Kubernetes学习指北

一、 大纲

1. 了解基础概念

概念说明
Pod最小的调度单位，一个 Pod 可以包含一个或多个容器
NodeKubernetes 集群的工作节点
Deployment管理 Pod 的副本和升级策略
Service用于 Pod 间通信和对外暴露
ConfigMap / Secret配置和敏感信息管理
Volume数据卷，用于持久化数据
Namespace命名空间，多租户环境的逻辑隔离
Ingress对外 HTTP/HTTPS 流量管理
kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-managerMaster 组件，负责调度、管理集群

2. 核心组件及职责 （必须的核心组件）

  1. kube-apiserver （API 服务器）
    • 作用：
      • 集群的 大脑入口
      • 负责 接收请求（kubectl、Dashboard、其他服务），然后转给 etcd 或控制器
      • 所有组件（scheduler、controller、kubelet）都通过它通信。
    • 像是办事大厅，所有人（开发、运维、调度器）都必须来这里递交申请。
  2. kube-scheduler （调度器） * 作用：
    • 负责 给 Pod 找宿主机。
    • 根据 资源情况（CPU、内存）、约束（亲和性、污点）、策略 来决定 Pod 放在哪个 Node 上。 * 像是一个 派单员，根据司机（Node）的空闲情况，把订单（Pod）分配给合适的人。
  3. kube-controller-manager （控制器管理器） * 作用：
    • 内部包含很多 控制器（controller），比如：
      • Deployment Controller：保证副本数量正确
      • Node Controller：监控节点状态。
      • Endpoint Controller：维护 Service → Pod 的映射。
    • 核心任务是：对比实际状态和期望状态，不断修正。 * 像是一个 巡检员，不停检查「理想状态」和「现实情况」是不是一致，如果发现差错，就赶紧修正。
  4. kubelet （节点代理）
    • 作用：
      • 跑在每个 Node 上的 代理。
      • 负责和 kube-apiserver 交互，接收“要运行哪些 Pod”。
      • 调用底层 容器运行时（containerd、CRI-O、Docker） 来真正启动容器。
      • 还会 汇报 Pod 和 Node 的运行状态。 * 像是 工地上的施工队长，接到上级（apiserver）的命令，就去调度工人（containerd）建房子（Pod）。
  5. etcd
    • 作用：
      • 分布式键值存储，保存集群的所有状态（Pod、Service、配置等）
  * 像是 工地上的施工队长，接到上级（apiserver）的命令，就去调度工人（containerd）建房子（Pod）
  1. 容器运行时（Container Runtime，如 containerd、CRI-O、DockerShim）
    • 作用：
      • kubelet 本身不会直接运行容器，它要依赖运行时。
      • 真正负责创建和运行容器的底层引擎。
    • 常见的有
      • containerd（最主流，K8s 默认推荐）
      • CRI-O（轻量化，专门为 K8s 服务）
      • Docker（以前常用，但现在 K8s 不直接依赖它了，而是通过 containerd） * 比喻：工人，真正搬砖盖房子（运行容器）。

3. 网络插件（通常必须）

  • Flannel / Calico / Cilium / Weave 等
  • 作用：
    • Kubernetes 默认不带跨节点网络，需要 CNI 插件：
    • 提供 Pod 跨节点通信的网络能力。
    • 在多节点集群中 必须（单节点集群不一定需要）

4. 常用工具

  1. kubectl
    • 集群客户端工具，用于执行命令、部署应用。
    • 从严格意义上来说 不是集群必须，但管理集群时必不可少。
  2. kubeadm
    • 安装和初始化 Kubernetes 的工具。
    • kubeadm init 的时候会用静态 Pod 的方式自动在 control-plane 节点上拉取(apiserver、scheduler、controller-manager、etcd)这些镜像并启动
    • 不是必须，也可以手动部署 K8s（kubeadm 只是简化安装）。

5. 环境搭建

  1. 方案 A：单机多节点学习（推荐）Kubernetes学习指北之单节点集群
  2. 方案 B：一键单机集群（开发学习） Kubernetes学习指北之单节点集群

6. 学习操作命令

  1. 安装 kubectl
  2. 常用命令：
    kubectl get nodes          # 查看节点
kubectl get pods           # 查看 Pod
kubectl get svc            # 查看服务
kubectl describe pod POD   # 查看 Pod 详情
kubectl logs POD           # 查看容器日志
kubectl apply -f file.yaml # 创建资源
kubectl delete -f file.yaml # 删除资源

7. 部署简单应用

8. 进阶

  • ConfigMap / Secret / Volume：学习如何管理配置和数据

  • Deployment / StatefulSet / DaemonSet：理解无状态和有状态应用部署

  • Ingress / NetworkPolicy：掌握流量和安全策略

  • Helm：学习用 Helm 管理复杂应用（如 MySQL、Redis、Consul、Kong）

9. 学习资源

  • 官方文档：https://kubernetes.io/zh/docs/