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《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Kubernetes
2
部署Kubernetes集群
创建Kubernetes集群
部署和使用KubernetesDashboard
3
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Pod
4
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
7
Kubernetes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Kubernetes
4
2
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