学习 Kubernetes(K8s)需要循序渐进,结合理论知识和实践操作。以下是学习 Kubernetes 的推荐步骤:
1. 先决条件
• 掌握容器基础:先学习 Docker,理解容器化概念(镜像、容器、仓库)、Dockerfile 编写和容器生命周期管理。
 • 熟悉 Linux 基础:了解 Linux 命令行操作、网络、文件系统等。
 • 了解云计算概念:如虚拟化、负载均衡、服务发现、分布式系统等。
2. Kubernetes 核心概念
• 基础概念:
 • Pod:最小的调度单位,包含一个或多个容器。
 • Deployment:管理 Pod 的副本和滚动更新。
 • Service:提供 Pod 的网络访问和负载均衡。
 • Namespace:资源隔离的逻辑分组。
 • ConfigMap & Secret:管理应用配置和敏感信息。
 • PersistentVolume (PV) & PersistentVolumeClaim (PVC):持久化存储管理。
 • 核心组件:
 • 控制平面(Control Plane):包括 API Server、Scheduler、Controller Manager、etcd。
 • 工作节点(Node):包括 Kubelet、Kube-proxy、容器运行时(如 containerd)。
3. 安装和配置集群
• 本地实验环境:
 • Minikube:单节点本地集群,适合快速上手。
 • Kind (Kubernetes in Docker):用 Docker 容器模拟多节点集群。
 • k3s:轻量级 Kubernetes,适合边缘计算或资源有限的环境。
 • 生产环境工具:
 • kubeadm:手动搭建集群的工具。
 • 托管 Kubernetes 服务:如 AWS EKS、Google GKE、Azure AKS(推荐新手使用)。
4. 基本操作
• 学习 kubectl 命令:
 • 资源管理:apply、create、delete、get、describe。
 • 调试命令:logs、exec、port-forward。
 • 示例练习:
 • 部署一个简单的 Nginx Pod。
 • 通过 Deployment 管理 Pod 副本。
 • 使用 Service 暴露应用。
 • 挂载 ConfigMap 和 Secret。
5. 深入核心功能
• 资源管理:
 • 资源限制(CPU/内存):requests 和 limits。
 • 持久化存储:PV/PVC 动态供给。
 • 网络与服务发现:
 • 理解 Kubernetes 网络模型(Pod 网络、Service 网络)。
 • Service 类型:ClusterIP、NodePort、LoadBalancer。
 • Ingress 控制器(如 Nginx Ingress、Traefik)。
 • 配置管理:
 • 使用 ConfigMap 和 Secret 分离配置。
 • 环境变量与配置文件注入。
6. 进阶主题
• 高级控制器:
 • StatefulSet:管理有状态应用(如数据库)。
 • DaemonSet:在每个节点运行守护进程(如日志收集器)。
 • Job & CronJob:运行定时任务或一次性任务。
 • 监控与日志:
 • 使用 Prometheus + Grafana 监控集群和应用。
 • 日志收集方案:EFK(Elasticsearch + Fluentd + Kibana)或 Loki。
 • 安全与权限:
 • RBAC(基于角色的访问控制)。
 • NetworkPolicy 控制网络流量。
 • Pod 安全策略(Pod Security Admission)。
7. 持续部署与 DevOps
• CI/CD 集成:
 • 使用 Helm 管理应用包(Chart)。
 • GitOps 工具:Argo CD、Flux。
 • Jenkins Pipeline 或 GitHub Actions 自动化部署。
 • 多环境管理:通过 Namespace 或集群分离开发/测试/生产环境。
8. 生产环境最佳实践
• 高可用集群设计:
 • 多 Master 节点 + etcd 集群。
 • 跨可用区(AZ)部署。
 • 灾备与恢复:
 • 定期备份 etcd 数据。
 • Velero 工具实现集群资源备份。
 • 自动扩缩容:
 • Horizontal Pod Autoscaler(HPA)。
 • Cluster Autoscaler(节点自动扩缩容)。
 • 资源优化:
 • 合理设置资源请求和限制。
 • 使用 LimitRange 和 ResourceQuota 管理资源配额。
9. 学习资源推荐
• 官方文档:Kubernetes 官方文档(必读!)
 • 书籍:
 • 《Kubernetes in Action》
 • 《Kubernetes Up & Running》
 • 在线课程:
 • Coursera: “Kubernetes and Cloud Native Essentials”
 • Udemy: “Kubernetes for the Absolute Beginners”
 • 动手实验:
 • Kubernetes 官方互动教程
 • Katacoda Kubernetes 场景练习
10. 认证考试(可选)
• CKA(Certified Kubernetes Administrator):官方认证,考察集群管理能力。
 • CKAD(Certified Kubernetes Application Developer):聚焦应用部署和调试。
 • 备考资源:Killer.sh 模拟器、官方考试指南。
11. 持续学习与实践
• 参与社区:
 • 关注 Kubernetes 官方博客和 GitHub。
 • 参与 Meetup 或 KubeCon 大会。
 • 实战项目:
 • 部署一个完整的微服务应用(如博客系统、电商平台)。
 • 参与开源 Kubernetes 生态项目(如 Prometheus、Istio)。
通过以上步骤,你可以逐步掌握 Kubernetes 的核心概念和实战技能。关键是多动手实践,结合真实场景解决问题!