Kubernetes 21天精通计划

学习概览

阶段	主题	天数	核心产出
🌱 第一周	核心基础	Day 1-7	完整集群环境 + LNMP部署
🚀 第二周	进阶核心	Day 8-14	自动扩缩容 + 高级调度
🏭 第三周	生产运维	Day 15-21	GitOps + CKA备考

每日学习节奏

时段	内容	关键动作
Hour 1	理论学习	阅读官方文档，画架构图，记录疑问
Hour 2-3	动手实操	Kind集群+K9s，故意制造错误观察现象
Hour 4	复盘总结	用自己的话写解释，整理YAML到仓库

第一周：核心基础

目标：掌握Kubernetes核心对象，搭建完整集群环境

Day 1：环境搭建与工具链

📋 任务清单

[ ] 安装 Kind、K9s、Lens、Helm
[ ] 创建3节点Kind集群
[ ] 配置kubectl多上下文切换
[ ] 熟悉K9s终端操作

🔧 核心命令

点击查看：创建生产级多节点集群

bash

# 创建生产级多节点集群
kind create cluster --name prod-like --config - <<'EOF'
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
  - role: control-plane
    kubeadmConfigPatches:
      - |
        kind: InitConfiguration
        nodeRegistration:
          kubeletExtraArgs:
            node-labels: "ingress-ready=true"
    extraPortMappings:
      - containerPort: 80
        hostPort: 80
      - containerPort: 443
        hostPort: 443
  - role: worker
    labels:
      tier: frontend
      zone: zone-a
  - role: worker
    labels:
      tier: backend
      zone: zone-b
  - role: worker
    labels:
      tier: database
      zone: zone-c
EOF

📝 今日产出

产出物	说明
工具就绪清单	Kind + K9s + Lens + Helm 安装确认
集群拓扑图	1控制平面 + 3工作节点架构
K9s快捷键笔记	常用操作速查

Day 2：Pod深度掌握

📋 任务清单

[ ] 理解Pod生命周期与重启策略
[ ] 配置Liveness/Readiness/Startup探针
[ ] 模拟探针失败，观察Pod行为
[ ] 故障排查流程文档

🔧 核心配置

点击查看：探针实战配置

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: probe-demo
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx
    livenessProbe:          # 存活探针：失败则重启容器
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 80
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3
    readinessProbe:         # 就绪探针：失败则从Service摘除
      httpGet:
        path: /ready
        port: 80
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 3
    startupProbe:           # 启动探针：保护慢启动应用
      httpGet:
        path: /startup
        port: 80
      failureThreshold: 30
      periodSeconds: 10

🎯 关键概念

探针类型	作用	失败行为
`livenessProbe`	检查容器是否存活	重启容器
`readinessProbe`	检查是否可接收流量	从Service端点移除
`startupProbe`	保护慢启动应用	禁用其他探针直到成功

Day 3：Deployment与滚动更新

📋 任务清单

[ ] 理解Deployment与ReplicaSet关系
[ ] 配置滚动更新策略
[ ] 执行版本升级与回滚
[ ] 实现手动金丝雀发布

🔧 核心命令

bash

# 观察滚动更新过程
kubectl set image deployment/web nginx=nginx:1.20 --record
kubectl rollout status deployment/web -w
kubectl rollout history deployment/web
kubectl rollout undo deployment/web --to-revision=1

# 金丝雀：通过调整replica实现比例控制
kubectl scale deployment/web-v1 --replicas=8
kubectl scale deployment/web-v2 --replicas=2

📊 更新策略对比

策略	配置	适用场景
RollingUpdate	`maxSurge: 1, maxUnavailable: 0`	零停机更新
Recreate	先删除再创建	不允许并行运行
自定义	控制速率和并发	大规模集群

Day 4：Service与网络基础

📋 任务清单

[ ] 掌握4种Service类型
[ ] 验证集群DNS解析
[ ] 理解Endpoint与Service关系
[ ] 网络拓扑实验

🔧 实验矩阵

Service类型	适用场景	验证命令
`ClusterIP`	集群内部通信	`kubectl run test --rm -it --image=busybox -- wget -O- http://svc-name`
`NodePort`	外部临时访问	`curl localhost:30080`
`Headless`	直接访问Pod	`nslookup svc-name` 返回所有Pod IP
`ExternalName`	外部服务映射	CNAME验证

Day 5：ConfigMap与Secret

📋 任务清单

[ ] 配置分离原理
[ ] 4种注入方式实践
[ ] 热更新机制
[ ] 配置管理规范

🔧 注入方式对比

方式	命令示例	特点
环境变量	`--from-literal=key=value`	简单，不支持热更新
Volume挂载	`volumeMounts`	支持热更新，文件形式
SubPath	`subPath: config.conf`	挂载单个文件
Template	配置中引用	动态渲染

Day 6：存储系统

📋 任务清单

[ ] PV/PVC/StorageClass关系
[ ] 动态PV创建
[ ] 部署有状态应用（MySQL）
[ ] 多节点调度验证

🔧 关键命令

bash

# 查看Kind默认StorageClass
kubectl get sc standard -o yaml

# 验证数据持久化
kubectl exec -it mysql-pod -- mysql -p -e "CREATE DATABASE test;"
# 删除Pod，重建后验证数据还在

Day 7：周复盘与综合项目

📋 任务清单

[ ] 部署完整LNMP栈
[ ] 绘制知识图谱
[ ] 整理kubectl备忘录
[ ] 代码提交到GitHub

🏆 本周产出

📁 k8s-learning/
├── 📁 week-01/
│   ├── 📁 day-01-cluster/      # 集群配置
│   ├── 📁 day-02-pods/         # Pod模板
│   ├── 📁 day-03-deployment/   # 部署配置
│   ├── 📁 day-04-service/      # 网络配置
│   ├── 📁 day-05-config/       # 配置管理
│   ├── 📁 day-06-storage/      # 存储方案
│   └── 📁 day-07-project/      # LNMP完整项目
└── 📄 README.md

第二周：进阶核心

目标：掌握高级调度、网络策略、自动扩缩容

Day 8：Ingress与流量管理

📋 任务清单

[ ] Ingress控制器原理
[ ] 多域名与HTTPS配置
[ ] URL重写与流量分割
[ ] 金丝雀发布实践

🔧 高级路由配置

点击查看：基于权重的金丝雀发布

yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: canary
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "20"
spec:
  rules:
  - host: app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: web-v2
            port:
              number: 80

Day 9：StatefulSet与有状态应用

📋 任务清单

[ ] StatefulSet特性：稳定标识、有序部署
[ ] 部署MySQL主从
[ ] 部署Redis集群
[ ] 存储管理策略

📊 StatefulSet vs Deployment

特性	StatefulSet	Deployment
Pod名称	有序、可预测	随机哈希
存储	独立PV，跟随Pod	共享或无状态
启动顺序	顺序启动，逆序停止	并行
网络标识	稳定DNS	临时

Day 10：DaemonSet与Job系统

📋 任务清单

[ ] DaemonSet（日志/监控代理）
[ ] Job执行模式与重试策略
[ ] CronJob定时任务
[ ] 并行Job与工作队列

Day 11：RBAC权限系统

📋 任务清单

[ ] User/ServiceAccount区别
[ ] Role/ClusterRole设计
[ ] 多租户环境配置
[ ] 最小权限原则实践

🔧 实战场景

bash

# 创建只能查看特定namespace的开发者账号
kubectl create namespace dev-team
kubectl create serviceaccount dev-user -n dev-team
kubectl create role developer --verb=get,list,watch --resource=pods,deployments -n dev-team
kubectl create rolebinding dev-binding --role=developer --serviceaccount=dev-team:dev-user -n dev-team

Day 12：NetworkPolicy网络策略

📋 任务清单

[ ] 零信任网络理念
[ ] 默认拒绝策略
[ ] 命名空间隔离
[ ] 微服务白名单

Day 13：资源调度高级技巧

📋 任务清单

[ ] 资源请求/限制与QoS
[ ] 节点亲和性
[ ] Pod亲和/反亲和
[ ] 拓扑分布约束

🔧 反亲和配置示例

点击查看：Pod分散调度

yaml

affinity:
  podAntiAffinity:
    preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
    - weight: 100
      podAffinityTerm:
        labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values: ["web"]
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

Day 14：周复盘与HPA自动扩缩容

📋 任务清单

[ ] 部署Metrics Server
[ ] 配置CPU/内存HPA
[ ] 自定义指标扩缩容
[ ] 整理YAML模板库

🔧 HPA配置

yaml

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: web-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: web
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 70

第三周：生产运维与生态

目标：掌握Helm、监控、GitOps，通过CKA考试

Day 15：Helm包管理

📋 任务清单

[ ] Helm架构与Chart结构
[ ] 编写自定义Chart
[ ] 可配置化部署
[ ] Hook与升级策略

🎯 实战任务

将Day 7的LNMP栈改造为Helm Chart

Day 16：监控与可观测性

📋 任务清单

[ ] Prometheus+Grafana架构
[ ] 部署kube-prometheus-stack
[ ] 配置告警规则
[ ] 日志聚合方案

Day 17：故障排查实战

📋 任务清单

[ ] 系统化排查方法论
[ ] 10种常见故障场景
[ ] 根因分析练习
[ ] 故障案例库

🔥 故障清单

序号	故障现象	排查命令
1	Pod Pending	`kubectl describe pod`, `kubectl get events`
2	ImagePullBackOff	`kubectl describe pod`, 检查镜像名/Secret
3	CrashLoopBackOff	`kubectl logs --previous`, `kubectl describe`
4	服务无法访问	`kubectl get endpoints`, `kubectl port-forward`
5	节点NotReady	`kubectl describe node`, 检查kubelet
6	存储挂载失败	`kubectl get pv,pvc`, `kubectl describe pvc`
7	OOMKilled	`kubectl describe pod`, 调整limits
8	Evicted	`kubectl get pods --field-selector=status.phase=Failed`
9	证书过期	`kubeadm certs check-expiration`
10	网络策略阻断	临时删除NetworkPolicy测试

Day 18：安全加固

📋 任务清单

[ ] Pod安全策略
[ ] SecurityContext配置
[ ] 网络隔离加固
[ ] 镜像安全扫描

Day 19：备份与灾难恢复

📋 任务清单

[ ] etcd备份原理
[ ] Velero架构与部署
[ ] 定时备份配置
[ ] 跨云恢复演练

Day 20：GitOps与ArgoCD

📋 任务清单

[ ] GitOps理念与工作流
[ ] ArgoCD部署与配置
[ ] 自动同步与健康检查
[ ] Kustomize多环境管理

Day 21：CKA备考与职业规划

📋 任务清单

[ ] CKA考试模拟（killer.sh）
[ ] 云厂商K8s服务对比
[ ] 制定后续学习计划
[ ] 技术成长路线图

🎓 后续方向

mermaid

graph TD
    A[CKA认证通过] --> B[深入方向]
    B --> C[Operator开发]
    B --> D[多集群管理]
    B --> E[云原生安全]
    B --> F[服务网格Istio]
    B --> G[Serverless/Knative]

配套资源

工具链

工具	用途	安装命令
Kind	本地K8s集群	`go install sigs.k8s.io/kind@latest`
K9s	终端UI	`brew install k9s`
Lens	桌面GUI	`winget install Mirantis.Lens`
Helm	包管理	`brew install helm`
kubectl	命令行工具	随Docker Desktop安装

学习资源

类型	推荐
官方文档	kubernetes.io/docs
互动教程	K8s官方教程
书籍	《Kubernetes in Action》
模拟考试	killer.sh
社区	CNCF Slack #kubernetes-users

学习检查清单

Week 1 完成标准

[ ] 能独立创建多节点Kind集群
[ ] 能解释Pod生命周期和探针区别
[ ] 能完成Deployment滚动更新和回滚
[ ] 能部署LNMP完整应用栈

Week 2 完成标准

[ ] 能配置Ingress多域名和HTTPS
[ ] 能部署StatefulSet有状态应用
[ ] 能设计RBAC多租户权限
[ ] 能配置HPA自动扩缩容

Week 3 完成标准

[ ] 能编写Helm Chart
[ ] 能排查10种常见故障
[ ] 能配置GitOps工作流
[ ] 能完成CKA模拟考试

贡献与反馈

如果你发现任何问题或有改进建议，欢迎提交PR或Issue。

Happy Kubernetes Learning! 🚀

Kubernetes 21天精通计划 ​

学习概览 ​

每日学习节奏 ​

第一周：核心基础 ​

Day 1：环境搭建与工具链 ​

📋 任务清单 ​

🔧 核心命令 ​

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Day 2：Pod深度掌握 ​

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🔧 核心配置 ​

🎯 关键概念 ​

Day 3：Deployment与滚动更新 ​

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🔧 核心命令 ​

📊 更新策略对比 ​

Day 4：Service与网络基础 ​

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第二周：进阶核心 ​

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Day 9：StatefulSet与有状态应用 ​

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📊 StatefulSet vs Deployment ​

Day 10：DaemonSet与Job系统 ​

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Day 11：RBAC权限系统 ​

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Day 13：资源调度高级技巧 ​

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🔧 反亲和配置示例 ​

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🔧 HPA配置 ​

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Day 16：监控与可观测性 ​

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Day 17：故障排查实战 ​

📋 任务清单 ​

🔥 故障清单 ​

Day 18：安全加固 ​

📋 任务清单 ​

Day 19：备份与灾难恢复 ​

📋 任务清单 ​

Day 20：GitOps与ArgoCD ​

📋 任务清单 ​

Day 21：CKA备考与职业规划 ​

📋 任务清单 ​

🎓 后续方向 ​

配套资源 ​

工具链 ​

学习资源 ​

学习检查清单 ​

Week 1 完成标准 ​

Week 2 完成标准 ​

Week 3 完成标准 ​

贡献与反馈 ​

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🔧 核心命令

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第二周：进阶核心

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🔧 高级路由配置

Day 9：StatefulSet与有状态应用

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📊 StatefulSet vs Deployment

Day 10：DaemonSet与Job系统

📋 任务清单

Day 11：RBAC权限系统

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🔧 实战场景

Day 12：NetworkPolicy网络策略

📋 任务清单

Day 13：资源调度高级技巧

📋 任务清单

🔧 反亲和配置示例

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🔧 HPA配置

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🔥 故障清单

Day 18：安全加固

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