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课程培训
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容器和Kubernetes架构体系培训课程
一、培训目标 本培训紧扣当下容器与Kubernetes（K8S）主流技术趋势及企业实战需求，摒弃过时技术、淘汰工具及旧实践思路，结合目前市场上主流技术方向（Docker最新稳定版、K8S最新稳定版、Containerd、CSI存储、CNI网络、Rancher、Prometheus+Grafana、RBAC），聚焦“云原生认知+容器实操+K8S架构与全模块落地”，系统覆盖云原生应用、容器基础、K8S核心概念、存储、网络、服务发布、资源调度及集群管理，兼顾理论与实操，帮助学员从0构建K8S分布式应用部署与运维能力，掌握企业级K8S最佳实践，为容器与K8S技术进阶及落地打下坚实基础，核心目标如下： • 1. 吃透云原生核心定义、技术范畴与关键技术点，熟悉当下云原生生态环境，建立系统化的云原生认知框架，明确容器与K8S在云原生体系中的核心地位。 • 2. 熟练掌握容器技术核心概念、镜像构建、生命周期管理、存储、网络及资源分配，具备容器日常管理、监控与运维的基础能力。 • 3. 深入理解K8S架构原理与核心概念，熟练掌握Pod、应用编排、配置管理、声明式API等核心内容，吃透Operator工作原理，具备K8S基础认知与实操能力。 • 4. 掌握K8S持久化存储实现逻辑、CSI存储插件编写基础，精通K8S存储管理核心技巧，适配企业级应用数据持久化需求。 • 5. 深入解析K8S网络模型、CNI插件、三层网络方案及网络策略，掌握容器跨主机网络通信原理，具备K8S网络配置与调试能力。 • 6. 熟练掌握K8S服务发现机制、Service与Ingress用法，精通服务发布、调试流程，实现应用高效、安全对外暴露。 • 7. 理解K8S资源模型与资源管理逻辑，吃透默认调度器运行机制、GPU管理及Device Plugin机制，具备K8S资源调度与优化能力。 • 8. 熟练使用Rancher创建与编排K8S集群，掌握RBAC权限控制、性能监控、日志收集、自动化扩展等集群管理核心技能。 • 9. 从0开始构建基于K8S的分布式应用部署与运维平台，掌握K8S自动化部署服务的方法，熟悉K8S在企业中的最佳实践与避坑要点。 二、适用对象 1. 具备一定服务端基础知识，对容器感兴趣的互联网从业者； 2. 想要进阶容器技术的软件开发人员； 3. 希望在容器时代大展拳脚的运维工程师和架构师； 4. 希望了解和学习容器技术背后原理的技术管理者、技术销售和市场从业者。 三、课程简介 本课程紧扣当下容器与Kubernetes主流技术趋势，摒弃过时知识，聚焦实战落地，帮助学员深入理解容器及Kubernetes的理论知识和日常操作，从0开始构建基于Kubernetes的分布式应用部署和运维平台，掌握如何使用Kubernetes自动化部署服务，熟悉Kubernetes在企业中的最佳实践，全面提升容器与K8S架构体系相关综合能力，适配不同岗位的技术进阶与落地需求，助力学员快速掌握容器与K8S核心技能，应对企业级实战场景挑战。 四、培训内容 专题一：云原生应用（基础认知专题） 核心目标：建立系统化的云原生认知，明确云原生定义、技术范畴与核心价值，熟悉云原生生态环境，夯实容器与K8S学习基础。 • 1.1 云原生（Cloud Native）的定义：详解当下主流云原生的核心定义、核心特征，结合企业级云原生实践，说明云原生的价值与落地意义，摒弃过时认知。 • 1.2 云原生技术范畴：梳理当下云原生核心技术范畴（容器、K8S、服务网格、IaC等），明确各技术的定位与协同关系，聚焦容器与K8S核心方向。 • 1.3 云原生关键技术点：深入讲解云原生关键技术（容器化、编排调度、微服务、可观测性等）的核心原理，聚焦与容器、K8S相关的关键技术，贴合实战需求。 • 1.4 云原生生态环境概览：介绍当下主流云原生生态体系，核心组件（Docker、K8S、Rancher、Prometheus等）的作用与协同逻辑，了解云原生生态发展趋势。 专题二：容器基本知识（容器基础专题） 核心目标：熟练掌握容器技术核心概念与实操技巧，覆盖镜像、生命周期、存储、网络等核心模块，具备容器日常管理与运维能力。 • 2.1 容器技术概念：详解容器的核心定义、隔离原理，对比容器与传统虚拟化、虚拟机的优势差异，说明容器在云原生体系中的核心价值。 • 2.2 容器的运行和镜像的构建：实操容器启动、停止、重启等运行操作，精通Docker镜像构建（Dockerfile编写）、镜像优化、镜像推送与拉取，掌握主流镜像管理技巧。 • 2.3 容器生命周期管理：详解容器的完整生命周期（创建、运行、暂停、停止、删除），掌握生命周期各阶段的管理方法与异常处理技巧。 • 2.4 容器的存储和网络：讲解容器主流存储方式（Volume、绑定挂载）的配置与使用，实操容器网络（Bridge、Overlay）配置，实现容器间、容器与外部的通信。 • 2.5 容器的资源分配：详解容器CPU、内存、GPU等资源的分配方法与限制配置，实操资源分配与优化，避免资源浪费与资源不足问题。 • 2.6 容器的管理、监控和运维：实操容器批量管理、状态查看、日志排查等核心操作，结合主流监控工具（cAdvisor、Prometheus），实现容器监控与运维可视化。 专题三：KUBERNETES核心概念（K8S基础专题） 核心目标：深入理解K8S架构原理与核心概念，吃透Pod设计模式、应用编排、声明式API等核心内容，具备K8S基础认知与实操能力。 • 3.1 KUBERNETES架构原理：详解K8S最新稳定版核心架构，控制平面（kube-apiserver、kube-scheduler等）与节点（kubelet、kube-proxy、Containerd）组件的协同逻辑，吃透K8S运行机制。 • 3.2 Pod和容器设计模式：详解Pod的核心定义、生命周期、调度逻辑，讲解当下主流容器设计模式（单容器Pod、多容器Pod、Sidecar等）的适用场景与实操配置。 • 3.3 应用编排和管理：实操K8S应用编排核心资源（Deployment、StatefulSet）的配置与使用，掌握应用的创建、更新、回滚、弹性伸缩等管理技巧。 • 3.4 应用配置管理：精通K8S应用配置管理核心组件（ConfigMap、Secret）的创建、配置与挂载，实现应用配置与容器解耦，掌握配置动态更新方法。 • 3.5 声明式API和编程范式：深入讲解K8S声明式API的核心原理、使用规范，对比命令式API的差异与优势，理解K8S声明式编程范式的核心逻辑。 • 3.6 Operator工作原理解读：详解Operator的核心定义、工作机制，说明其在K8S自定义资源管理中的核心价值，结合主流场景讲解Operator的应用方法。 专题四：KUBERNETES存储（K8S进阶专题-存储） 核心目标：掌握K8S存储核心原理与实操技巧，精通持久化存储实现、CSI插件编写基础，具备K8S存储管理与优化能力。 • 4.1 深入解析应用存储和持久化存储：讲解应用存储的核心需求，区分临时存储与持久化存储的差异，详解持久化存储的核心价值与适用场景。 • 4.2 KUBERNETES持久化存储的实现：实操K8S持久化存储核心组件（PV、PVC、StorageClass）的配置与使用，掌握存储资源动态供给与精细化管理方法。 • 4.3 编写存储插件CSI：讲解CSI（容器存储接口）的核心原理、规范与开发基础，实操CSI插件的简单编写、部署与调试，适配企业级自定义存储需求。 专题五：KUBERNETES网络（K8S进阶专题-网络） 核心目标：深入理解K8S网络核心原理，掌握CNI插件、网络方案、网络策略的配置与使用，具备K8S网络配置与调试能力。 • 5.1 深入解析容器跨主机网络：讲解容器跨主机网络的核心原理、实现方式，梳理跨主机网络的常见问题与解决方案，贴合企业级集群场景。 • 5.2 KUBERNETES网络模型和CNI插件：详解K8S网络模型（Pod网络、Service网络）的核心逻辑，介绍当下主流CNI插件（Calico、Flannel）的选型与配置。 • 5.3 KUBERNETES三层网络方案：深入讲解K8S三层网络（Pod网络、Service网络、Ingress网络）的协同逻辑，实操各层网络的配置与调试，实现应用全链路网络连通。 • 5.4 KUBERNETES网络策略：详解K8S网络策略的核心作用、配置规范，实操网络策略的创建与应用，实现Pod间网络访问控制，提升集群网络安全性。 专题六：KUBERNETES服务发布（K8S进阶专题-服务发布） 核心目标：熟练掌握K8S服务发现、服务发布与调试技巧，精通Service与Ingress用法，实现应用高效、安全对外暴露。 • 6.1 KUBERNETES服务发现机制：详解K8S服务发现的核心原理、实现方式（CoreDNS），实操服务发现的配置与验证，实现Pod间动态通信。 • 6.2 KUBERNETES服务的发布和调试：讲解K8S服务发布的核心流程、主流策略（滚动发布、灰度发布），实操服务发布、调试与异常排查方法。 • 6.3 Service和Ingress：实操Service核心类型（ClusterIP、NodePort、LoadBalancer）的配置与使用，精通Nginx Ingress控制器的部署、配置，实现域名路由、负载均衡、SSL终止功能。 专题七：KUBERNETES资源管理和调度（K8S进阶专题-资源调度） 核心目标：理解K8S资源模型与调度机制，掌握资源管理、调度优化、GPU管理等技巧，具备K8S资源高效管控能力。 • 7.1 KUBERNETES资源模型和资源管理：详解K8S资源模型（CPU、内存、GPU等）的核心定义，实操资源请求与限制的配置，掌握资源配额管理与优化方法。 • 7.2 KUBERNETES默认调度器的运行机制：深入讲解K8S默认调度器的核心逻辑、调度流程、调度策略，掌握调度异常的排查与优化技巧。 • 7.3 KUBERNETES GPU管理和Device Plugin机制：讲解K8S GPU资源管理的核心原理，实操GPU资源分配与使用，吃透Device Plugin机制的工作逻辑，适配AI、大数据等算力需求场景。 专题八：KUBERNETES群集实现和管理（K8S实战专题-集群管理） 核心目标：熟练使用Rancher创建与编排K8S集群，掌握集群权限控制、监控、日志、自动化扩展等核心技能，具备K8S集群全生命周期管理能力。 • 8.1 使用Rancher创建编排KUBERNETES群集：实操Rancher最新版本的部署与配置，掌握通过Rancher创建、编排、管理K8S集群的完整流程，适配企业级集群管理需求。 • 8.2 基于角色的权限控制：详解K8S RBAC（基于角色的访问控制）核心原理，实操角色、集群角色、权限绑定的配置，实现集群权限精细化管控，保障集群安全。 • 8.3 性能监控：实操K8S集群性能监控方案（Prometheus+Grafana）的部署、配置，掌握监控指标采集、告警规则设置，实现集群、Pod、应用全链路性能监控。 • 8.4 日志收集和管理：讲解K8S集群日志收集核心方案（EFK/ELK）的部署与配置，实操日志收集、检索、分析，实现集群日志集中化管理与故障排查。 • 8.5 自动化扩展：实操K8S HPA（Horizontal Pod Autoscaler）的配置与使用，结合监控指标实现应用Pod的自动扩缩容，应对高并发场景，提升资源利用率。
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