k8s集群的规划与设计

在构建k8s集群之前，首先需要对所需的资源进行规划。包括物理或虚拟机数量、内存配置、CPU核心数等。同时，还需要考虑网络架构，以及如何保证服务之间的通信。此外，根据业务需求选择合适的节点角色，如控制平面节点（master）、工作节点（worker）以及可能的边缘计算节点。

容器化应用部署

k8s通过Pod作为最小单位来管理和部署应用程序。每个Pod都包含一个或多个容器，并且可以运行在同一主机上或者分布在不同的主机上，以实现高可用性和负载均衡。用户可以使用Deployment、StatefulSet等资源对象来定义应用程序的生命周期，从而自动化地扩展、回滚甚至是删除这些组件。

服务发现与负载均衡

为了使得后端服务能够被前端消费者访问，k8s提供了Service资源，它将一个逻辑名称映射到一组特定的Pod，这样无论这些Pod是在何处创建，都能通过这个Service名获取到它们。这背后通常依赖于DNS解析或者环境变量注入。在实际操作中，可以使用Ingress资源来实现流量路由和负载均衡功能，使得外部客户端能够通过单一入口点访问内部服务。

持久化存储解决方案

k8s中的Persistent Volume (PV) 和 Persistent Volume Claim (PVC) 是用于提供持久存储解决方案的一种方式。PV代表预分配给某个特定类型硬盘空间，而PVC则代表请求该空间。当一个 Pod 需要使用持久化卷时，它会提出一个 PVC 请求，然后管理员为其分配相应大小及类型的 PV。这有助于确保即便是因为各种原因导致 Pod 重启或重新调度，也不会丢失数据。

监控与日志收集系统

监控系统对于任何规模以上生产环境都是必不可少的一环，它们允许你跟踪你的工作loads，并在出现问题时快速响应。此外，对于日志记录来说，集中收集并分析日志至关重要，以便识别模式并预测问题。在kubernetes中，你可以利用如Prometheus这样的监控工具以及Fluentd/ELK Stack这样的日志处理工具进行这方面的任务。