Kubernetes集群实战（微课版）-授课计划

******学院学期授课计划20**-20**学年度第*学期编码：系部教研室任课教师课程名称Kubernetes集群运维课程性质必修大纲代码授课学时64实验学时26授课班级执行课程标准（教学大纲）说明教学大纲规定学时64总授课学时58相差百分比说明：总复习和考试共6学时序号授课内容学时教学资源及作业1学习情境一：从Docker容器转向Kubernetes云原生项目1从Docker转向Kubernetes任务1.1认识与安装Docker1.1.1应用程序部署方式的演变1.1.2什么是Docker1.1.3Docker架构1.1.4Docker版本演示：任务1.1.1安装DockerEngine任务1.2掌握Docker的基本操作方法1.2.1Docker镜像基础知识1.2.2Docker容器基础知识1.2.3Docker注册中心与仓库任务1.3构建镜像并将应用程序容器化1.3.1镜像的构建1.3.2应用程序镜像的内容1.3.3应用程序容器化的基本步骤任务1.4转向Kubernetes1.4.1什么是Kubernetes1.4.2为什么要使用Kubernetes1.4.3Kubernetes的主要特性1.4.4Kubernetes与云原生任务1.4.1了解Kubernetes的应用任务1.4.2了解Kubernetes在国内企业中的实际应用2教学资源：1、PPT项目12、微课视频作业：理论题2学习情境一：从Docker容器转向Kubernetes云原生项目1从Docker转向Kubernetes实验课任务1.1认识与安装Docker任务1.1.2了解docker命令的基本用法任务1.1.3运行一个容器任务1.2掌握Docker的基本操作方法任务1.2.1掌握镜像和容器的基本操作方法任务1.2.2自建Docker注册中心任务1.3构建镜像并将应用程序容器化任务实现将应用程序容器化2教学资源：1、PPT项目12、微课视频作业：项目实训3学习情境二：搭建Kubernetes集群项目2部署Kubernetes集群任务2.1创建Kubernetes集群2.1.1Kubernetes集群的组件2.1.2控制平面节点组件2.1.3工作节点组件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集群任务2.2部署和使用KubernetesDashboard2.2.1Kubernetes集群资源管理方式2.2.2KubernetesDashboard的功能2教学资源：1、PPT项目22、微课视频作业：理论题4学习情境二：搭建Kubernetes集群项目2部署Kubernetes集群实验课任务2.1创建Kubernetes集群任务2.1.2准备Kubernetes集群安装环境任务2.1.3部署Kubernetes集群节点任务2.1.4安装Pod网络插件任务2.1.5测试Kubernetes集群任务2.1.6使用containerd命令行工具任务2.2部署和使用KubernetesDashboard任务2.2.1安装KubernetesDashboard任务2.2.2使用KubernetesDashboard2教学资源：1、PPT项目22、微课视频作业：项目实训5学习情境三：熟悉Kubernetes的基本操作项目3熟悉Kubernetes基本操作任务3.1理解和使用Kubernetes对象3.1.1什么是Kubernetes对象3.1.2Kubernetes对象的规约和状态3.1.3描述Kubernetes对象3.1.4Kubernetes对象的管理方法3.1.5对象的名称和UID3.1.6标签和注解3.1.7名称空间示范：任务3.1.1创建Kubernetes对象任务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命令支持的资源类型3.2.4kubectl命令支持的输出格式示范：任务3.2.1熟悉kubectl命令的用法任务3.3创建和管理Pod3.3.1什么是Pod3.3.2Pod与容器3.3.3Pod的定义3.3.4Pod的生命周期3.3.5Pod的健康检查机制2教学资源：1、PPT项目32、微课视频作业：理论题6学习情境三：熟悉Kubernetes的基本操作实验课项目3熟悉Kubernetes基本操作任务3.1理解和使用Kubernetes对象任务3.1.2操作对象的标签任务3.1.3操作名称空间控程序任务3.2使用kubectl命令任务3.2.2使用kubectl命令辅助生成YAML文件任务3.3创建和管理Pod任务3.3.1创建多容器Pod任务3.3.2为Pod及其容器设置资源配额任务3.3.3实现Pod容器的健康检查2教学资源：1、PPT项目32、微课视频作业：项目实训7学习情境四：在Kubernetes集群中部署和运行应用程序项目4部署和运行应用程序任务4.1使用Deployment运行无状态应用程序4.1.1工作负载资源与控制器4.1.2ReplicationController、ReplicaSet和Deployment4.1.3Deployment的应用场景4.1.4Deployment的基本用法示范：任务4.1.1创建Deployment示范：任务4.1.2测试Deployment的自动修复功能2教学资源：1、PPT项目42、微课视频作业：理论题8学习情境四：在Kubernetes集群中部署和运行应用程序项目4部署和运行应用程序任务4.2使用DaemonSet部署集群守护进程集4.2.1什么是DaemonSet4.2.2DaemonSet的应用场景任务4.3运行一次性任务与定时任务4.3.1Job与一次性任务4.3.2CronJob与定时任务示范：任务4.3.1使用Job运行一次性任务2教学资源：1、PPT项目42、微课视频作业：理论题9学习情境四：在Kubernetes集群中部署和运行应用程序实验课项目4部署和运行应用程序任务4.1使用Deployment运行无状态应用程序任务4.1.3更新Deployment任务4.1.4回滚Deployment任务4.1.5暂停、恢复Deployment的更新过程任务4.1.6扩缩容Deployment任务4.2使用DaemonSet部署集群守护进程集任务4.2.1使用DaemonSet部署日志收集守护进程集任务4.2.2管理DaemonSet部署的集群守护进程集任务4.3运行一次性任务与定时任务任务4.3.2使用CronJob运行定时任务2教学资源：1、PPT项目42、微课视频作业：项目实训10学习情境五：在Kubernetes集群中发布应用程序项目5发布应用程序任务5.1使用Service发布应用程序5.1.1什么是Service5.1.2通过Endpoints理解Service的工作机制演示：创建Service以验证Endpoints5.1.3Service的负载均衡机制5.1.4Service的服务发现机制5.1.5定义Service5.1.6Service类型5.1.7无头Service5.1.8多端口Service2教学资源：1、PPT项目52、微课视频作业：理论题11学习情境五：在Kubernetes集群中发布应用程序实验课项目5发布应用程序任务5.1使用Service发布应用程序任务5.1.1验证Kubernetes的服务发现机制任务5.1.2使用Service对外发布集群中的应用程序任务5.1.3使用Service发布前后端应用2教学资源：1、PPT项目52、微课视频作业：项目实训12学习情境五：在Kubernetes集群中发布应用程序项目5发布应用程序任务5.2使用Ingress发布应用程序5.2.1什么是Ingress5.2.2定义Ingress5.2.3什么是Ingress控制器任务5.3实现灰度发布与蓝绿发布5.3.1什么是灰度发布5.3.2什么是蓝绿发布5.3.3Kubernetes的灰度发布和蓝绿发布解决方案5.3.4NginxIngress的灰度发布和蓝绿发布方法2教学资源：1、PPT项目52、微课视频作业：理论题13学习情境五：在Kubernetes集群中发布应用程序实验课项目5发布应用程序任务5.2使用Ingress发布应用程序任务5.2.1部署NginxIngress控制器任务5.2.2使用Ingress对外发布应用任务5.3实现灰度发布与蓝绿发布任务5.3.1使用NginxIngress实现灰度发布任务5.3.2使用NginxIngress实现蓝绿发布2教学资源：1、PPT项目52、微课视频作业：项目实训14学习情境六：管理Kubernetes的存储和配置信息项目6管理存储和配置信息任务6.1配置和使用基本存储6.1.1什么是卷6.1.2卷的类型示范：任务6.1.1使用EmptyDir卷存储数据任务6.2配置和使用持久卷6.2.1PV与PVC的持久化存储机制6.2.2PV的定义6.2.3PVC的定义6.2.4PV和PVC的生命周期2教学资源：1、PPT项目62、微课视频作业：理论题15学习情境六：管理Kubernetes的存储和配置信息实验课项目6管理存储和配置信息任务6.1配置和使用基本存储任务6.1.2使用HostPath卷挂载宿主机文件任务6.1.3使用NFS卷挂载NFS共享目录任务6.2配置和使用持久卷任务6.2.1创建基于NFS的PV任务6.2.2基于PVC使用PV2教学资源：1、PPT项目62、微课视频作业：项目实训16学习情境六：管理Kubernetes的存储和配置信息项目6管理存储和配置信息任务6.2配置和使用持久卷6.2.5StorageClass任务6.3管理配置信息和敏感信息6.3.1什么是ConfigMap6.3.2创建ConfigMap6.3.3使用ConfigMap6.3.4什么是Secret6.3.5创建Secret6.3.6使用Secret2教学资源：1、PPT项目62、微课视频作业：理论题17学习情境六：管理Kubernetes的存储和配置信息实验课项目6管理存储和配置信息任务6.2配置和使用持久卷任务6.2.3基于StorageClass实现动态卷制备任务6.3管理配置信息和敏感信息任务6.3.1使用ConfigMap为Tomcat提供配置文件任务6.3.2使用Secret为MongoDB提供配置文件2教学资源：1、PPT项目62、微课视频作业：项目实训18学习情境七：掌握Kubernetes的调度方法项目7Kubernetes调度任务7.1使用StatefulSet运行有状态应用程序7.1.1什么是StatefulSet7.1.2StatefulSet的特点7.1.3StatefulSet的组件任务7.2实现水平自动扩缩容7.2.1什么是HPA7.2.2如何定义HPA7.2.3什么是MetricsServer2教学资源：1、PPT项目72、微课视频作业：理论题19学习情境七：掌握Kubernetes的调度方法实验课项目7Kubernetes调度任务7.1使用StatefulSet运行有状态应用程序任务7.1.1使用StatefulSet部署MySQL主从集群任务7.1.2扩缩容StatefulSet工作负载资源任务7.2实现水平自动扩缩容任务7.2.1部署MetricsServer/207任务7.2.2通过HPA实现Nginx的自动扩缩容2教学资源：1、PPT项目72、微课视频作业：项目实训20学习情境七：掌握Kubernetes的调度方法项目7Kubernetes调度任务7.3管理Pod的调度7.3.1Kubernetes调度概述7.3.2Pod的定向调度7.3.3亲和性与反亲和性调度7.3.4污点与容忍度2教学资源：1、PPT项目72、微课视频作业：理论题21学习情境七：掌握Kubernetes的调度方法实验课项目7Kubernetes调度任务7.3管理Pod的调度任务7.3.1将应用程序部署在特定的节点上任务7.3.2将同一应用程序部署到不同的节点上任务7.3.3将关联的应用程序部署到同一节点上任务7.3.4示范污点和容忍度的使用2教学资源：1、PPT项目72、微课视频作业：项目实训22学习情境七：学会高效管理应用程序的部署项目8高效管理应用程序的部署任务8.1使用Helm简化应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结构8.1.4Helm的基本用法示范：任务8.1.1安装和配置Helm示范：任务8.1.2熟悉Helm的基本操作2教学资源：1、PPT项目82、微课视频作业：理论题23学习情境八：学会高效管理应用程序的部署项目8高效管理应用程序的部署任务8.2使用Kustomize定制应用程序的部署配置8.2.1Kustomize的特性和应用场景8.2.2Kustomization文件8.2.3Kustomize的基本用法示范：任务8.2.1使用Kustomize管理Secret对象示范：任务8.2.2为Kubernetes对象设置贯穿性字段2教学资源：1、PPT项目82、微课视频作业：理论题24学习情境八：学会高效管理应用程序的部署实验课项目8高效管理应用程序的部署任务8.1使用Helm简化应用程序的部署和管理任务8.1.3使用Helm在Kubernetes中部署Kafka任务8.2使用Kustomize定制应用程序的部署配置任务8.2.3使用Kustomize组合Kubernetes对象任务8.2.4使用Kustomize定制Kubernetes对象任务8.2.5使用Kustomize管理不同环境的应用程序配置2教学资源：1、PPT项目82、微课视频作业：项目实训25学习情境九：初步掌握云原生应用程序的持续集成和持续部署项目9持续集成和持续部署任务9.1在Kubernetes中部署开发的应用程序9.1.1将应用程序部署到Kubernetes的基本流程9.1.2开源的企业级DockerRegistry项目Harbor示范：任务9.1.1基于Harbor自建企业级Docker注册中心任务9.2搭建云原生应用程序的CI/CD平台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平台的组建思路任务9.2.1规划CI/CD平台2教学资源：1、PPT项目92、微课视频作业：理论题26学习情境九：初步掌握云原生应用程序的持续集成和持续部署项目9持续集成和持续部署任务9.2搭建云原生应用程序的CI/CD平台示范：任务9.2.2部署GitLab服务器任务9.3使用Jenkins的Maven项目实施9.3.1Jenkins的项目类型9.3.2Maven项目的CI/CD流程示范：任务9.3.1准备Maven项目的实施环境2教学资源：1、PPT项目92、微课视频作业：理论题27学习情境九：初步掌握云原生应用程序的持续集成和持续部署实验课项目9持续集成和持续部署任务9.1在Kubernetes中部署开发的应用程序任务9.1.2在Kubernetes集群中使用来自Harbor的镜像任务9.1.3将开发的应用程序部署到Kubernetes任务9.2搭建云