1. Kubernetes简介

1.1 什么是Kubernetes

Kubernetes(简称K8s)是一个开源的容器编排平台,用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。它由Google设计并捐赠给Cloud Native Computing Foundation进行维护。

1.2 Kubernetes的核心功能

  • 容器编排和调度:自动化容器部署、扩展和管理。
  • 应用的弹性伸缩和自愈:根据负载自动调整容器数量。
  • 大规模管理集群:在分布式系统中运行弹性工作负载。

2. Kubernetes架构

2.1 架构组件

  • Master节点:负责集群的管理和控制。
  • Node节点:运行容器的工作节点。
  • Pod:Kubernetes中的最小工作单元,一组容器共享相同网络命名空间和文件系统。

2.2 Kubernetes工作流程

  1. 用户提交部署请求。
  2. Master节点接收请求并创建Pod。
  3. Node节点调度Pod并运行容器。
  4. 容器运行并提供服务。

3. Kubernetes核心概念

3.1 Pod

Pod是Kubernetes中的最小部署单元,它包含一组容器和共享的存储和网络资源。

3.2 Service

Service定义了一个访问Pod的规则,它允许外部访问集群内的服务。

3.3 Deployment

Deployment是Kubernetes中的高级部署对象,用于管理Pod的创建、更新和回滚。

3.4 StatefulSet

StatefulSet用于管理有状态的应用程序,如数据库。

4. Kubernetes集群管理

4.1 集群部署

使用kubeadm工具可以快速部署Kubernetes集群。

# 初始化Master节点
kubeadm init

# 将Worker节点加入集群
kubeadm join <master-ip>:<master-port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

4.2 集群管理工具

  • kubectl:Kubernetes的命令行工具,用于与集群进行交互。
  • Helm:Kubernetes的包管理工具,用于部署和管理应用。

4.3 集群监控和日志

  • Prometheus:开源监控解决方案。
  • Grafana:数据可视化工具。
  • ELK:日志收集和分析工具。

5. 实战案例

5.1 部署Nginx应用

  1. 创建Nginx应用的Deployment配置文件。
  2. 使用kubectl应用配置文件。
# nginx-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

5.2 部署MySQL数据库

  1. 创建MySQL应用的StatefulSet配置文件。
  2. 使用kubectl应用配置文件。
# mysql-statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: "mysql"
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-root-pass
              key: password
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi
kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml

6. 总结

Kubernetes是一个强大的容器编排平台,可以帮助您简化应用程序的部署、扩展和管理。通过学习这份实用PPT,您可以掌握Kubernetes的核心技术,从而在集群管理方面变得更加高效。