基础设施-容器化

容器化技术是现代云原生应用的基础，它提供了轻量级的应用隔离和标准化的应用交付方式。

容器技术基础

1. 容器核心概念

• 容器镜像
• 容器运行时
• 容器注册表
• 容器编排
• 容器网络

2. 容器标准

• OCI（开放容器倡议）
  • 运行时规范
  • 镜像规范
  • 分发规范
• CRI（容器运行时接口）
• CNI（容器网络接口）
• CSI（容器存储接口）

3. 主流容器技术

• Docker
  • 容器引擎
  • Docker Compose
  • Docker Swarm
• Containerd
• CRI-O
• Podman

Kubernetes基础

1. 核心概念

• Pod
  • 最小部署单元
  • 容器组合
  • 资源共享
• 控制器
  • Deployment
  • StatefulSet
  • DaemonSet
  • Job/CronJob
• 服务
  • Service
  • Ingress
  • NetworkPolicy

2. 架构组件

• 控制平面
  • API Server
  • etcd
  • Controller Manager
  • Scheduler
• 数据平面
  • Kubelet
  • Container Runtime
  • Kube-proxy

Kubernetes部署与管理

1. 集群部署

# 使用kubeadm初始化主节点
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

# 配置kubectl
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

# 安装网络插件（以Calico为例）
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

# 添加工作节点
kubeadm join <master-ip>:<port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash <hash>

2. 应用部署

# 部署示例
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

3. 服务暴露

# Service示例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: LoadBalancer

容器化最佳实践

1. 镜像管理

• 镜像构建优化
• 镜像安全扫描
• 镜像版本控制
• 镜像仓库管理

2. 应用设计

• 微服务架构
• 无状态设计
• 健康检查
• 配置管理
• 日志收集

3. 运维管理

• 监控告警
  • Prometheus
  • Grafana
• 日志管理
  • EFK/ELK
• 安全管理
  • RBAC
  • NetworkPolicy
  • PodSecurityPolicy

4. 高可用设计

• 多副本部署
• 滚动更新
• 自动扩缩容
• 故障转移
• 灾难恢复

云原生生态

1. 服务网格

• Istio
• Linkerd
• Consul

2. 无服务器计算

• Knative
• OpenFaaS
• Kubeless

3. GitOps工具

• ArgoCD
• Flux
• Jenkins X

4. 开发工具

• Helm
• Kustomize
• Skaffold
• Telepresence

参考资料

• Kubernetes官方文档：https://kubernetes.io/docs/
• Docker文档：https://docs.docker.com/
• 云原生计算基金会：https://www.cncf.io/
• Kubernetes最佳实践：https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/overview/
• 容器安全指南：https://kubernetes.io/docs/concepts/security/