Kubernetes集群部署與運維（慕課版）

朱川。2015年省雙創計劃博士後, 常州信息職業技術學院副教授, 上海寬泛科技有限公司技術總監. 2009年獲東北大學計算機系統結構博士學位, 長期從事雲計算, 人工智能, 計算機網絡, 無線傳感器網絡, 智能家居等方面的研究工作. 2017年河海大學江蘇省博士後創新實踐基地工作站聯合培養博士後出站. 曾任河海大學物聯網工程研究所副所長, 江蘇贊奇科技股份有限公司研發副總, 並先後承擔國家省市等各類科研項目近10余項. 工作中註重總結和交流與成果凝練, 在國內外學術期刊及會議發表學術論文近20篇, 其中第一作者SCI檢索9篇, EI檢索10余篇; 作為第1作者出版專著1部; 申請發明專利近60件, 第1發明人授權10余件; 實用新型專利1件; 軟件著作權6件.

目 錄

項目1 Kubernetes基礎環境部署 1

學習目標 1

知識目標 1

能力目標 1

素養目標 1

項目描述 1

任務1.1 虛擬機軟件安裝與配置 1

任務說明 1

知識引入：Kubernets介紹 2

任務實現 4

任務1.2 遠程登錄軟件安裝 8

任務說明 8

知識引入：遠程登錄軟件 9

任務實現 9

任務1.3 虛擬機模板安裝與配置 10

任務說明 10

知識引入：軟件源介紹 10

任務實現 11

知識小結 34

習題實驗 35

判斷題 35

選擇題 35

實驗題 35

項目2 Kubernetes集群環境部署與節點管理 37

學習目標 37

知識目標 37

能力目標 37

素養目標 37

項目描述 37

任務2.1 網絡規劃與虛擬機節點克隆 37

任務說明 37

知識引入：集群節點規劃 38

任務實現 38

任務2.2 節點配置與單控制平面創建 42

任務說明 42

知識引入：控制平面與kubectl指令 42

任務實現 43

任務2.3 節點管理與集群狀態查看 49

任務說明 49

知識引入：Kubernetes節點操作 49

任務實現 49

知識小結 58

習題實驗 58

選擇題 58

判斷題 59

實驗題 59

項目3 標簽Label與註解Annotation管理 60

學習目標 60

知識目標 60

能力目標 60

素養目標 60

項目描述 60

任務3.1 標簽label的管理 61

任務說明 61

知識引入：標簽Label基本概念 61

任務實現 61

任務3.2 節點角色的管理 62

任務說明 62

知識引入：節點角色分配原理 63

任務實現 63

任務3.3 註解Annotation 64

任務說明 64

知識引入：註解Annotation的基本概念及應用場景 64

任務實現 64

任務3.4 Kubernetes API使用 66

任務說明 66

知識引入：Kubernetes API的概念與使用 66

任務實現： 67

任務3.5 命名空間命令行方式管理 68

任務說明 68

知識引入：命名空間基本概念 68

任務實現 68

任務3.6 命名空間配置文件方式管理 70

任務說明 70

知識引入：命名空間配置文件說明 70

任務實現 71

知識小結 72

習題實驗 72

選擇題 72

判斷題 72

項目4 工作負載之Pod管理 74

學習目標 74

知識目標 74

能力目標 74

素養目標 74

項目描述 74

任務4.1 Pod命令行方式管理 75

任務說明 75

知識引入：Pod基本概念及內部資源共享 75

任務實現 76

任務4.2 Pod的鏡像拉取與重啟管理 80

任務說明 80

知識引入：鏡像拉取策略與重啟策略 80

任務實現 80

任務4.3 Pod的資源請求與限制 81

任務說明 81

知識引入：可壓縮資源與不可壓縮資源 82

任務實現 82

任務4.4 容器的登錄 87

任務說明 87

知識引入：容器登錄基本命令 87

任務實現 87

任務4.5 kubectl apply、edit與patch的使用 89

任務說明 89

知識引入：資源應用及配置修改 89

任務實現 89

任務4.6 Init容器的創建與觀察 93

任務說明 93

知識引入：Init容器基本概念 93

任務實現 94

任務4.7 靜態Pod管理 96

任務說明 96

知識引入：靜態Pod基本概念 96

任務實現 96

知識小結 98

習題實驗 98

選擇題 98

判斷題 98

項目5 工作負載之控制器Controllers管理 99

學習目標 99

知識目標 99

能力目標 99

素養目標 99

項目描述 99

任務5.1 ReplicaSet控制器管理 100

任務說明 100

知識引入：ReplicaSet控制器基本概念 100

任務實現 100

任務5.2 Deployment控制器的創建與副本數調整 103

任務說明 103

知識引入：Deployment控制器基本概念 103

任務實現 104

任務5.3 Deployment控制器的更新與回滾 106

任務說明 106

知識引入：更新與回滾基本命令 106

任務實現 106

任務5.4 Deployment控制器的暫停與恢復 110

任務說明 110

知識引入：暫停與恢復基本命令 111

任務實現 111

任務5.5 Deployment控制器的重新部署與更新狀態查詢 113

任務說明 113

知識引入：重新部署與狀態查詢基本命令 113

任務實現 113

任務5.6 DaemonSet控制器管理 115

任務說明 115

知識引入：DaemonSet控制器基本概念 115

任務實現 116

任務5.7 StatefulSet控制器管理 119

任務說明 119

知識引入：StatefulSet控制器基本概念 119

任務實現 119

任務5.8 Job控制器管理 121

任務說明 121

知識引入：Job控制器基本概念 121

任務實現 122

任務5.9 CronJob控制器管理 125

任務說明 125

知識引入：CronJob控制器基本概念 125

任務實現 125

知識小結 127

習題實驗 127

選擇題 127

項目6 服務Service管理與負載均衡實現 128

學習目標 128

知識目標 128

能力目標 128

素養目標 128

項目描述 128

任務6.1 ClusterIP服務管理 130

任務說明 130

知識引入：服務創建基本命令 130

任務實現 130

任務6.2 端點Endpoint查看 134

任務說明 134

知識引入：端點、Pod與服務的關系 134

任務實現 135

任務6.3 虛IP與Service代理模式查看與運用 137

任務說明 137

知識引入：虛IP與三種代理模式 137

任務實現 140

任務6.4 NodePort類型服務管理 141

任務說明 141

知識引入：NodePort基本概念 141

任務實現 141

任務6.5 ExternalIP外部IP創建 145

任務說明 145

知識引入：ExternalIP基本概念 146

任務實現 146

任務6.6 CoreDNS服務發現 149

任務說明 149

知識引入：CoreDNS基本概念 149

任務實現 150

任務6.7 ExternalName類型服務創建 152

任務說明 152

知識引入：ExternalName基本概念 152

任務實現 152

任務6.8 Headless Service無頭服務創建 154

任務說明 154

知識引入：Headless基本概念 154

任務實現 154

任務6.9 External IP Port外部IP端口運用 156

任務說明 156

知識引入：External IP Port基本概念 156

任務實現 157

任務6.10 會話保持 158

任務說明 158

知識引入：會話保持基本概念 158

任務實現 159

知識小結 160

習題實驗 160

實驗題 160

項目7 Pod的生命周期管理 162

學習目標 162

知識目標 162

能力目標 162

素養目標 162

項目描述 162

任務7.1 掌握Pod生命周期與命令執行探測 162

任務說明 162

知識引入：Pod命令周期 163

任務實現 164

任務7.2 掌握HTTP Get檢查 165

任務說明 165

知識引入：存活態探測與HTTPGet檢查 166

任務實現 166

任務7.3 掌握Readiness TCPSocket檢查 168

任務說明 168

知識引入：就緒態探測與TCPSocket檢查 168

任務實現 168

知識小結 173

習題實驗 173

判斷題 173

項目8 數據存儲 174

學習目標 174

知識目標 174

能力目標 174

素養目標 174

項目描述 174

任務8.1 hostPath類型卷 175

任務說明 175

知識引入：hostPath類型卷 175

任務實現 176

任務8.2 持久卷的創建與回收 177

任務說明 177

知識引入：持久卷與持久卷申領 177

任務實現 178

任務8.3 Storage Class存儲類使用 185

任務說明 185

知識引入：存儲類的概念與動態卷 186

任務實現 186

任務8.4 ConfigMap的使用 194

任務說明 194

知識引入：ConfigMap的概念 194

任務實現 195

任務8.5 Secret的使用 201

任務說明 201

知識引入：Secret的基本使用 201

任務實現 201

任務8.6 emptyDir的使用 213

任務說明 213

知識引入：emptyDir的概念 213

任務實現 213

知識小結 215

習題實驗 216

實驗題 216

項目9 Pod節點分配 217

學習目標 217

知識目標 217

能力目標 217

素養目標 217

項目描述 217

任務9.1 nodeName的基本使用 217

任務說明 217

知識引入：nodeName節點分配 218

任務實現 218

任務9.2 nodeSelector的基本使用 220

任務說明 220

知識引入：nodeSelector節點分配 220

任務實現 220

任務9.3 親和與反親和的基本使用 221

任務說明 221

知識引入：親和與反親和 222

任務實現 222

任務9.4 汙點Taint的基本使用 233

任務說明 233

知識引入：汙點的標記與使用 233

任務實現 233

任務9.5 容忍度Toleration的基本使用 236

任務說明 236

知識引入：容忍度的概念與使用 237

任務實現 237

知識小結 240

習題實驗 240

判斷題 240

項目10 Pod水平自動伸縮 242

學習目標 242

知識目標 242

能力目標 242

素養目標 242

項目描述 242

任務10.1 計算Pod的數量 242

任務說明 242

知識引入：HPA基本概念與計算規則 243

任務實現 244

任務10.2 HPA應用部署與前期準備 244

任務說明 244

知識引入：HPA基本應用的一般流程 244

任務實現 245

任務10.3 HPA自動伸縮 247

任務說明 247

知識引入：資源占用情況查看 247

任務實現 247

知識小結 249

習題實驗 250

實驗題 250

項目11 Kubernetes包管理器Helm 251

學習目標 251

知識目標 251

能力目標 251

素養目標 251

項目描述 251

任務11.1 Helm的安裝與倉庫配置 252

任務說明 252

知識引入：Helm及其基本概念 252

任務實現 252

任務11.2 Helm應用部署——MariaDB數據庫主從服務部署 254

任務說明 254

知識引入：Helm基本命令 254

任務實現 254

知識小結 258

習題實驗 259

判斷題 259

參考文獻 260