學習 Kubernetes(K8s)需要循序漸進,結合理論知識和實踐操作。以下是學習 Kubernetes 的推薦步驟:
1. 先決條件
? 掌握容器基礎:先學習 Docker,理解容器化概念(鏡像、容器、倉庫)、Dockerfile 編寫和容器生命周期管理。
? 熟悉 Linux 基礎:了解 Linux 命令行操作、網絡、文件系統等。
? 了解云計算概念:如虛擬化、負載均衡、服務發現、分布式系統等。
2. Kubernetes 核心概念
? 基礎概念:
? Pod:最小的調度單位,包含一個或多個容器。
? Deployment:管理 Pod 的副本和滾動更新。
? Service:提供 Pod 的網絡訪問和負載均衡。
? Namespace:資源隔離的邏輯分組。
? ConfigMap & Secret:管理應用配置和敏感信息。
? PersistentVolume (PV) & PersistentVolumeClaim (PVC):持久化存儲管理。
? 核心組件:
? 控制平面(Control Plane):包括 API Server、Scheduler、Controller Manager、etcd。
? 工作節點(Node):包括 Kubelet、Kube-proxy、容器運行時(如 containerd)。
3. 安裝和配置集群
? 本地實驗環境:
? Minikube:單節點本地集群,適合快速上手。
? Kind (Kubernetes in Docker):用 Docker 容器模擬多節點集群。
? k3s:輕量級 Kubernetes,適合邊緣計算或資源有限的環境。
? 生產環境工具:
? kubeadm:手動搭建集群的工具。
? 托管 Kubernetes 服務:如 AWS EKS、Google GKE、Azure AKS(推薦新手使用)。
4. 基本操作
? 學習 kubectl
命令:
? 資源管理:apply
、create
、delete
、get
、describe
。
? 調試命令:logs
、exec
、port-forward
。
? 示例練習:
? 部署一個簡單的 Nginx Pod。
? 通過 Deployment 管理 Pod 副本。
? 使用 Service 暴露應用。
? 掛載 ConfigMap 和 Secret。
5. 深入核心功能
? 資源管理:
? 資源限制(CPU/內存):requests
和 limits
。
? 持久化存儲:PV/PVC 動態供給。
? 網絡與服務發現:
? 理解 Kubernetes 網絡模型(Pod 網絡、Service 網絡)。
? Service 類型:ClusterIP、NodePort、LoadBalancer。
? Ingress 控制器(如 Nginx Ingress、Traefik)。
? 配置管理:
? 使用 ConfigMap 和 Secret 分離配置。
? 環境變量與配置文件注入。
6. 進階主題
? 高級控制器:
? StatefulSet:管理有狀態應用(如數據庫)。
? DaemonSet:在每個節點運行守護進程(如日志收集器)。
? Job & CronJob:運行定時任務或一次性任務。
? 監控與日志:
? 使用 Prometheus + Grafana 監控集群和應用。
? 日志收集方案:EFK(Elasticsearch + Fluentd + Kibana)或 Loki。
? 安全與權限:
? RBAC(基于角色的訪問控制)。
? NetworkPolicy 控制網絡流量。
? Pod 安全策略(Pod Security Admission)。
7. 持續部署與 DevOps
? CI/CD 集成:
? 使用 Helm 管理應用包(Chart)。
? GitOps 工具:Argo CD、Flux。
? Jenkins Pipeline 或 GitHub Actions 自動化部署。
? 多環境管理:通過 Namespace 或集群分離開發/測試/生產環境。
8. 生產環境最佳實踐
? 高可用集群設計:
? 多 Master 節點 + etcd 集群。
? 跨可用區(AZ)部署。
? 災備與恢復:
? 定期備份 etcd 數據。
? Velero 工具實現集群資源備份。
? 自動擴縮容:
? Horizontal Pod Autoscaler(HPA)。
? Cluster Autoscaler(節點自動擴縮容)。
? 資源優化:
? 合理設置資源請求和限制。
? 使用 LimitRange 和 ResourceQuota 管理資源配額。
9. 學習資源推薦
? 官方文檔:Kubernetes 官方文檔(必讀!)
? 書籍:
? 《Kubernetes in Action》
? 《Kubernetes Up & Running》
? 在線課程:
? Coursera: “Kubernetes and Cloud Native Essentials”
? Udemy: “Kubernetes for the Absolute Beginners”
? 動手實驗:
? Kubernetes 官方互動教程
? Katacoda Kubernetes 場景練習
10. 認證考試(可選)
? CKA(Certified Kubernetes Administrator):官方認證,考察集群管理能力。
? CKAD(Certified Kubernetes Application Developer):聚焦應用部署和調試。
? 備考資源:Killer.sh 模擬器、官方考試指南。
11. 持續學習與實踐
? 參與社區:
? 關注 Kubernetes 官方博客和 GitHub。
? 參與 Meetup 或 KubeCon 大會。
? 實戰項目:
? 部署一個完整的微服務應用(如博客系統、電商平臺)。
? 參與開源 Kubernetes 生態項目(如 Prometheus、Istio)。
通過以上步驟,你可以逐步掌握 Kubernetes 的核心概念和實戰技能。關鍵是多動手實踐,結合真實場景解決問題!