1. 课程导论：Kubernetes数据库迁移的背景、挑战与课程目标

1.1 迁移背景：为什么需要将数据库迁入Kubernetes

传统数据库部署在物理机或虚拟机上，依赖手工运维、脚本化备份和静态资源分配。随着微服务架构和容器化技术的普及，应用层已大规模迁移至Kubernetes，而数据库作为有状态服务的核心，仍长期游离在容器编排体系之外。这种“应用在K8s、数据库在VM”的混合架构带来了运维割裂、交付延迟和资源利用率不均等问题。

推动数据库迁移至Kubernetes的主要驱动力包括：

• 统一编排与运维：将数据库纳入K8s资源模型，实现声明式部署、自动扩缩和故障自愈。
• 资源利用率提升：通过容器化实现更细粒度的资源分配，减少闲置计算与存储。
• CI/CD流水线集成：数据库Schema变更、版本升级可纳入持续交付流程，缩短发布周期。
• 多云与混合云弹性：利用K8s的抽象层，数据库工作负载可在不同基础设施间迁移。

1.2 核心挑战：有状态迁移的五大难题

数据库迁移至Kubernetes并非简单的“容器化打包”，其有状态特性带来了以下核心挑战：

1.3 课程目标：构建可复用的迁移接口契约与性能调优体系

本课程旨在为Kubernetes数据库迁移提供一套标准化的接口契约和可量化的性能调优方法论，帮助学员在真实生产环境中完成安全、高效、可观测的迁移。具体目标包括：

1. 掌握迁移接口契约设计：定义数据导出/导入、Schema变更、一致性校验、回滚等阶段的标准化API与数据格式。
2. 理解K8s有状态基础设施：深入StatefulSet、Headless Service、PVC模板、VolumeSnapshot等核心原语的正确使用方式。
3. 实施性能基准与调优：通过sysbench、pgbench等工具建立迁移前/后性能基线，定位容器化带来的I/O、网络、CPU调度瓶颈。
4. 构建自动化迁移流水线：结合Operator、Helm Chart、CI/CD工具实现迁移流程的声明式编排与灰度切换。
5. 建立可观测性体系：集成Prometheus、Grafana、Loki对迁移过程进行实时监控与日志审计。

1.4 迁移架构总览

下图展示了Kubernetes数据库迁移的整体架构，涵盖源端、迁移管道、目标端及监控层：

1.5 课程适用对象与前置知识

1.6 课程内容路线图

本课程共30章，按以下阶段递进：

• 第1~5章：基础概念与迁移接口契约设计（数据格式、API规范、回滚协议）
• 第6~12章：K8s有状态基础设施深度实践（StatefulSet、PVC、Headless Service、VolumeSnapshot）
• 第13~20章：性能基准建立与调优（I/O隔离、网络优化、NUMA绑定、资源限制）
• 第21~26章：自动化迁移流水线（Operator开发、Helm Chart、CI/CD集成、灰度切换）
• 第27~30章：可观测性、故障演练与生产案例复盘