Kubernetes集群实战（微课版）-教学大纲

PAGE1PAGE1《Kubernetes集群运维》

教学大纲学时：64代码：适用专业：高职高专类计算机专业制定：审核：批准：一、课程的地位、性质和任务国内的云计算技术和产业飞速发展，为建设数字中国和全方位推动高质量发展提供了强有力的支撑。Kubernetes是用于管理容器化应用程序的系统，主要关注的是云原生技术。云原生应用逐步成为云计算的主流服务形式，容器编排系统Kubernetes作为云原生应用的基石，逐渐成为互联网企业和传统IT行业云化和简化运维的利器。国内相关行业的头部企业已成功地利用Kubernetes提高生产效率和降低IT成本。Kubernetes，本课程的开设旨在培养掌握Kubernetes集群运维的高技能人才，既服务国家战略型新兴产业急需，又满足我国紧缺人才的需求。通过本课程的学习，学生应获得在云原生环境中工作所需的知识和技能，能够了解Kubernetes的基础知识，系统地掌握Kubernetes集群的部署和运维方法，提高实际运维能力。本课程将紧密结合实际，以Kubernetes集群常见的运维业务和场景为例进行讲解，为学生今后从事实际的Kubernetes集群运维工作打下扎实的基础。整个课程按照从基础知识到实际操作，从基本功能到高级功能的逻辑进行讲授，要求学生通过动手实践来掌握相关的技能。本课程的培养目标如下。（1）具备Kubernetes集群运维能力：掌握Kubernetes的基础知识和集群运维管理方法，掌握Kubernetes集群的部署、升级和维护技能，熟练使用Kubernetes部署、扩展和管理容器化应用程序，学会应用程序容器化并在Kubernetes环境中构建、测试和部署，初步掌握在Kubernetes集群中实现云原生应用CI/CD流程的方法。（2）基本职业素养：具有良好的文化修养、职业道德、服务意识和敬业精神；接受企业的文化；具有较强的语言文字表达和社会活动等基本能力；提升项目管理能力，包括需求分析、项目规划、团队协作和沟通技巧；具有基本的英语文档阅读能力，能较熟练地阅读Kubernetes运维方面的相关英文资料；鼓励学生参与Kubernetes社区，了解开源项目的协作方式和贡献流程。二、课程教学基本要求理论上，要求学生掌握云原生基础知识、Docker容器化技术、Kubernetes基本概念、架构和组件，以及在Kubernetes环境中部署和管理应用程序的相关基础知识。技能上，要求学生能学会Kubernetes集群的部署和运维，能够使用Docker工具创建和管理容器，部署Kubernetes集群、熟悉Kubernetes基本操作、部署和运行应用程序、发布应用程序、管理存储和配置信息、Kubernetes调度、高效管理应用程序的部署，以及云原生应用程序的持续集成和持续部署。要求在教学过程中合理安排理论课时和实验课时，让学生有充分的时间动手实践，练习课程中学到的运维方法。三、课程的内容序号单元主要内容1从Docker转向Kubernetes认识与安装Docker掌握Docker的基本操作方法构建镜像并将应用程序容器化转向Kubernetes2部署Kubernetes集群创建Kubernetes集群部署和使用KubernetesDashboard3熟悉Kubernetes基本操作理解和使用Kubernetes对象使用kubectl命令创建和管理Pod4部署和运行应用程序使用Deployment运行无状态应用程序使用DaemonSet部署集群守护进程集运行一次性任务与定时任务5发布应用程序使用Service发布应用程序使用Ingress发布应用程序实现灰度发布与蓝绿发布6管理存储和配置信息配置和使用基本存储配置和使用持久卷管理配置信息和敏感信息7Kubernetes调度使用StatefulSet运行有状态应用程序实现水平自动扩缩容管理Pod的调度8高效管理应用程序的部署使用Helm简化应用程序的部署和管理使用Kustomize定制应用程序的部署配置9持续集成和持续部署在Kubernetes中部署开发的应用程序搭建云原生应用程序的CI/CD平台使用Jenkins的Maven项目实施CI/CD使用Jenkins的流水线项目实施CI/CD在Kubernetes中动态创建代理节点实施CI/CD四、课时分配表序号课程内容总学时讲课实验习题课机动1从Docker转向Kubernetes4222部署Kubernetes集群4223熟悉Kubernetes基本操作4224部署和运行应用程序6425发布应用程序8446管理存储和配置信息8447Kubernetes调度8448高效管理应用程序的部署6429持续集成和持续部署106410复习与考核6合计=SUM(ABOVE)64=SUM(ABOVE)32=SUM(ABOVE)26五、实验项目及基本要求实验课按教材各项目（单元）实操的内容安排。技术网络机房，在较高配置的单台Windows计算机上使用VMwareWorkstation组建实验环境，或者在多台CentOSStream8计算机上搭建实验环境。六、考核办法1．考试采用统一命题，包括笔试和上机考试，考试时间分别为120分钟。课程成绩=（笔试成绩+上机考试成绩）/2。2．本大纲各部分所规定基本要求、知识点及知识点下的知识细目，都属于考核的内容。考试命题覆盖到各部分，并适当突出重点部分，加大重点内容的覆盖密度。3．试题的难度可分为易、较易、较难和难四个等级，试卷试题难度的分数比例一般为2:3:3:2。4．试题主要题型有：选择题、填空题、编程题及实操题等。七、教法说明本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。在理论上，通过实际应用范例引入系统运维项目，并讲解其应用场景和实施方法。授课过程中可结合PPT和课堂实时演示，要求学生理解并掌握。在实践上，组建实验平台，进行实验操作，让学生上机编程练习。充分地利用Internet资源，发挥学生学习的主动性和利用网络资源的积极性，搜集最新的Kubernetes运维资料，了解Kubernetes最新技术，尝试更新的解决方案。本课程要求学生自己动手编程，学习基本理论和方法，结合已有的知识，适当组织一些讨论，充分调动学生的主观能动性，以达到本课程的教学目的。本课程的重点：Kubernetes集群部署、部署和运行应用程序、使用Service发布应用程序、配置和使用持久卷、Kubernetes调度、使用Helm简化应用程序的部署和管理、在Kubernetes中部署开发的应用程序、搭建云原生应用程序的CI/CD平台。本课程的难点：使用Ingress发布应用程序、实现灰度发布与蓝绿发布、使用StatefulSet运行有状态应用程序、实现