Azure Kubernetes 服务

1. 1. Azure Kubernetes 服务 (AKS) 初学者指南

简介

Azure Kubernetes 服务 (AKS) 是微软 Azure 云平台上的托管 Kubernetes 服务。Kubernetes (K8s) 是一个开源的容器编排引擎，用于自动化部署、扩展和管理容器化的应用程序。AKS简化了在 Azure 上部署和管理 Kubernetes 集群的过程，无需您自己安装、配置和维护 Kubernetes 控制平面。对于初学者而言，理解 AKS 的优势以及它如何与容器化和微服务架构结合，至关重要。

为什么选择 AKS?

在深入了解 AKS 的具体内容之前，了解它为何成为流行的选择至关重要。

• **简化管理:** AKS 托管 Kubernetes 控制平面，包括 API 服务器、调度器、控制器管理器和 etcd。这意味着您无需处理这些组件的维护、升级和扩展。
• **高可用性:** AKS 提供内置的高可用性，确保您的集群即使在发生故障时也能保持运行。
• **可扩展性:** AKS 可以根据您的需求轻松扩展，以适应不断增长的应用程序负载。
• **集成性:** AKS 与其他 Azure 服务无缝集成，例如 Azure Monitor、Azure Active Directory 和 Azure DevOps。
• **成本效益:** 您只需为使用的资源付费，无需为闲置的资源付费。
• **符合行业标准:** AKS 基于开源 Kubernetes，因此您可以利用现有的 Kubernetes 技能和工具。

容器化和 Kubernetes 的基础

在深入 AKS 之前，需要理解一些关键概念：

• **容器:** 容器 是一个标准化的单元，包含应用程序及其所有依赖项，例如库、框架和运行时。Docker 是最流行的容器化平台。
• **镜像:** Docker 镜像 是容器的只读模板，用于创建容器实例。
• **Pod:** Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署单元。它可以包含一个或多个容器。
• **Deployment:** Deployment 定义了应用程序的所需状态，例如副本数量和更新策略。
• **Service:** Service 提供了一种稳定的网络接口，用于访问 Pod。
• **Namespace:** Namespace 用于在 Kubernetes 集群中隔离资源。
• **kubectl:** kubectl 是 Kubernetes 命令行工具，用于与集群交互。

AKS 架构

AKS 集群由两个主要部分组成：

• **控制平面:** 这是 Kubernetes 的大脑，负责管理集群的状态和资源。AKS 托管控制平面，您无需担心其维护。
• **节点池:** 这是运行您的容器化应用程序的虚拟机集合。您可以根据需要创建多个节点池，以满足不同的资源需求。

AKS 架构

组件

控制平面

节点池

Azure 资源组

Azure 虚拟网络

Azure 负载均衡器

创建 AKS 集群

可以使用多种方法创建 AKS 集群：

• **Azure 门户:** 提供了一个图形用户界面，用于创建和管理 AKS 集群。
• **Azure CLI:** 提供了一个命令行界面，用于自动化 AKS 集群的创建和管理。
• **Azure PowerShell:** 提供了一个 PowerShell 界面，用于自动化 AKS 集群的创建和管理。
• **Terraform:** Terraform 是一种基础设施即代码 (IaC) 工具，可用于创建和管理 AKS 集群。

以下是使用 Azure CLI 创建 AKS 集群的示例：

```bash az group create --name myResourceGroup --location eastus az aks create --resource-group myResourceGroup --name myAKSCluster --node-count 3 --generate-ssh-keys ```

部署应用程序到 AKS

创建 AKS 集群后，就可以开始部署应用程序了。

1. **创建 Docker 镜像:** Docker Hub 存储大量的预构建镜像。您也可以构建自己的镜像。 2. **推送镜像到容器注册表:** Azure Container Registry (ACR) 是 Azure 提供的私有容器注册表。 3. **创建 Kubernetes Deployment:** Deployment 定义了应用程序的所需状态。 4. **创建 Kubernetes Service:** Service 提供了一种稳定的网络接口，用于访问 Pod。 5. **使用 kubectl 部署应用程序:** kubectl apply -f deployment.yaml 命令用于将 Deployment 和 Service 应用到集群。

监控和日志记录

监控和日志记录对于确保应用程序的正常运行至关重要。AKS 与 Azure Monitor 集成，提供以下功能：

• **指标:** Azure Monitor 收集关于 AKS 集群和应用程序的指标，例如 CPU 使用率、内存使用率和网络流量。
• **日志:** Azure Monitor Logs 收集关于 AKS 集群和应用程序的日志，例如容器日志和 Kubernetes 事件。
• **警报:** Azure Monitor Alerts 允许您在指标或日志达到特定阈值时接收警报。

AKS 的安全最佳实践

安全性是部署容器化应用程序的重要考虑因素。以下是一些 AKS 的安全最佳实践：

• **使用 Azure Active Directory (Azure AD) 进行身份验证和授权:** Azure AD 提供了一种安全的集中式身份验证和授权机制。
• **使用网络策略限制 Pod 之间的网络流量:** Kubernetes Network Policies 允许您定义 Pod 之间的网络流量规则。
• **启用 Kubernetes RBAC (Role-Based Access Control):** Kubernetes RBAC 允许您控制用户和应用程序对 Kubernetes 资源的访问权限。
• **定期扫描容器镜像是否存在漏洞:** Azure Defender for Containers 可以扫描容器镜像是否存在漏洞。
• **使用加密保护敏感数据:** Azure Key Vault 提供了一种安全的存储和管理敏感数据的机制。

AKS 与其他 Azure 服务的集成

AKS 与许多其他 Azure 服务无缝集成，这使其成为构建复杂应用程序的强大平台。

• **Azure DevOps:** Azure DevOps 提供了一个完整的 CI/CD 管道，用于构建、测试和部署应用程序到 AKS。
• **Azure Cosmos DB:** Azure Cosmos DB 是一个全球分布式、多模型数据库服务，可以与 AKS 应用程序一起使用。
• **Azure Functions:** Azure Functions 是一种无服务器计算服务，可以与 AKS 应用程序一起使用。
• **Azure Logic Apps:** Azure Logic Apps 是一种云集成服务，可以与 AKS 应用程序一起使用。
• **Azure Event Hubs:** Azure Event Hubs 是一个高度可扩展的事件摄取服务，可以与 AKS 应用程序一起使用。

进阶主题

• **Helm:** Helm 是 Kubernetes 的包管理器，用于简化应用程序的部署和管理。
• **Kustomize:** Kustomize 允许您自定义 Kubernetes 配置文件，而无需修改原始文件。
• **Operators:** Kubernetes Operators 扩展了 Kubernetes API，以自动化复杂的应用程序管理任务。
• **Service Mesh:** Istio 和 Linkerd 是流行的服务网格，用于管理服务之间的流量和安全性。

与金融市场策略的关联

虽然 AKS 是一个技术服务，但理解其特性可以类比于金融市场的策略：

• **高可用性 (HA):** 类似于投资组合多元化，降低单一资产的风险。AKS 的 HA 确保应用程序即使在部分基础设施故障时也能继续运行，如同多元化投资降低整体风险。
• **可扩展性:** 类似于根据市场条件调整仓位大小。AKS 可以根据需求自动扩展资源，就像交易者根据市场趋势调整投资规模。
• **成本优化:** 类似于价值投资，寻找低估的资产。AKS 允许您仅为使用的资源付费，类似于价值投资者寻找被市场低估的股票。
• **监控和日志记录:** 类似于技术分析，监测市场数据以识别趋势。AKS 的监控和日志记录功能帮助您了解应用程序的性能和健康状况，就像技术分析师通过图表和指标识别市场趋势。
• **安全措施:** 类似于风险管理，保护您的投资免受损失。AKS 的安全措施保护您的应用程序和数据免受威胁，就像风险管理策略保护您的投资组合。
• **交易量分析 (Volume Analysis):** AKS 监控指标，例如 CPU 使用率和网络流量，类似于交易者分析交易量来确认价格趋势。高交易量通常表示强劲的市场参与度，而 AKS 监控可以显示应用程序的负载和性能。
• **支撑线和阻力线 (Support and Resistance Levels):** AKS 的自动伸缩功能可以在负载达到特定阈值时自动增加或减少资源，就像支撑线和阻力线在图表中定义价格的潜在反转点。
• **移动平均线 (Moving Averages):** AKS 监控历史性能数据可以帮助识别长期趋势，类似于交易者使用移动平均线来平滑价格数据并识别趋势方向。
• **相对强弱指数 (RSI):** AKS 的监控指标可以帮助识别应用程序的超买或超卖状态，类似于交易者使用 RSI 来衡量价格变化的幅度。
• **布林带 (Bollinger Bands):** AKS 可以设置警报，当指标超出预定义的范围时通知您，类似于交易者使用布林带来识别价格波动性。
• **MACD (Moving Average Convergence Divergence):** AKS 监控可以显示应用程序性能的动量和变化，类似于交易者使用 MACD 来识别潜在的买入或卖出信号。
• **资金管理 (Money Management):** 优化 AKS 资源使用，避免浪费，就像交易者管理风险和资金一样。
• **止损单 (Stop-Loss Orders):** 配置 AKS 自动伸缩策略，在负载过高时自动增加资源，类似于设置止损单以限制损失。
• **追踪利润 (Trailing Stop):** 监控 AKS 应用程序的性能，并根据需要调整资源分配，类似于使用追踪止损单来锁定利润。

结论

AKS 是一个强大的平台，用于在 Azure 上部署和管理容器化应用程序。通过理解 AKS 的基本概念、架构和最佳实践，您可以构建可扩展、可靠和安全的应用程序。希望本指南能帮助您入门 AKS 的世界。

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