第10章 企业级容器管理平台Kubernetes-【千锋教育】Linux容器云实战——Docker与Kubernetes集群（慕课版）同步教案

课程名称 第10章 企业级容器管理平台Kubernetes 计划学时 2学时 内容分析 本章主要介绍容器编排初识、Kubernetes体系结构、深入理解Kubernetes 教学目标 与教学要求 要求学生了解Kubernetes的发展史、掌握Kubernetes的基础知识、掌握Kubernetes的核心概念 教学重点 Kubernetes体系结构、深入理解Kubernetes 教学难点 Kubernetes体系结构、深入理解Kubernetes 教学方式 课堂讲解及ppt演示 教 学 过 程 第一课时 （容器编排初识） 了解容器知识 1.介绍本书，引出本课时的主题 Docker本身非常适合用于管理单个容器，但真正的生产环境还会涉及多个容器的封装和服务之间的协同处理。这些容器必须跨多个服务器主机进行部署与连接，单一的管理方式满足不了业务需求。Kubernetes是一个可以实现跨主机管理容器化应用程序的系统，是容器化应用程序和服务生命周期管理平台，它的出现不仅解决了多容器之间数据传输与沟通的瓶颈，而且还促进了容器技术的发展。本章将详细介绍Kubernetes的发展与基本的体系结构。 2.明确学习目标 （1） 能够掌握企业架构的演变 （2） 能够掌握常见的容器编排工具 （3） 能够掌握Kubernetes的设计理念 （4） 能够掌握Kubernetes的优势 知识讲解 · 企业架构的演变 企业中的系统架构是实现系统正常运行和服务高可用、高并发的基础。随着时代与科技的发展，系统架构经过三个阶段的演变，实现了从早期单一服务器部署到现在的容器部署方式的改变。 1.传统时代 早期，企业在物理服务器上运行应用程序，无法为服务器中的应用程序定义资源边界，导致系统资源分配不均匀。例如，一台物理服务器上运行着多个应用程序，可能存在一个应用程序占用大部分资源的情况，其它应用程序的可用资源因此减少，造成程序运行表现不佳。当然也可以在多台物理服务器上运行不同的应用程序，但这样资源并未得到充分利用，也增加了企业维护物理服务器的成本。 2.虚拟化时代 虚拟化技术可以在物理服务器上虚拟出硬件资源，以便在服务器的CPU上运行多个虚拟机（Virtual Machine，VM）。每个VM不仅可以在虚拟化硬件之上运行包括操作系统在内的所有组件，而且相互之间可以保持系统和资源的隔离，从而在一定程度上提高了系统的安全性。虚拟化有利于更好地利用物理服务器中的资源，实现更好的可扩展性，从而降低硬件成本。 3.容器化时代 容器化技术类似于虚拟化技术，不同的是容器化技术是操作系统级的虚拟，而不是硬件级的虚拟。每个容器都具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等，并且它们使用的计算资源是可以被限制的。应用服务运行在容器中，各容器可以共享操作系统（Operating System，OS）。因此，容器化技术具有轻质、宽松隔离的特点。因为容器与底层基础架构和主机文件系统隔离，所以跨云和操作系统的快速分发得以实现。 企业中系统架构的演变如图所示。 · 常见的容器编排工具 容器的出现和普及为开发者提供了良好的平台和媒介，使开发和运维工作变得更加简单与高效。随着企业业务和需求的增长，在大规模使用容器技术后，如何对这些运行的容器进行管理成为首要问题。在这种情况下，容器编排工具应运而生，最具代表性的有以下三种。 1.Apache公司Mesos Mesos是Apache旗下的开源分布式资源管理框架，由美国加州大学伯克利分校的AMPLab（Algorithms Machine and People Lab，算法、计算机和人实验室 ）开发。Mesos早期通过了万台节点验证，2014年之后又被广泛使用在eBay 、Twitter等大型互联网公司的生产环境中。 2.Docker公司三剑客 容器诞生后，Docker公司就意识到单一容器体系的弊端，为了能够有效地解决用户的需求和集群中的瓶颈，Docker公司相继推出Machine、Compose、Swarm项目。 Macheine项目由Go语言编写，可以实现Docker运行环境的安装与管理。实现批量在指定节点或平台上安装并启动Docker服务。 Compose项目由python语言编写，可以实现基于Docker容器多应用服务的快速编排，其前身是开源项目Fig。Compose项目使用户可以通过单独的YAML文件批量创建自定义的容器，并通过API（Application Programming Interface，应用程序接口）对集群中Docker服务进行管理。 Swarm项目基于Go语言编写，支持原生态的Docker API和Docker网络插件，很容易实现跨主机集群部署。 3.Google公司Kubernetes Kub