Google Kubernetes Engine 入门 | AI生成和翻译

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Question: Introduction to Google Kubernetes Engine (GKE) in Google Cloud

Answer:

Introduction to Google Kubernetes Engine (GKE)

Google Kubernetes Engine (GKE) 是由 Google Cloud Platform (GCP) 提供的托管型 Kubernetes 服务。它允许你使用 Kubernetes 部署、管理和扩展容器化应用程序，而无需手动管理底层基础设施。

简单来说：

GKE 让你能够大规模运行 Docker 容器，并由 Google 处理大部分操作复杂性。

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What is Kubernetes (Quick Context)

在了解 GKE 之前，先了解 Kubernetes 会有所帮助：

• Kubernetes (K8s) 是一个开源的容器编排系统

• 它的自动化功能包括：

  • 容器部署
  • Scaling（扩缩容）
  • Load balancing（负载均衡）
  • Self-healing（自愈，重启失败的容器）
• 最初由 Google 开发，现在由 CNCF 维护

GKE 是 Google 提供的 托管和管理 版本的 Kubernetes。

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Core Components of GKE

1. Cluster

GKE cluster 是主要资源。它由以下部分组成：

• Control Plane（由 Google 管理）
• Worker Nodes（运行容器的 VM）

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2. Control Plane (Managed by Google)

包括：

• Kubernetes API Server
• Scheduler
• Controller Manager
• etcd (cluster 状态数据库)

✅ 你 不需要管理 GKE 中的这些组件（这是一个巨大的优势）。

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3. Nodes & Node Pools

• Nodes 是 Compute Engine VM
• Node Pools 将具有相同配置的 Node 分组

• 不同的 Pool 可以拥有：

  • 不同的 Machine types
  • 不同的 Autoscaling 规则
  • 不同的 Workloads

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4. Pods

• Kubernetes 中最小的可部署单元

• 一个 Pod 包含：

  • 一个或多个容器
  • 共享的网络和存储

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Key Features of GKE

1. Fully Managed Kubernetes

• Google 负责处理：

  • Master 节点的升级
  • 安全补丁
  • High availability（高可用性）

• 显著减轻了运维负担

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2. Auto Scaling

• Horizontal Pod Autoscaling (HPA)：根据 CPU/内存使用情况扩展 Pod
• Cluster Autoscaler：自动添加/移除 Node
• Vertical Pod Autoscaling (VPA)：调整资源请求

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3. High Availability

• Multi-zone 和 Regional clusters
• 自动 Node 修复
• Workloads 自愈

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4. Integrated Security

• IAM 集成
• Workload Identity
• Private clusters
• Shielded VMs
• Binary Authorization

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5. Deep GCP Integration

GKE 与以下服务无缝集成：

• Cloud Load Balancing
• Cloud Monitoring & Logging
• Artifact Registry
• Cloud IAM
• Cloud Storage & Persistent Disks

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Deployment Workflow (Typical)

1. 构建容器镜像 (Docker)
2. 将镜像推送到 Artifact Registry
3. 创建一个 GKE cluster

4. 定义 Kubernetes manifests (YAML)

   • Deployment
   • Service
   • ConfigMap / Secret
5. 使用 kubectl 进行部署
6. 通过 LoadBalancer 或 Ingress 暴露服务

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GKE Cluster Modes

1. Standard Mode

• 你管理 Node 配置
• 更多的控制权，更多的责任
• 常用于生产环境的 Workloads

2. Autopilot Mode

• Google 管理 Node 和 Scaling
• 按 Pod 资源使用情况付费
• 强大的默认设置，灵活性较低
• 非常适合希望最小化运维工作的团队

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Common Use Cases

• Microservices（微服务）架构
• Web 应用程序和 API
• CI/CD 平台
• Machine learning 推理
• Hybrid 和 Multi-cloud 工作负载

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Advantages of GKE

• 生产级别的 Kubernetes
• 强大的可靠性和性能
• 一流的 Autoscaling 能力
• 减少运维开销
• 原生的 Kubernetes 体验

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Challenges / Considerations

• Kubernetes 有一定的学习曲线
• 如果没有适当的资源管理，成本可能会增加
• 需要理解容器和 Networking

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When to Use GKE

在以下情况使用 GKE：

• 你需要可扩展的容器编排
• 你想要托管的 Kubernetes
• 你正在构建 Cloud-native 或微服务系统
• 你已经在使用 Google Cloud 服务

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Summary

GKE = Kubernetes + Google 的可靠性 + 托管运维

它是最成熟、最强大的托管 Kubernetes 平台之一，适用于初创公司和大规模企业系统。

References:

• https://cloud.google.com/kubernetes-engine
• https://kubernetes.io/docs/home/
• https://cloud.google.com/architecture/kubernetes

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