1. 课程导论：多集群 K8s 架构概述、镜像供应链安全挑战、容量瓶颈问题定义

1.1 多集群 Kubernetes 架构概述

现代企业级云原生基础设施已从单集群演进为多集群架构。多集群部署通常基于以下驱动因素：

• 地理分布与延迟优化：将工作负载部署在靠近用户的多个区域集群中。
• 环境隔离与合规：开发、预发、生产环境使用独立集群，满足监管要求。
• 故障域隔离：避免单集群故障导致全局服务中断。
• 资源规模与配额：突破单集群节点上限（通常 5000 节点），实现弹性扩展。

典型的多集群架构包含以下核心组件：

1.2 镜像供应链安全挑战

在多集群环境中，镜像供应链的攻击面显著扩大。每个环节都可能成为安全短板：

1. 构建阶段：基础镜像漏洞、依赖库投毒、构建环境被篡改。
2. 存储阶段：镜像仓库未加密、访问控制薄弱、镜像被篡改或替换。
3. 分发阶段：跨集群镜像同步未校验完整性、中间人攻击、镜像拉取凭证泄露。
4. 部署阶段：运行未知来源镜像、未执行签名验证、策略检查缺失。
5. 运行时阶段：镜像内组件存在已知漏洞、恶意进程逃逸、容器逃逸。

1.3 容量瓶颈问题定义

在多集群镜像供应链中，容量瓶颈不仅指存储空间不足，而是涵盖以下四个维度：

• 镜像仓库存储容量：镜像层数据累积、GC 策略失效、跨集群镜像冗余。
• 网络带宽与拉取并发：大规模滚动更新时镜像拉取带宽耗尽，导致 Pod 启动延迟。
• 镜像同步管道吞吐：跨区域同步队列积压，镜像版本滞后。
• 安全扫描与签名性能：扫描任务堆积，签名验证成为部署瓶颈。