引言

随着云计算和容器技术的飞速发展，Kubernetes（简称K8s）已成为云原生应用部署和管理的事实标准。掌握K8s不仅是运维人员的必备技能，也是软件开发者通往云原生世界的必经之路。本文将为你提供一份全面的K8s必备知识储备指南，帮助你顺利踏上云原生之路。

一、K8s基础知识

1.1 Kubernetes是什么？

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。它通过自动化容器的部署、扩展和管理，提高了应用的可用性、性能和可靠性。

1.2 K8s核心概念

  • Pod：K8s中最基本的部署单元，一组容器共享同一个网络命名空间和存储卷。
  • Node：K8s集群中的工作节点，负责运行Pod。
  • Master：K8s集群中的管理节点，负责集群的管理和控制。
  • Service：K8s中的服务发现机制，用于将Pod暴露给外部访问。
  • Deployment：K8s中的部署对象，用于创建和管理一组Pod的副本。
  • ReplicaSet：K8s中的副本控制器，用于创建和管理Pod的副本。

1.3 K8s架构

K8s采用Master-Node架构，其中Master节点负责集群的管理和控制，Node节点负责运行Pod。

二、K8s高可用架构

2.1 高可用设计原则

  • 故障转移：当某个组件发生故障时，其他组件能够自动接管其工作。
  • 负载均衡：将请求均匀地分配到各个组件，提高系统吞吐量。
  • 数据备份：定期备份关键数据，防止数据丢失。

2.2 K8s高可用组件

  • Etcd：K8s集群的配置存储，负责存储集群的状态信息。
  • Kube-apiserver：K8s集群的API接口，负责处理集群的各种请求。
  • Kube-controller-manager：K8s集群的控制器管理器，负责集群的各种控制器。
  • Kube-scheduler：K8s集群的调度器，负责Pod的调度。

三、K8s存储管理

3.1 存储

K8s提供多种存储解决方案，包括本地存储、网络存储和云存储。

3.2 存储卷（Volume）

存储卷是K8s中用于持久化存储数据的抽象概念，包括：

  • 持久卷（PersistentVolume，PV）：存储资源的抽象，由管理员静态提供。
  • 持久卷声明（PersistentVolumeClaim，PVC）：存储请求的抽象，由用户动态提供。

3.3 动态存储

K8s支持动态存储，用户可以通过StorageClass对象定义存储资源的类型和参数，然后通过PVC自动分配存储资源。

四、K8s网络

4.1 网络模型

K8s采用扁平化网络模型，所有Pod都可以直接通信。

4.2 网络策略

K8s支持网络策略，用于控制Pod之间的网络通信。

4.3 Service和Ingress

Service用于将Pod暴露给外部访问，Ingress用于管理外部访问的流量。

五、K8s安全

5.1 认证和授权

K8s支持多种认证和授权机制，如JWT、RBAC等。

5.2 Pod安全策略

Pod安全策略用于控制Pod的安全配置，如安全上下文、能力等。

5.3 访问控制

K8s支持多种访问控制机制，如网络策略、角色绑定等。

六、K8s实战

6.1 部署应用

使用Deployment对象部署应用，并设置副本数。

6.2 滚动更新

使用RollingUpdate策略进行应用的滚动更新。

6.3 自定义资源

使用自定义资源定义和管理K8s资源。

七、总结

掌握K8s是通往云原生之路的重要一步。本文为你提供了K8s必备知识储备指南，希望对你有所帮助。在实际应用中，不断实践和学习，才能更好地掌握K8s，并成功实现云原生转型。