在现代云计算环境中，Kubernetes（简称K8s）已成为容器编排的事实标准。掌握K8s对于DevOps工程师和系统管理员来说至关重要。本文将通过实操记录的形式，详细讲解K8s的核心概念、部署步骤以及常见问题的解决方法，帮助你轻松应对容器集群管理挑战。

K8s核心概念

1. Pod

Pod是K8s中最基本的部署单元，它包含一个或多个容器，以及共享的存储和网络资源。Pod是K8s调度的最小单位。

2. Deployment

Deployment是K8s中用于管理Pod副本集的资源对象。它可以保证在任何时刻都有一定数量的Pod副本运行，并且可以通过滚动更新和回滚来管理Pod的生命周期。

3. Service

Service定义了一组Pod的逻辑集合以及访问它们的策略。Service为Pod提供稳定的IP地址和DNS名称，使得Pod之间的通信更加简单。

4. Ingress

Ingress是K8s的API对象，用于管理进入集群的HTTP和HTTPS流量。Ingress提供负载均衡、SSL终止和基于名称的虚拟主机服务。

K8s集群环境搭建

1. 环境准备

搭建K8s集群需要准备以下环境：

  • 虚拟机或物理服务器
  • Docker引擎
  • K8s相关软件包

2. 集群创建

K8s集群创建方式有以下几种：

  • kubeadm：自动化部署K8s集群
  • Minikube：本地快速搭建K8s集群
  • 二进制部署：手动编译K8s二进制包部署

以下使用kubeadm创建集群的示例：

# 初始化主节点
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

# 配置kubeadm join命令
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 在工作节点上执行以下命令加入集群
kubeadm join <主节点IP地址>:43 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

3. 部署网络插件

网络插件负责在Pod之间提供网络通信。常用的网络插件有Flannel、Calico、Weave等。

以下使用Calico作为网络插件的示例：

# 下载Calico YAML配置文件
curl https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml -O

# 应用Calico配置文件
kubectl apply -f calico.yaml

实操案例：部署一个Nginx应用

1. 创建Deployment资源

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

2. 创建Service资源

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  type: ClusterIP

3. 部署应用

# 部署Deployment
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

# 部署Service
kubectl apply -f nginx-service.yaml

常见问题及解决方法

  1. Pod无法正常启动

原因：配置错误、资源不足、网络问题等。

解决方法：检查Pod日志、配置文件，确保资源充足，检查网络连接。

  1. Service访问异常

原因：配置错误、网络插件问题、Ingress控制器问题等。

解决方法：检查Service配置、网络插件状态、Ingress控制器配置。

  1. 集群资源不足

原因：节点资源不足、Pod占用过多资源等。

解决方法：扩容节点、优化Pod配置、调整资源。

通过本文的实操记录，相信你已经对K8s的核心概念、部署步骤以及常见问题有了更深入的了解。在实际应用中，不断积累经验，才能更好地应对容器集群管理挑战。