Kubernetes集群實(shí)戰(zhàn)（微課版）-授課計(jì)劃

******學(xué)院學(xué)期授課計(jì)劃20**-20**學(xué)年度第*學(xué)期編碼：系部教研室任課教師課程名稱Kubernetes集群運(yùn)維課程性質(zhì)必修大綱代碼授課學(xué)時(shí)64實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)26授課班級(jí)執(zhí)行課程標(biāo)準(zhǔn)（教學(xué)大綱）說(shuō)明教學(xué)大綱規(guī)定學(xué)時(shí)64總授課學(xué)時(shí)58相差百分比說(shuō)明：總復(fù)習(xí)和考試共6學(xué)時(shí)序號(hào)授課內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)資源及作業(yè)1學(xué)習(xí)情境一：從Docker容器轉(zhuǎn)向Kubernetes云原生項(xiàng)目1從Docker轉(zhuǎn)向Kubernetes任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)與安裝Docker1.1.1應(yīng)用程序部署方式的演變1.1.2什么是Docker1.1.3Docker架構(gòu)1.1.4Docker版本演示：任務(wù)1.1.1安裝DockerEngine任務(wù)1.2掌握Docker的基本操作方法1.2.1Docker鏡像基礎(chǔ)知識(shí)1.2.2Docker容器基礎(chǔ)知識(shí)1.2.3Docker注冊(cè)中心與倉(cāng)庫(kù)任務(wù)1.3構(gòu)建鏡像并將應(yīng)用程序容器化1.3.1鏡像的構(gòu)建1.3.2應(yīng)用程序鏡像的內(nèi)容1.3.3應(yīng)用程序容器化的基本步驟任務(wù)1.4轉(zhuǎn)向Kubernetes1.4.1什么是Kubernetes1.4.2為什么要使用Kubernetes1.4.3Kubernetes的主要特性1.4.4Kubernetes與云原生任務(wù)1.4.1了解Kubernetes的應(yīng)用任務(wù)1.4.2了解Kubernetes在國(guó)內(nèi)企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目12、微課視頻作業(yè)：理論題2學(xué)習(xí)情境一：從Docker容器轉(zhuǎn)向Kubernetes云原生項(xiàng)目1從Docker轉(zhuǎn)向Kubernetes實(shí)驗(yàn)課任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)與安裝Docker任務(wù)1.1.2了解docker命令的基本用法任務(wù)1.1.3運(yùn)行一個(gè)容器任務(wù)1.2掌握Docker的基本操作方法任務(wù)1.2.1掌握鏡像和容器的基本操作方法任務(wù)1.2.2自建Docker注冊(cè)中心任務(wù)1.3構(gòu)建鏡像并將應(yīng)用程序容器化任務(wù)實(shí)現(xiàn)將應(yīng)用程序容器化2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目12、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)3學(xué)習(xí)情境二：搭建Kubernetes集群項(xiàng)目2部署Kubernetes集群任務(wù)2.1創(chuàng)建Kubernetes集群2.1.1Kubernetes集群的組件2.1.2控制平面節(jié)點(diǎn)組件2.1.3工作節(jié)點(diǎn)組件2.1.4功能插件2.1.5Kubernetes部署方式2.1.6kubeadm工具2.1.7高可用Kubernetes集群任務(wù)2.2部署和使用KubernetesDashboard2.2.1Kubernetes集群資源管理方式2.2.2KubernetesDashboard的功能2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目22、微課視頻作業(yè)：理論題4學(xué)習(xí)情境二：搭建Kubernetes集群項(xiàng)目2部署Kubernetes集群實(shí)驗(yàn)課任務(wù)2.1創(chuàng)建Kubernetes集群任務(wù)2.1.2準(zhǔn)備Kubernetes集群安裝環(huán)境任務(wù)2.1.3部署Kubernetes集群節(jié)點(diǎn)任務(wù)2.1.4安裝Pod網(wǎng)絡(luò)插件任務(wù)2.1.5測(cè)試Kubernetes集群任務(wù)2.1.6使用containerd命令行工具任務(wù)2.2部署和使用KubernetesDashboard任務(wù)2.2.1安裝KubernetesDashboard任務(wù)2.2.2使用KubernetesDashboard2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目22、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)5學(xué)習(xí)情境三：熟悉Kubernetes的基本操作項(xiàng)目3熟悉Kubernetes基本操作任務(wù)3.1理解和使用Kubernetes對(duì)象3.1.1什么是Kubernetes對(duì)象3.1.2Kubernetes對(duì)象的規(guī)約和狀態(tài)3.1.3描述Kubernetes對(duì)象3.1.4Kubernetes對(duì)象的管理方法3.1.5對(duì)象的名稱和UID3.1.6標(biāo)簽和注解3.1.7名稱空間示范：任務(wù)3.1.1創(chuàng)建Kubernetes對(duì)象任務(wù)3.2使用kubectl命令3.2.1kubectl命令的基本用法3.2.2kubectl常用子命令3.2.3kubectl命令支持的資源類型3.2.4kubectl命令支持的輸出格式示范：任務(wù)3.2.1熟悉kubectl命令的用法任務(wù)3.3創(chuàng)建和管理Pod3.3.1什么是Pod3.3.2Pod與容器3.3.3Pod的定義3.3.4Pod的生命周期3.3.5Pod的健康檢查機(jī)制2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目32、微課視頻作業(yè)：理論題6學(xué)習(xí)情境三：熟悉Kubernetes的基本操作實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目3熟悉Kubernetes基本操作任務(wù)3.1理解和使用Kubernetes對(duì)象任務(wù)3.1.2操作對(duì)象的標(biāo)簽任務(wù)3.1.3操作名稱空間控程序任務(wù)3.2使用kubectl命令任務(wù)3.2.2使用kubectl命令輔助生成YAML文件任務(wù)3.3創(chuàng)建和管理Pod任務(wù)3.3.1創(chuàng)建多容器Pod任務(wù)3.3.2為Pod及其容器設(shè)置資源配額任務(wù)3.3.3實(shí)現(xiàn)Pod容器的健康檢查2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目32、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)7學(xué)習(xí)情境四：在Kubernetes集群中部署和運(yùn)行應(yīng)用程序項(xiàng)目4部署和運(yùn)行應(yīng)用程序任務(wù)4.1使用Deployment運(yùn)行無(wú)狀態(tài)應(yīng)用程序4.1.1工作負(fù)載資源與控制器4.1.2ReplicationController、ReplicaSet和Deployment4.1.3Deployment的應(yīng)用場(chǎng)景4.1.4Deployment的基本用法示范：任務(wù)4.1.1創(chuàng)建Deployment示范：任務(wù)4.1.2測(cè)試Deployment的自動(dòng)修復(fù)功能2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目42、微課視頻作業(yè)：理論題8學(xué)習(xí)情境四：在Kubernetes集群中部署和運(yùn)行應(yīng)用程序項(xiàng)目4部署和運(yùn)行應(yīng)用程序任務(wù)4.2使用DaemonSet部署集群守護(hù)進(jìn)程集4.2.1什么是DaemonSet4.2.2DaemonSet的應(yīng)用場(chǎng)景任務(wù)4.3運(yùn)行一次性任務(wù)與定時(shí)任務(wù)4.3.1Job與一次性任務(wù)4.3.2CronJob與定時(shí)任務(wù)示范：任務(wù)4.3.1使用Job運(yùn)行一次性任務(wù)2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目42、微課視頻作業(yè)：理論題9學(xué)習(xí)情境四：在Kubernetes集群中部署和運(yùn)行應(yīng)用程序?qū)嶒?yàn)課項(xiàng)目4部署和運(yùn)行應(yīng)用程序任務(wù)4.1使用Deployment運(yùn)行無(wú)狀態(tài)應(yīng)用程序任務(wù)4.1.3更新Deployment任務(wù)4.1.4回滾Deployment任務(wù)4.1.5暫停、恢復(fù)Deployment的更新過(guò)程任務(wù)4.1.6擴(kuò)縮容Deployment任務(wù)4.2使用DaemonSet部署集群守護(hù)進(jìn)程集任務(wù)4.2.1使用DaemonSet部署日志收集守護(hù)進(jìn)程集任務(wù)4.2.2管理DaemonSet部署的集群守護(hù)進(jìn)程集任務(wù)4.3運(yùn)行一次性任務(wù)與定時(shí)任務(wù)任務(wù)4.3.2使用CronJob運(yùn)行定時(shí)任務(wù)2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目42、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)10學(xué)習(xí)情境五：在Kubernetes集群中發(fā)布應(yīng)用程序項(xiàng)目5發(fā)布應(yīng)用程序任務(wù)5.1使用Service發(fā)布應(yīng)用程序5.1.1什么是Service5.1.2通過(guò)Endpoints理解Service的工作機(jī)制演示：創(chuàng)建Service以驗(yàn)證Endpoints5.1.3Service的負(fù)載均衡機(jī)制5.1.4Service的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制5.1.5定義Service5.1.6Service類型5.1.7無(wú)頭Service5.1.8多端口Service2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目52、微課視頻作業(yè)：理論題11學(xué)習(xí)情境五：在Kubernetes集群中發(fā)布應(yīng)用程序?qū)嶒?yàn)課項(xiàng)目5發(fā)布應(yīng)用程序任務(wù)5.1使用Service發(fā)布應(yīng)用程序任務(wù)5.1.1驗(yàn)證Kubernetes的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制任務(wù)5.1.2使用Service對(duì)外發(fā)布集群中的應(yīng)用程序任務(wù)5.1.3使用Service發(fā)布前后端應(yīng)用2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目52、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)12學(xué)習(xí)情境五：在Kubernetes集群中發(fā)布應(yīng)用程序項(xiàng)目5發(fā)布應(yīng)用程序任務(wù)5.2使用Ingress發(fā)布應(yīng)用程序5.2.1什么是Ingress5.2.2定義Ingress5.2.3什么是Ingress控制器任務(wù)5.3實(shí)現(xiàn)灰度發(fā)布與藍(lán)綠發(fā)布5.3.1什么是灰度發(fā)布5.3.2什么是藍(lán)綠發(fā)布5.3.3Kubernetes的灰度發(fā)布和藍(lán)綠發(fā)布解決方案5.3.4NginxIngress的灰度發(fā)布和藍(lán)綠發(fā)布方法2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目52、微課視頻作業(yè)：理論題13學(xué)習(xí)情境五：在Kubernetes集群中發(fā)布應(yīng)用程序?qū)嶒?yàn)課項(xiàng)目5發(fā)布應(yīng)用程序任務(wù)5.2使用Ingress發(fā)布應(yīng)用程序任務(wù)5.2.1部署NginxIngress控制器任務(wù)5.2.2使用Ingress對(duì)外發(fā)布應(yīng)用任務(wù)5.3實(shí)現(xiàn)灰度發(fā)布與藍(lán)綠發(fā)布任務(wù)5.3.1使用NginxIngress實(shí)現(xiàn)灰度發(fā)布任務(wù)5.3.2使用NginxIngress實(shí)現(xiàn)藍(lán)綠發(fā)布2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目52、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)14學(xué)習(xí)情境六：管理Kubernetes的存儲(chǔ)和配置信息項(xiàng)目6管理存儲(chǔ)和配置信息任務(wù)6.1配置和使用基本存儲(chǔ)6.1.1什么是卷6.1.2卷的類型示范：任務(wù)6.1.1使用EmptyDir卷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)任務(wù)6.2配置和使用持久卷6.2.1PV與PVC的持久化存儲(chǔ)機(jī)制6.2.2PV的定義6.2.3PVC的定義6.2.4PV和PVC的生命周期2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目62、微課視頻作業(yè)：理論題15學(xué)習(xí)情境六：管理Kubernetes的存儲(chǔ)和配置信息實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目6管理存儲(chǔ)和配置信息任務(wù)6.1配置和使用基本存儲(chǔ)任務(wù)6.1.2使用HostPath卷掛載宿主機(jī)文件任務(wù)6.1.3使用NFS卷掛載NFS共享目錄任務(wù)6.2配置和使用持久卷任務(wù)6.2.1創(chuàng)建基于NFS的PV任務(wù)6.2.2基于PVC使用PV2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目62、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)16學(xué)習(xí)情境六：管理Kubernetes的存儲(chǔ)和配置信息項(xiàng)目6管理存儲(chǔ)和配置信息任務(wù)6.2配置和使用持久卷6.2.5StorageClass任務(wù)6.3管理配置信息和敏感信息6.3.1什么是ConfigMap6.3.2創(chuàng)建ConfigMap6.3.3使用ConfigMap6.3.4什么是Secret6.3.5創(chuàng)建Secret6.3.6使用Secret2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目62、微課視頻作業(yè)：理論題17學(xué)習(xí)情境六：管理Kubernetes的存儲(chǔ)和配置信息實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目6管理存儲(chǔ)和配置信息任務(wù)6.2配置和使用持久卷任務(wù)6.2.3基于StorageClass實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)卷制備任務(wù)6.3管理配置信息和敏感信息任務(wù)6.3.1使用ConfigMap為Tomcat提供配置文件任務(wù)6.3.2使用Secret為MongoDB提供配置文件2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目62、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)18學(xué)習(xí)情境七：掌握Kubernetes的調(diào)度方法項(xiàng)目7Kubernetes調(diào)度任務(wù)7.1使用StatefulSet運(yùn)行有狀態(tài)應(yīng)用程序7.1.1什么是StatefulSet7.1.2StatefulSet的特點(diǎn)7.1.3StatefulSet的組件任務(wù)7.2實(shí)現(xiàn)水平自動(dòng)擴(kuò)縮容7.2.1什么是HPA7.2.2如何定義HPA7.2.3什么是MetricsServer2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目72、微課視頻作業(yè)：理論題19學(xué)習(xí)情境七：掌握Kubernetes的調(diào)度方法實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目7Kubernetes調(diào)度任務(wù)7.1使用StatefulSet運(yùn)行有狀態(tài)應(yīng)用程序任務(wù)7.1.1使用StatefulSet部署MySQL主從集群任務(wù)7.1.2擴(kuò)縮容StatefulSet工作負(fù)載資源任務(wù)7.2實(shí)現(xiàn)水平自動(dòng)擴(kuò)縮容任務(wù)7.2.1部署MetricsServer/207任務(wù)7.2.2通過(guò)HPA實(shí)現(xiàn)Nginx的自動(dòng)擴(kuò)縮容2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目72、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)20學(xué)習(xí)情境七：掌握Kubernetes的調(diào)度方法項(xiàng)目7Kubernetes調(diào)度任務(wù)7.3管理Pod的調(diào)度7.3.1Kubernetes調(diào)度概述7.3.2Pod的定向調(diào)度7.3.3親和性與反親和性調(diào)度7.3.4污點(diǎn)與容忍度2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目72、微課視頻作業(yè)：理論題21學(xué)習(xí)情境七：掌握Kubernetes的調(diào)度方法實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目7Kubernetes調(diào)度任務(wù)7.3管理Pod的調(diào)度任務(wù)7.3.1將應(yīng)用程序部署在特定的節(jié)點(diǎn)上任務(wù)7.3.2將同一應(yīng)用程序部署到不同的節(jié)點(diǎn)上任務(wù)7.3.3將關(guān)聯(lián)的應(yīng)用程序部署到同一節(jié)點(diǎn)上任務(wù)7.3.4示范污點(diǎn)和容忍度的使用2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目72、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)22學(xué)習(xí)情境七：學(xué)會(huì)高效管理應(yīng)用程序的部署項(xiàng)目8高效管理應(yīng)用程序的部署任務(wù)8.1使用Helm簡(jiǎn)化應(yīng)用程序的部署和管理8.1.1什么是Helm8.1.2Helm是如何工作的8.1.3Chart結(jié)構(gòu)8.1.4Helm的基本用法示范：任務(wù)8.1.1安裝和配置Helm示范：任務(wù)8.1.2熟悉Helm的基本操作2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目82、微課視頻作業(yè)：理論題23學(xué)習(xí)情境八：學(xué)會(huì)高效管理應(yīng)用程序的部署項(xiàng)目8高效管理應(yīng)用程序的部署任務(wù)8.2使用Kustomize定制應(yīng)用程序的部署配置8.2.1Kustomize的特性和應(yīng)用場(chǎng)景8.2.2Kustomization文件8.2.3Kustomize的基本用法示范：任務(wù)8.2.1使用Kustomize管理Secret對(duì)象示范：任務(wù)8.2.2為Kubernetes對(duì)象設(shè)置貫穿性字段2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目82、微課視頻作業(yè)：理論題24學(xué)習(xí)情境八：學(xué)會(huì)高效管理應(yīng)用程序的部署實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目8高效管理應(yīng)用程序的部署任務(wù)8.1使用Helm簡(jiǎn)化應(yīng)用程序的部署和管理任務(wù)8.1.3使用Helm在Kubernetes中部署Kafka任務(wù)8.2使用Kustomize定制應(yīng)用程序的部署配置任務(wù)8.2.3使用Kustomize組合Kubernetes對(duì)象任務(wù)8.2.4使用Kustomize定制Kubernetes對(duì)象任務(wù)8.2.5使用Kustomize管理不同環(huán)境的應(yīng)用程序配置2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目82、微課視頻作業(yè)：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)25學(xué)習(xí)情境九：初步掌握云原生應(yīng)用程序的持續(xù)集成和持續(xù)部署項(xiàng)目9持續(xù)集成和持續(xù)部署任務(wù)9.1在Kubernetes中部署開發(fā)的應(yīng)用程序9.1.1將應(yīng)用程序部署到Kubernetes的基本流程9.1.2開源的企業(yè)級(jí)DockerRegistry項(xiàng)目Harbor示范：任務(wù)9.1.1基于Harbor自建企業(yè)級(jí)Docker注冊(cè)中心任務(wù)9.2搭建云原生應(yīng)用程序的CI/CD平臺(tái)9.2.1DevOps的概念9.2.2CI/CD的概念9.2.3CI/CD的主要工具9.2.4CI/CD平臺(tái)的組建思路任務(wù)9.2.1規(guī)劃CI/CD平臺(tái)2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目92、微課視頻作業(yè)：理論題26學(xué)習(xí)情境九：初步掌握云原生應(yīng)用程序的持續(xù)集成和持續(xù)部署項(xiàng)目9持續(xù)集成和持續(xù)部署任務(wù)9.2搭建云原生應(yīng)用程序的CI/CD平臺(tái)示范：任務(wù)9.2.2部署GitLab服務(wù)器任務(wù)9.3使用Jenkins的Maven項(xiàng)目實(shí)施9.3.1Jenkins的項(xiàng)目類型9.3.2Maven項(xiàng)目的CI/CD流程示范：任務(wù)9.3.1準(zhǔn)備Maven項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)境2教學(xué)資源：1、PPT項(xiàng)目92、微課視頻作業(yè)：理論題27學(xué)習(xí)情境九：初步掌握云原生應(yīng)用程序的持續(xù)集成和持續(xù)部署實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目9持續(xù)集成和持續(xù)部署任務(wù)9.1在Kubernetes中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)9.1.2在Kubernetes集群中使用來(lái)自Harbor的鏡像任務(wù)9.1.3將開發(fā)的應(yīng)用程序部署到Kubernetes任務(wù)9.2搭建云