Module 02 · Kubernetes Basics
Introduction to KubernetesKubernetes 简介课程笔记
学习目标
观看完本视频后，你将能够：
- 定义 Kubernetes 💡
- 说明 Kubernetes 不是什么 🚫
- 理解 Kubernetes 的核心概念 🧩
- 描述 Kubernetes 的主要功能 ⚙️
- 概览 Kubernetes 生态系统 🌍
一、Kubernetes 是什么？
官方文档定义：
Kubernetes 是一个开源系统，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。
- 由 Google 开发，现由 Cloud Native Computing Foundation（CNCF） 维护。
- 具有高度的可移植性，可跨云（公有云、私有云）及本地环境运行。
- 已成为容器编排的 事实标准（de facto standard）。
- 拥有快速增长的生态系统，被视为“容器编排的首选方案”。
- Kubernetes as a Service（KaaS）作为“容器即服务（CaaS）”的延伸发展而来。
🌀 Kubernetes 的核心特征：
- 采用声明式管理方式（Declarative Management）；
- 自动执行达到目标状态所需的所有操作；
- 实现自动部署、扩缩容与生命周期管理。
二、Kubernetes 不是什么
| ❌ 误区 | ✅ 事实 |
|---|---|
| 不是传统的 PaaS（平台即服务） | 它是一个灵活的模型，支持多种类型工作负载 |
| 不是僵化或带有固定模式的系统 | 可运行无状态、有状态及数据处理类应用 |
| 不提供 CI/CD 流水线 | 不负责源码构建或持续部署 |
| 不规定日志、监控和告警方案 | 可自由选择第三方或开源工具 |
| 不内置中间件、数据库等服务 | 用户可自行整合所需组件 |
✨ 总结：Kubernetes 更像是一个可扩展的框架，而非“一站式平台”。
三、Kubernetes 核心概念
1. Pods（容器组）
- 最小的可部署计算单元。
- 每个 Pod 拥有唯一 IP 地址。
- 多个 Pod 可共享同一个 DNS 名称。
2. Services（服务）
- 用于暴露运行在多个 Pod 上的应用。
- 提供稳定的网络访问方式。
3. Storage（存储）
- 支持 持久性存储（Persistent）与 临时性存储（Ephemeral）。
4. Configuration（配置）
- 资源配置方式，用于定义 Pod 的行为与依赖。
5. Security（安全性）
- 为云原生工作负载提供安全机制；
- 控制 Pod 与 API 的访问权限。
6. Policies（策略）
- 定义资源组的规则；
- 确保 Pod 能正确匹配节点并由 kubelet 运行。
7. Scheduling & Eviction（调度与驱逐）
- 调度器将 Pod 分配到合适节点；
- 资源不足时主动终止部分 Pod。
8. Preemption（抢占）
- 实现优先级控制；
- 允许高优先级 Pod 抢占低优先级 Pod 的资源。
9. Cluster Administration（集群管理）
- 提供创建与维护集群所需的所有配置与操作指令。
四、Kubernetes 功能与能力
1. 自动化部署与回滚
- 自动执行应用或配置的变更；
- 支持健康监测与回滚。
2. 存储编排
- 可自动挂载本地存储、网络存储或公有云存储。
3. 水平扩展（Horizontal Scaling）
- 根据指标或命令自动扩缩容工作负载。
4. 自动化装箱（Bin Packing）
- 自动放置容器以提高资源利用率与成本节约；
- 在保证高可用的前提下，混合运行关键任务与普通任务。
5. 机密与配置管理
- 管理敏感信息（如密码、OAuth Token、SSH Key）；
- 可在不重建镜像的情况下更新机密与配置。
6. 双栈网络支持
- 同时支持 IPv4 与 IPv6 地址。
7. 自愈（Self-Healing）
- 自动替换失败的容器；
- 恢复无响应的 Pod。
8. 服务发现与负载均衡
- 通过 IP 地址或 DNS 名称发现 Pod；
- 实现流量负载均衡与高可用。
9. 可扩展性
- 可在不修改源代码的前提下，为集群添加新特性。
五、Kubernetes 生态系统
Kubernetes 拥有庞大且不断扩展的生态系统，涵盖服务、工具与支持体系：
| 类型 | 代表厂商/工具 |
|---|---|
| 公有云提供商 | Prisma、IBM、Google、AWS |
| 开源框架提供商 | Red Hat、VMware、SUSE、Mesosphere、Docker、Cloud Foundry |
| 管理平台提供商 | DigitalOcean、Loodse、SUPERGIANT、CloudSoft、Turbonomic、Techtonic、Weaveworks |
| 工具提供商 | JFrog、Univa、Aspen Mesh、Bitnami、Cloud 66 |
| 监控与日志提供商 | SumoLogic、Datadog、New Relic、Iguazio、Grafana、SignalFX、Sysdig、Dynatrace |
| 安全提供商 | Guardicore、BlackDuck、Yubico、Cilium、Aqua、Twistlock、Alcide |
| 负载均衡提供商 | AVI Networks、VMware、NGINX |
🔄 这些组件共同构成 Kubernetes 运行所需的完整生态体系，从镜像构建、镜像仓库、监控告警到 CI/CD 全流程。
六、总结
✅ Kubernetes 是：
- 一个 高可移植性、水平可扩展 的开源容器编排系统；
- 拥有自动化部署与简化管理能力；
- 具备丰富的核心概念与功能模块（Pods、Services、Scheduling、Security 等）；
- 支持自动回滚、扩缩容、自愈与双栈网络等高级特性；
- 建立了庞大的生态系统，涵盖云厂商、工具链、监控、安全与负载均衡等领域。
🎶 Kubernetes——现代云原生架构的中枢引擎。 🚀