Kubernetes集群部署与运维（慕课版）

本书紧紧围绕Kubernetes国际认证CKA考试、1+X云计算相关认证知识体系与考点，循序渐进地讲解了Kubernetes集群部署与运维的理论知识和基本操作。主要内容包括：Kubernetes集群环境部署、节点资源管理、标签与注解、API与资源、命名空间、Pod、控制器、服务、负载均衡、数据存储、Pod节点分配、污点与容忍度、水平自动伸缩、资源管理、安全管理，以及包管理器Helm等。 本书结构清晰、实例丰富、图文并茂、浅显易懂，既可作为高职高专院校的相关专业教材、1+X认证考试备考辅导书、Kubernetes国际认证CKA考试辅导书，也可作为初学Kubernetes初学者学习集群相关技术的参考书，还可以作为相关工程技术与软件研发类从业人员的技术参考书。

朱川。2015年省双创计划博士后, 常州信息职业技术学院副教授, 上海宽泛科技有限公司技术总监. 2009年获东北大学计算机系统结构博士学位, 长期从事云计算, 人工智能, 计算机网络, 无线传感器网络, 智能家居等方面的研究工作. 2017年河海大学江苏省博士后创新实践基地工作站联合培养博士后出站. 曾任河海大学物联网工程研究所副所长, 江苏赞奇科技股份有限公司研发副总, 并先后承担国家省市等各类科研项目近10余项. 工作中注重总结和交流与成果凝练, 在国内外学术期刊及会议发表学术论文近20篇, 其中第一作者SCI检索9篇, EI检索10余篇; 作为第1作者出版专著1部; 申请发明专利近60件, 第1发明人授权10余件; 实用新型专利1件; 软件著作权6件.

目 录 项目1 Kubernetes基础环境部署 1 学习目标 1 知识目标 1 能力目标 1 素养目标 1 项目描述 1 任务1.1 虚拟机软件安装与配置 1 任务说明 1 知识引入：Kubernets介绍 2 任务实现 4 任务1.2 远程登录软件安装 8 任务说明 8 知识引入：远程登录软件 9 任务实现 9 任务1.3 虚拟机模板安装与配置 10 任务说明 10 知识引入：软件源介绍 10 任务实现 11 知识小结 34 习题实验 35 判断题 35 选择题 35 实验题 35 项目2 Kubernetes集群环境部署与节点管理 37 学习目标 37 知识目标 37 能力目标 37 素养目标 37 项目描述 37 任务2.1 网络规划与虚拟机节点克隆 37 任务说明 37 知识引入：集群节点规划 38 任务实现 38 任务2.2 节点配置与单控制平面创建 42 任务说明 42 知识引入：控制平面与kubectl指令 42 任务实现 43 任务2.3 节点管理与集群状态查看 49 任务说明 49 知识引入：Kubernetes节点操作 49 任务实现 49 知识小结 58 习题实验 58 选择题 58 判断题 59 实验题 59 项目3 标签Label与注解Annotation管理 60 学习目标 60 知识目标 60 能力目标 60 素养目标 60 项目描述 60 任务3.1 标签label的管理 61 任务说明 61 知识引入：标签Label基本概念 61 任务实现 61 任务3.2 节点角色的管理 62 任务说明 62 知识引入：节点角色分配原理 63 任务实现 63 任务3.3 注解Annotation 64 任务说明 64 知识引入：注解Annotation的基本概念及应用场景 64 任务实现 64 任务3.4 Kubernetes API使用 66 任务说明 66 知识引入：Kubernetes API的概念与使用 66 任务实现： 67 任务3.5 命名空间命令行方式管理 68 任务说明 68 知识引入：命名空间基本概念 68 任务实现 68 任务3.6 命名空间配置文件方式管理 70 任务说明 70 知识引入：命名空间配置文件说明 70 任务实现 71 知识小结 72 习题实验 72 选择题 72 判断题 72 项目4 工作负载之Pod管理 74 学习目标 74 知识目标 74 能力目标 74 素养目标 74 项目描述 74 任务4.1 Pod命令行方式管理 75 任务说明 75 知识引入：Pod基本概念及内部资源共享 75 任务实现 76 任务4.2 Pod的镜像拉取与重启管理 80 任务说明 80 知识引入：镜像拉取策略与重启策略 80 任务实现 80 任务4.3 Pod的资源请求与限制 81 任务说明 81 知识引入：可压缩资源与不可压缩资源 82 任务实现 82 任务4.4 容器的登录 87 任务说明 87 知识引入：容器登录基本命令 87 任务实现 87 任务4.5 kubectl apply、edit与patch的使用 89 任务说明 89 知识引入：资源应用及配置修改 89 任务实现 89 任务4.6 Init容器的创建与观察 93 任务说明 93 知识引入：Init容器基本概念 93 任务实现 94 任务4.7 静态Pod管理 96 任务说明 96 知识引入：静态Pod基本概念 96 任务实现 96 知识小结 98 习题实验 98 选择题 98 判断题 98 项目5 工作负载之控制器Controllers管理 99 学习目标 99 知识目标 99 能力目标 99 素养目标 99 项目描述 99 任务5.1 ReplicaSet控制器管理 100 任务说明 100 知识引入：ReplicaSet控制器基本概念 100 任务实现 100 任务5.2 Deployment控制器的创建与副本数调整 103 任务说明 103 知识引入：Deployment控制器基本概念 103 任务实现 104 任务5.3 Deployment控制器的更新与回滚 106 任务说明 106 知识引入：更新与回滚基本命令 106 任务实现 106 任务5.4 Deployment控制器的暂停与恢复 110 任务说明 110 知识引入：暂停与恢复基本命令 111 任务实现 111 任务5.5 Deployment控制器的重新部署与更新状态查询 113 任务说明 113 知识引入：重新部署与状态查询基本命令 113 任务实现 113 任务5.6 DaemonSet控制器管理 115 任务说明 115 知识引入：DaemonSet控制器基本概念 115 任务实现 116 任务5.7 StatefulSet控制器管理 119 任务说明 119 知识引入：StatefulSet控制器基本概念 119 任务实现 119 任务5.8 Job控制器管理 121 任务说明 121 知识引入：Job控制器基本概念 121 任务实现 122 任务5.9 CronJob控制器管理 125 任务说明 125 知识引入：CronJob控制器基本概念 125 任务实现 125 知识小结 127 习题实验 127 选择题 127 项目6 服务Service管理与负载均衡实现 128 学习目标 128 知识目标 128 能力目标 128 素养目标 128 项目描述 128 任务6.1 ClusterIP服务管理 130 任务说明 130 知识引入：服务创建基本命令 130 任务实现 130 任务6.2 端点Endpoint查看 134 任务说明 134 知识引入：端点、Pod与服务的关系 134 任务实现 135 任务6.3 虚IP与Service代理模式查看与运用 137 任务说明 137 知识引入：虚IP与三种代理模式 137 任务实现 140 任务6.4 NodePort类型服务管理 141 任务说明 141 知识引入：NodePort基本概念 141 任务实现 141 任务6.5 ExternalIP外部IP创建 145 任务说明 145 知识引入：ExternalIP基本概念 146 任务实现 146 任务6.6 CoreDNS服务发现 149 任务说明 149 知识引入：CoreDNS基本概念 149 任务实现 150 任务6.7 ExternalName类型服务创建 152 任务说明 152 知识引入：ExternalName基本概念 152 任务实现 152 任务6.8 Headless Service无头服务创建 154 任务说明 154 知识引入：Headless基本概念 154 任务实现 154 任务6.9 External IP Port外部IP端口运用 156 任务说明 156 知识引入：External IP Port基本概念 156 任务实现 157 任务6.10 会话保持 158 任务说明 158 知识引入：会话保持基本概念 158 任务实现 159 知识小结 160 习题实验 160 实验题 160 项目7 Pod的生命周期管理 162 学习目标 162 知识目标 162 能力目标 162 素养目标 162 项目描述 162 任务7.1 掌握Pod生命周期与命令执行探测 162 任务说明 162 知识引入：Pod命令周期 163 任务实现 164 任务7.2 掌握HTTP Get检查 165 任务说明 165 知识引入：存活态探测与HTTPGet检查 166 任务实现 166 任务7.3 掌握Readiness TCPSocket检查 168 任务说明 168 知识引入：就绪态探测与TCPSocket检查 168 任务实现 168 知识小结 173 习题实验 173 判断题 173 项目8 数据存储 174 学习目标 174 知识目标 174 能力目标 174 素养目标 174 项目描述 174 任务8.1 hostPath类型卷 175 任务说明 175 知识引入：hostPath类型卷 175 任务实现 176 任务8.2 持久卷的创建与回收 177 任务说明 177 知识引入：持久卷与持久卷申领 177 任务实现 178 任务8.3 Storage Class存储类使用 185 任务说明 185 知识引入：存储类的概念与动态卷 186 任务实现 186 任务8.4 ConfigMap的使用 194 任务说明 194 知识引入：ConfigMap的概念 194 任务实现 195 任务8.5 Secret的使用 201 任务说明 201 知识引入：Secret的基本使用 201 任务实现 201 任务8.6 emptyDir的使用 213 任务说明 213 知识引入：emptyDir的概念 213 任务实现 213 知识小结 215 习题实验 216 实验题 216 项目9 Pod节点分配 217 学习目标 217 知识目标 217 能力目标 217 素养目标 217 项目描述 217 任务9.1 nodeName的基本使用 217 任务说明 217 知识引入：nodeName节点分配 218 任务实现 218 任务9.2 nodeSelector的基本使用 220 任务说明 220 知识引入：nodeSelector节点分配 220 任务实现 220 任务9.3 亲和与反亲和的基本使用 221 任务说明 221 知识引入：亲和与反亲和 222 任务实现 222 任务9.4 污点Taint的基本使用 233 任务说明 233 知识引入：污点的标记与使用 233 任务实现 233 任务9.5 容忍度Toleration的基本使用 236 任务说明 236 知识引入：容忍度的概念与使用 237 任务实现 237 知识小结 240 习题实验 240 判断题 240 项目10 Pod水平自动伸缩 242 学习目标 242 知识目标 242 能力目标 242 素养目标 242 项目描述 242 任务10.1 计算Pod的数量 242 任务说明 242 知识引入：HPA基本概念与计算规则 243 任务实现 244 任务10.2 HPA应用部署与前期准备 244 任务说明 244 知识引入：HPA基本应用的一般流程 244 任务实现 245 任务10.3 HPA自动伸缩 247 任务说明 247 知识引入：资源占用情况查看 247 任务实现 247 知识小结 249 习题实验 250 实验题 250 项目11 Kubernetes包管理器Helm 251 学习目标 251 知识目标 251 能力目标 251 素养目标 251 项目描述 251 任务11.1 Helm的安装与仓库配置 252 任务说明 252 知识引入：Helm及其基本概念 252 任务实现 252 任务11.2 Helm应用部署——MariaDB数据库主从服务部署 254 任务说明 254 知识引入：Helm基本命令 254 任务实现 254 知识小结 258 习题实验 259 判断题 259 参考文献 260