膜拜!阿里内部都在强推的K8S(kubernetes)学习指南，不能再详细了

比眉伴天荒 2024-04-03 09:52 60阅读 0赞

过去几年，以 docker、kubernetes 为代表的容器技术已发展为一项通用技术，BAT、滴滴、京东、头条等大厂，都争相把容器和 k8s 项目作为技术重心，试图“放长线钓大鱼”。

就说阿里吧，目前基本所有业务都跑在云上，其中有一半已迁移到自己定制 kubernetes 集群上。据说，今年计划完成 100% 基于 k8s 集群的业务部署。而服务网格这块儿，在阿里的一些部门（比如蚂蚁金服），已经有线上业务在用了。

这充分说明了容器在当今软件研发领域的地位。所以，掌握容器技术自然成为很多公司在招聘时的重要选项。

但是，容器技术本身偏向运维，namespace 资源隔离、cgroups 资源限制等概念，对开发者来说，理解起来比较困难。这几年，在跟朋友探讨 k8s 落地时，也有一些问题被反反复复地提及，比如：

*  为什么容器里只能跑“一个进程”？
 *  原先一直用的某个 JVM 参数，在容器里就不好使了？
 *  为什么 kubernetes 不能固定 IP 地址？容器网络连不通，该如何 debug？
 *  k8s 中 statefulSet 和 operator 到底什么区别？pv 和 pvc 又该怎么用？

这些问题的答案和原理并不复杂。但对初学者来说，很难用一两句话就解释清楚。因为容器技术涉及操作系统、网络、存储、调度、分布式原理等等方方面面的知识，是个名副其实的全栈技术。

而其技术体系里那些“牵一发而动全身”的主线，比如 Linux 进程模型对容器本身的重要意义，“控制器”模式对整个 k8s 项目提纲挈领的作用等等，并不会详细展现在 docker 或 kubernetes 官方文档中，但偏偏就是它们，才是掌握容器技术体系的精髓所在。

在这里分享我偶然间得到的一份文档，该文档将K8S分为理论和实践两个部分进行讲解，双管齐下，事半功倍，让我们来看看文档内容

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理论模块

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理解集群控制器

基本上来说，K8S集群的控制器，其实扮演着集群大脑的角色。有了控制器，K8S集群才有机会摆脱机械和被动，变成一个自动、智能、有大用的系统。

*  控制器原理
 *  统一入口
 *  控制器
 *  控制器管理器
 *  SharedInformer
 *  ListWatcher
 *  服务控制器
 *  路由控制器

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集群网络详解

我们主要通过网络搭建和通信两个角度去分析K8S集群网络。其中网络搭建包括初始阶段，集群阶段，节点阶段以及Pod阶段，这么分类有助于我们理解这些复杂的配置。而理解了各个配置，集群通信原理就比较容易理解了。

*  集群网络搭建
 *  通信

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集群伸缩原理

总体上来说，K8S集群节点的增加与减少，主要涉及四个组件，分别是Cluster Autoscaler，ESS， 管控以及节点本身(准备或清理)。根据场景不同，我们需要排查不同的组件。其中Cluster Autoscaler是一个普通的Pod，其日志的获取和其他Pod无异；ESS弹性伸缩有其专门的控制台，我们可以在控制台排查其伸缩配置、伸缩规则等相关子实例日志和状态；而管控的日志，可以通过查看日志功能来查看；最后，对于节点的准备与清理，其实就是排查对应的脚本的执行过程。

*  节点增加原理
 *  手动添加已有节点
 *  自动添加已有节点
 *  集群扩容
 *  自动伸缩
 *  节点减少原理

![3ba772339ecb20795e4a11723e55bfe6.png][]

认证与调度

在这节中，我们以一个简单的容器化web程序为例，着重分析了客户端怎么样通过Kubernetes集群API Server认证，以及容器应用怎么样被分派到合适节点这两件事情。

*  “关在笼子里”的程序
 *  双向数字证书验证
 *  KubeConfig文件
 *  Pod配置

![de02ed88a5ffaef2948edb109ec86781.png][]

集群服务的三个要点和一种实现

*  K8S集群服务的本质是什么
 *  自带通信员
 *  把服务照进现实
 *  过滤器框架
 *  节点网络
 *  升级过滤器框架
 *  用自定义链实现服务的反向代理

![32a81d1e04d3c59c0ca081c48905d36c.png][]

镜像拉取

*  理解OAuth2.0协议
 *  Docker扮演的角色
 *  K8s实现的私有镜像自动拉取
 *  阿里云实现的Acr credential helper

![5dc467eb360eb29506d0bb1389d2434b.png][]

实践

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读懂这一篇，集群节点不下线

*  需要知道的Kubernetes知识
 *  什么是PLEG
 *  容器runtime
 *  Docker Daemon调用栈分析
 *  Containerd调用栈分析
 *  什么是Dbus
 *  RunC请求Dbus
 *  Systemd
 *  Live Debugging
 *  问题修复

![49f8a2dc16763fb078b4f4d759e9cc72.png][]

节点下线姊妹篇

*  问题现象
 *  止步不前的 PLEG
 *  无响应的 Terwayd

![5dec9bb9df6fb1ef5cd581152a843862.png][]

我们为什么会删除不了集群的命名空间?

*  从集群入口开始
 *  Controller 在做什么？
 *  API、Group、Version
 *  Controller 为什么不能删除命名空间里的资源
 *  节点与 Pod 之间的通信
 *  Route Controller 为什么不工作？
 *  集群节点访问云资源

![d2ca7a2f504a6a59af660aa011925f6a.png][]

阿里云ACK产品安全组配置管理

*  安全组在 ACK 产品中扮演的角色
 *  安全组与 ACK 集群网络
 *  怎么样管理 ACK 集群的安全组规则
 *  限制集群访问外网
 *  IDC 与集群互访
 *  使用新的安全组管理节点
 *  典型问题与解决方案
 *  使用多个安全组管理集群节点
 *  限制集群访问公网或者运营级 NAT 保留地址
 *  容器组跨节点通信异常

![f834eac9e781afa6baec4d1a51bef704.png][]

二分之一活的微服务

*  代理与代理的生命周期管理
 *  就绪检查的实现
 *  控制面和数据面

![3d70d2d6abc08d58308deaa411f05409.png][]

半夜两点Ca证书过期问题处理惨况总结

*  不断重启的 Citadel
 *  一般意义上的证书验证
 *  Citadel 证书体系

![f217f86bd02ad796c09759f3469057b5.png][]

> 以上就是这份文档的概况，一次搞懂6个核心原理吃透基础理论，学会6个典型问题的华丽操作，不管是架构师还是开发者，又或是运维，都能够从中学到不少。上面的文档已整理成册，感兴趣的朋友可以【转发】+【关注】后，**私信我**即可获得免费领取方式

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