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k8s系统学习路径

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:applycreatedeletegetdescribe
• 调试命令:logsexecport-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):requestslimits
• 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!

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