一、Kubernetes 是什么？

Kubernetes 是一个开源的容器编排引擎，用于自动化容器化应用的部署、扩展和管理。它源自 Google，其设计灵感来源于该公司多年运行大规模生产工作负载的经验。

核心价值：

• 服务发现与负载均衡：自动将流量分配到健康的容器。
• 存储编排：自动挂载存储系统（本地、云存储）。
• 自动发布与回滚：可控地部署应用版本，出错时立即回滚。
• 自我修复：重启失败容器、替换并杀死不健康的容器。
• 密钥与配置管理：安全地存储和管理敏感信息。

二、核心架构与组件

Kubernetes 采用主从（Master-Node）架构。

1. 控制平面 (Control Plane / Master)

• kube-apiserver：集群的前端和总网关，所有内外部请求都必须通过它。
• etcd：一个高可用的键值数据库，是 Kubernetes 存储所有集群数据的唯一真实数据源。
• kube-scheduler：负责调度 Pods 到合适的 Node 上（根据资源需求、策略等因素）。
• kube-controller-manager：运行着多种控制器，这些控制器负责处理集群中的常规任务（如确保 Pod 数量、处理节点故障等）。
• cloud-controller-manager：用于与底层云提供商（如 AWS、Azure）的 API 交互。

2. 工作节点 (Worker Nodes)

• kubelet：节点上的代理，负责与控制平面通信，管理本节点上 Pod 的生命周期。
• kube-proxy：维护节点上的网络规则，实现服务负载均衡。
• 容器运行时 (Container Runtime)：负责运行容器的软件，如 containerd、CRI-O。

3. 抽象概念：Pod

• Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署和管理的计算单元。
• 一个 Pod 包含一个或多个容器（一般是一个）、存储资源和唯一的网络 IP。
• 同一个 Pod 中的容器共享网络命名空间和存储卷，可以通过 localhost 相互通信。

三、核心对象与概念

四、基本操作流程（示例：部署一个应用）

1. 编写 YAML 声明文件 (my-app.yaml)

Kubernetes 采用声明式 API，你告知它“期望的状态是什么”，它负责调整当前状态以达到期望状态。

# 创建一个 Deployment，它负责管理 Pod
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-web-app
spec:
  replicas: 3 # 期望运行 3 个副本（Pod）
  selector:
    matchLabels:
      app: my-web-app
  template: # 这是 Pod 的模板
    metadata:
      labels:
        app: my-web-app # 这个标签很重大，Service 靠它识别 Pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.25 # 容器镜像
        ports:
        - containerPort: 80 # 容器暴露的端口
---
# 创建一个 Service，为上面的 Pod 提供固定访问入口
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-web-app-service
spec:
  selector:
    app: my-web-app # 选择所有带有 `app: my-web-app` 标签的 Pod
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80 # Service 的端口
      targetPort: 80 # 容器端口
  type: LoadBalancer # 如果是云平台，会创建一个外部负载均衡器

2. 使用kubectl部署

kubectl 是与 Kubernetes 集群交互的命令行工具。

# 应用 YAML 文件，创建资源
kubectl apply -f my-app.yaml

# 查看 Deployment 状态
kubectl get deployments

# 查看 Pod 状态（每个 Pod 都是一个运行中的容器实例）
kubectl get pods

# 查看 Service 状态，获取外部访问地址（EXTERNAL-IP）
kubectl get services

3. 其他常用命令

# 查看日志（排查问题）
kubectl logs <pod-name>

# 进入容器内部（调试）
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash

# 查看详细的资源描述
kubectl describe pod <pod-name>

# 删除资源
kubectl delete -f my-app.yaml

五、学习路径提议

1. 本地搭建环境：使用 minikube 或 kind 快速在本地搭建一个单节点 K8s 集群进行实验。
2. 掌握核心概念：彻底理解 Pod, Deployment, Service 这三个最核心的对象。
3. 练习 YAML 编写：熟能生巧，理解每个字段的含义。
4. 学习存储（Volume/PVC）和配置（ConfigMap/Secret）。
5. 探索进阶概念：Ingress（7层路由）、StatefulSet（部署有状态应用）、Helm（包管理工具）。