做为企业应用发布平台，有助于企业生产系统的快速部署，部署后需要让Kubernetes 集群之外的用户访问，本阶段使用 Ingress nginx及 Traefik 实现 Kubernes 集群内服务暴露给集群之外的用户访问。

• Kubernetes 服务暴露 Ingress Nginx
• Kubernetes 服务暴露 Traefik

6.3、Kubernetes 容器镜像仓库管理方案

Kubernetes 集群容器镜像仓库管理方案有助于提升容器镜像应用效率；有助于为企业内部应用发布提供可靠的保障；更有助于为 Kubernetes 集群安全运行提供了有力保障。

• Kubernetes 容器镜像仓库管理方案 Harbor

6.4、Kubernetes 安全机制

Kubernetes 集群安全是应用部署环节中重要一环，通过对集群用户创建、角色绑定等实现Kubernetes 集群运行安全。

6.5、Kubernetes 网络解决方案

Kubernetes 集群网络解决方案可通过 Flannel、Calico、Canel等多种方案实现，本阶段重点掌握Flannel及Calico网络解决方 案 ， 借 此 为 企 业 级 生 产Kubernetes 集群提供集群网络应用及故障排除方法等。

6.6、Kubernetes 项目上云部署

Kubernetes 做为新型企业 IT 基础设施平台，已经成为企业开发人员、运维人员、测试人员、安全人员、技术解决方案人员等应用发布平台的首选；把企业开发的应用能够正确在Kubernetes 集群之上运行起来，也是 Kubernetes 集群高水平应用的一种体现。

• Kubernetes 集群 JAVA 项目上云部署方案
• Kubernetes 集群 Python 项目上云部署方案
• Kubernetes 集群 Golang 项目上云部署方案
• Kubernetes 集群 php 项目上云部署方案
• Kubernetes 集群 Node.js 项目上云部署方案

6.7、Kubernetes 集群及 Pod 监控方案

Kubernetes 集群做为新型IT基础设施平台，对其进行有效监控是有必要的，可以通过监控了解集群状态及集群资源使用情况，以便更好地管理以Kubernetes 为 IT 基础设施的资源调度平台。

• Kubernetes 集群监控方案
• Kubernetes 集群中 Pod 监控方案

6.8、Kubernetes 集群存储解决方案

Kubernetes 集群存储解决方案可以为在集群中运行的应用提供数据存储能力，无论是手动创建 PV 方式还是通过动态供给方式都可以为数据提供持久化的存储。通过学习本阶段可掌握 GlusterFS 及 Ceph 存储解决方案应用及运行维护、二开调用等。

• Kubernetes 集群存储解决方案 NFS
• Kubernetes 集群存储解决方案 GlusterFS
• Kubernetes 集群存储解决方案 Ceph

6.9、Kubernetes 云 原生中间件上云部署

企业级中间件是架构设计中用 于 解 耦 的 工 具 ， 如 何 在Kubernetes 集群中部署或应用这些中间件呢？我们可以把云原生的中间件直接上云应用，通过本阶段学习，可掌握zookeeper 、 kafka 、 rocketmq 等各类中间件产品上云部署。

• 企业级云原生中间件上云部署案例 zookeeper
• 企业级云原生中间件上云部署案例 kafka
• 企业级云原生中间件上云部署案例 rocketmq

6.10、基 于 Kubernetes集群 PaaS 云平台

Kubernetes 集群由于部署应用的便利性、敏捷性被人们所接受，时至今日在众多厂商的推动下其已经演变为 PaaS 云平台 ， 本 阶 段 主 要 介 绍Openshift、 Rancher 、Kubesphere 三 种 基 于 Kubernetes 集群的 PaaS 云平台。

• PaaS 云平台 Openshift
• PaaS 云平台 Rancher
• PaaS 云平台 Kubesphere

七、总结

Kubernetes 做为新型企业 IT 基础设施平台，已经成为企业开发人员、运维人员、测试人员、安全人员、技术解决方案人员等应用发布平台的首选；把企业 开 发 的 应 用 能 够 正 确 在Kubernetes 集群之上运行起来，也是 Kubernetes 集群高水平应用的一种体现；

如果你想通过自学的方式掌握Kubernetes，我可以把自己整理的教程笔记分享给你，里面不仅有k8s，还有Docker、DevOps、KubeSphere等内容，包含电子书、面试题、pdf文档、视频以及相关的课件笔记，大部分我都看过，感觉还不错，如果需要的话可以评论区告诉我。

如果觉得有帮助的话，可以帮我点赞收藏一下，写的不对或不清楚的地方，也欢迎大家在评论区指出，谢谢！