写在前面

这是一份面向 Kubernetes 初学者的系列学习记录，也是一张会持续更新的学习地图。

这个系列默认读者已经接触过 Linux 和 Docker，知道镜像、容器、端口映射、挂载等基本概念，但还没有系统使用过 Kubernetes。学习过程中不会按照资源对象逐个背诵字段，而是围绕一个小型 Web 应用，从“在本地跑起来”逐步演进到“能够稳定发布、扩缩容、持久化、观测和排查”。

本篇只承担系列导航和进度记录的职责。每个主题会单独成文，并在发布后补充链接。

学习目标

完成这个系列后，我希望能够独立完成以下工作：

  • 解释 Kubernetes 的核心架构，以及各组件分别解决什么问题；
  • 使用 kind 创建可重复的本地实验集群，并熟练使用 kubectl；
  • 编写和维护常见 Kubernetes YAML 资源清单；
  • 部署 Web 应用，并通过 Service 和 Ingress 对外提供访问；
  • 使用 ConfigMap、Secret 和持久卷管理配置与数据；
  • 配置健康检查、资源限制、自动扩缩容和滚动发布；
  • 使用 Namespace、ServiceAccount 和 RBAC 完成基础权限隔离；
  • 使用 Helm 管理应用的多环境配置和发布版本；
  • 结合 Logs、Metrics、Events 定位常见故障；
  • 理解 kind 与 kubeadm 的定位差异，知道如何继续学习生产集群的搭建与维护。

前置知识与实验环境

前置知识

开始之前，建议先具备这些基础：

  • 能够在 Linux 或 macOS 终端中完成常用文件和进程操作；
  • 理解 Docker 镜像与容器的关系；
  • 会编写简单的 Dockerfile，并使用 docker build、docker run；
  • 了解 IP、端口、DNS 和 HTTP 的基本概念；
  • 能够阅读基础 YAML。

默认工具

系列中的实验优先使用以下工具：

工具 用途
Docker 提供容器运行环境和构建应用镜像
kind 在 Docker 容器中创建本地 Kubernetes 集群
kubectl 查看和管理 Kubernetes 资源
Helm 在后续章节中管理应用模板与发布版本

为了让命令和资源保持一致，示例默认使用以下命名：

项目 约定值
集群名称 k8s-lab
学习命名空间 k8s-learning
示例应用 notes-app

kind 适合低成本、可重复的本地实验，但它不是生产集群安装方案。在集群搭建章节中，我会补充 kubeadm 的组件关系、节点规划、网络插件和高可用方向，为以后进入真实集群环境建立索引。

贯穿系列的实战项目

整个系列会持续改造同一个 notes-app：一个由 Web 服务、API 和数据存储组成的简化应用。

它会经历下面的演进过程：

  1. 从单个 Pod 启动应用，观察容器日志和生命周期；
  2. 交给 Deployment 管理副本，完成扩缩容、更新与回滚；
  3. 使用 Service 提供稳定访问地址；
  4. 使用 Ingress 接收集群外部的 HTTP 请求；
  5. 将配置和敏感信息从镜像中分离；
  6. 通过 PVC 保存数据，并理解有状态工作负载；
  7. 加入健康检查、资源限制和自动扩缩容；
  8. 使用 RBAC 限制访问权限，使用 Helm 管理发布；
  9. 最后结合日志、指标和事件完成一次故障排查演练。

每一篇实战文章都会尽量包含“目标、前置条件、操作步骤、验证结果、常见问题、复盘”六部分。命令执行成功不是终点，还需要能够解释资源为什么处于当前状态，以及出现异常时应该先看哪里。

系列路线图

第一阶段：建立基础认知

编号 文章 本章成果 状态
01 Kubernetes 解决了什么问题 理解声明式管理、控制循环和集群核心组件 ⬜ 计划中
02 使用 kind 创建本地集群 创建 k8s-lab，掌握 kubectl，并了解 kubeadm 的生产学习方向 ⬜ 计划中
03 Pod、容器与 YAML 资源清单 独立创建 Pod，查看状态、日志并进入容器排查 ⬜ 计划中
04 标签、选择器、命名空间与资源管理 对实验资源进行分组、筛选和隔离 ⬜ 计划中

阶段验收：能够从零创建实验集群，在 k8s-learning 命名空间中运行一个 Pod，并通过状态、日志和事件解释它的运行情况。

第二阶段：完成应用部署闭环

编号 文章 本章成果 状态
05 使用 Deployment 部署与扩缩容 声明并维护多个应用副本 ⬜ 计划中
06 使用 Service 和集群 DNS 访问应用 为动态 Pod 提供稳定的服务发现入口 ⬜ 计划中
07 使用 Ingress 暴露 HTTP 服务 从集群外部通过域名访问应用 ⬜ 计划中
08 使用 ConfigMap 和 Secret 管理配置 分离普通配置与敏感信息 ⬜ 计划中
09 滚动更新、回滚与版本发布 发布新版本并在异常时安全回退 ⬜ 计划中

阶段验收：能够更新应用镜像或配置，通过 Ingress 访问新版本，并在主动制造发布异常后完成回滚。

第三阶段：补齐生产基础能力

编号 文章 本章成果 状态
10 健康检查与应用自愈 正确配置启动、存活和就绪探针 ⬜ 计划中
11 CPU、内存限制与 HPA 自动扩缩容 管理资源边界，并根据负载调整副本数 ⬜ 计划中
12 PV、PVC 与有状态应用 理解存储生命周期并保存应用数据 ⬜ 计划中
13 ServiceAccount、RBAC 与基础安全 按最小权限原则限制应用和用户操作 ⬜ 计划中
14 使用 Helm 管理应用配置和版本 将资源清单整理为可复用、可配置的 Chart ⬜ 计划中

阶段验收：删除并重建应用 Pod 后数据仍然存在；应用具备合理的健康检查和资源边界；不同身份只能执行被授权的操作。

第四阶段：可观测性与故障处理

编号 文章 本章成果 状态
15 Logs、Metrics、Events 与常见故障排查 建立从现象、证据到根因的排障顺序 ⬜ 计划中
16 综合实战：交付可观测的 Web 应用 串联部署、网络、配置、存储、安全与排障能力 ⬜ 计划中

阶段验收：面对 Pending、CrashLoopBackOff、ImagePullBackOff、Service 无法访问、Ingress 返回异常等问题时，能够收集证据、定位原因并验证修复结果。

建议学习节奏

这份路线可以按照 8～10 周推进，每周完成 1～2 篇，并给实验和复盘预留时间。

周期 建议内容
第 1～2 周 完成基础认知，熟悉 kind、kubectl、Pod 和资源清单
第 3～5 周 打通 Deployment、Service、Ingress、配置与发布流程
第 6～8 周 学习健康检查、资源管理、存储、权限和 Helm
第 9～10 周 集中练习可观测性、故障排查与综合交付

时间安排不是硬性要求。比“按时看完”更重要的是每个实验都亲手执行，并能够在不照抄原文的情况下重新完成一次。

学习记录约定

为了避免只留下命令、不留下理解，每一章都按下面的方式记录：

  1. 先写预期：执行命令之前，先判断资源状态应该如何变化；
  2. 再做验证：使用 kubectl get、describe、logs 等命令确认结果；
  3. 主动制造故障：修改镜像名称、端口、探针或资源限制，观察异常状态；
  4. 保留排查证据：记录现象、事件、日志、原因和修复方式；
  5. 清理实验资源：每章结束后确认哪些资源需要保留，哪些可以删除；
  6. 完成一次复述：不用术语堆砌，用自己的话解释本章解决了什么问题。

最终验收清单

  • 能画出控制平面与工作节点的主要组件关系；
  • 能使用 kind 创建、检查和删除本地集群；
  • 能从零编写 Pod、Deployment、Service 和 Ingress 清单；
  • 能完成应用扩缩容、滚动更新和回滚；
  • 能使用 ConfigMap、Secret 和 PVC 管理配置与数据；
  • 能合理设置健康检查、资源请求和资源限制；
  • 能解释 HPA 的工作条件并完成一次扩缩容实验；
  • 能使用 Namespace、ServiceAccount 和 RBAC 进行基础隔离；
  • 能创建并维护一个基础 Helm Chart；
  • 能通过状态、日志、事件和指标排查常见故障；
  • 能独立完成 notes-app 的综合部署与验收。

后续学习方向

完成生产基础阶段后，可以继续沿着这些方向深入：

  • 使用 kubeadm 搭建多节点、高可用集群；
  • 使用 GitOps 管理集群和应用变更；
  • 学习 Operator 与自定义资源；
  • 建立更完整的日志、指标和链路追踪体系；
  • 学习网络策略、镜像安全与供应链安全；
  • 探索服务网格、多集群与集群生命周期管理。

这些内容暂时不进入当前主线，避免在基础能力尚未形成时引入过多工具。

更新日志

  • 2026-08-16：创建系列入口，确定 kind 实验环境、四阶段学习路线和综合实战目标。

下一步：完成第 01 篇《Kubernetes 解决了什么问题》。