90DaysOfDevOps容器化实战：Docker和Kubernetes的完整部署指南 [特殊字符]-优快云博客

90DaysOfDevOps容器化实战：Docker和Kubernetes的完整部署指南 🚀

【免费下载链接】90DaysOfDevOps MichaelCade/90DaysOfDevOps: 是一个针对 DevOps 工程师的在线学习资源库，旨在帮助学习者通过实践项目、技巧和最佳实践来提高他们的 DevOps 技能。适合想学习 DevOps 的开发人员、运维人员和团队，以及对 DevOps 有兴趣的人员。项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/90/90DaysOfDevOps

欢迎来到90DaysOfDevOps容器化实战指南！本教程将带你深入了解如何在DevOps环境中使用Docker和Kubernetes进行完整的容器化部署。无论你是刚接触容器技术的新手，还是希望提升DevOps技能的开发者，这份指南都将为你提供实用的知识和最佳实践。

为什么选择容器化技术？ 📦

在当今的软件开发环境中，容器化技术已经成为DevOps实践的核心组成部分。Docker和Kubernetes的结合为开发团队提供了：

环境一致性：确保开发、测试和生产环境的一致性
快速部署：实现秒级的应用启动和停止
资源优化：最大化硬件资源利用率
弹性伸缩：根据负载自动扩展应用实例

Docker基础入门 🐳

Docker安装与配置

首先，我们需要在系统中安装Docker：

# 更新系统包管理器
sudo apt-get update

# 安装必要的依赖包
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

# 添加Docker官方GPG密钥
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# 添加Docker仓库
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

# 安装Docker CE
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce

创建你的第一个Docker镜像

让我们从一个简单的Node.js应用开始创建Docker镜像：

# 使用官方Node.js运行时作为基础镜像
FROM node:14-alpine

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制package.json和package-lock.json
COPY package*.json ./

# 安装应用依赖
RUN npm install

# 复制应用源代码
COPY . .

# 暴露应用端口
EXPOSE 3000

# 定义启动命令
CMD ["npm", "start"]

构建和运行Docker镜像：

# 构建镜像
docker build -t my-node-app .

# 运行容器
docker run -p 3000:3000 my-node-app

Docker构建过程

Kubernetes集群部署 ⚡

理解Kubernetes架构

Kubernetes是一个开源的容器编排平台，它由以下几个核心组件组成：

Master节点：负责集群管理和调度
Worker节点：运行应用容器的工作节点
Pod：Kubernetes的最小部署单元
Service：提供稳定的网络端点
Deployment：管理Pod的副本和更新策略

使用Minikube搭建本地集群

对于本地开发和测试，Minikube是一个理想的选择：

# 安装Minikube
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

# 启动Minikube集群
minikube start --driver=docker

# 验证集群状态
kubectl cluster-info

部署应用到Kubernetes

创建一个简单的Deployment配置文件：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app-deployment
  labels:
    app: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app
        image: my-node-app:latest
        ports:
        - containerPort: 3000
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-app-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 3000
  type: LoadBalancer

应用配置到集群：

# 部署应用
kubectl apply -f deployment.yaml

# 查看部署状态
kubectl get deployments
kubectl get pods
kubectl get services

Kubernetes部署状态

持续集成与持续部署 (CI/CD) 🔄

配置GitHub Actions流水线

在项目中创建.github/workflows/ci-cd.yaml文件：

name: CI/CD Pipeline

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  build-and-test:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    
    - name: Set up Node.js
      uses: actions/setup-node@v3
      with:
        node-version: '14'
        cache: 'npm'
    
    - name: Install dependencies
      run: npm ci
    
    - name: Run tests
      run: npm test
  
  build-and-push:
    needs: build-and-test
    runs-on: ubuntu-latest
    if: github.ref == 'refs/heads/main'
    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    
    - name: Build Docker image
      run: docker build -t my-registry/my-app:${{ github.sha }} .
    
    - name: Push to registry
      run: |
        echo "${{ secrets.REGISTRY_PASSWORD }}" | docker login -u "${{ secrets.REGISTRY_USERNAME }}" --password-stdin
        docker push my-registry/my-app:${{ github.sha }}
  
  deploy:
    needs: build-and-push
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - name: Deploy to Kubernetes
      uses: appleboy/ssh-action@master
      with:
        host: ${{ secrets.K8S_HOST }}
        username: ${{ secrets.K8S_USER }}
        key: ${{ secrets.K8S_SSH_KEY }}
        script: |
          kubectl set image deployment/my-app-deployment my-app=my-registry/my-app:${{ github.sha }}
          kubectl rollout status deployment/my-app-deployment

监控与日志管理 📊

配置Prometheus和Grafana

监控是DevOps实践中的重要环节：

# prometheus-config.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: prometheus-config
data:
  prometheus.yml: |
    global:
      scrape_interval: 15s
    scrape_configs:
    - job_name: 'kubernetes-pods'
      kubernetes_sd_configs:
      - role: pod
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_scrape]
        action: keep
        regex: true

设置日志聚合

使用EFK栈（Elasticsearch, Fluentd, Kibana）进行日志管理：

# 安装Elasticsearch
kubectl apply -f https://download.elastic.co/downloads/eck/2.6.1/crds.yaml
kubectl apply -f https://download.elastic.co/downloads/eck/2.6.1/operator.yaml

# 安装Fluentd
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/fluent/fluentd-kubernetes-daemonset/master/fluentd-daemonset-elasticsearch.yaml

# 安装Kibana
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/elastic/cloud-on-k8s/2.6/config/samples/kibana.yaml

监控仪表盘

安全最佳实践 🔒

容器安全扫描

在CI/CD流水线中加入安全扫描：

- name: Security scan
  run: |
    docker scan my-app:${{ github.sha }} --file Dockerfile
    trivy image my-app:${{ github.sha }}

网络策略配置

限制Pod之间的网络通信：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: default-deny
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress

总结与下一步 🎯

通过本指南，你已经学会了：

Docker基础：镜像构建、容器运行和管理
Kubernetes部署：集群搭建、应用部署和服务暴露
CI/CD流水线：自动化构建、测试和部署
监控与日志：集群监控和日志管理
安全实践：容器扫描和网络策略

进阶学习路径

想要深入学习90DaysOfDevOps的更多内容？建议继续探索：

服务网格：学习Istio或Linkerd的服务网格技术
GitOps实践：使用ArgoCD或Flux实现GitOps工作流
多集群管理：掌握多Kubernetes集群的管理策略
云原生存储：深入了解Persistent Volumes和StatefulSets

记住，容器化和Kubernetes的学习是一个持续的过程。保持实践和探索，你将很快成为容器化部署的专家！ 💪

成功部署

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考