引言

Kubernetes（简称K8s）是当今最流行的容器编排平台，它可以帮助开发者和管理员自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。掌握K8s对于现代软件开发和运维来说至关重要。本文将为您提供一个全面的K8s学习路线，从入门到精通，帮助您轻松玩转容器集群管理。

Kubernetes基础

什么是Kubernetes？

Kubernetes是一个开源的容器编排平台，它允许您自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它由Google开发，并在2014年开源。Kubernetes使用容器（如Docker）作为其工作的基本单位，并且可以在各种环境中运行，包括云服务提供商、虚拟机和本地机器。

关键概念

  • 集群 (Cluster): 一组运行Kubernetes服务的节点。
  • 节点 (Nodes): 运行工作负载的机器，可以是物理机或虚拟机。
  • Pods: Kubernetes的最小工作单元，包含一个或多个容器。
  • ReplicaSets: 确保某个Pod副本数量始终为指定数量的控制器。
  • Deployments: 更新Pods的声明式方法。
  • Services: 提供负载均衡和发现机制，允许Pods之间进行通信。
  • Namespaces: 用于组织集群资源的逻辑隔离单元。

Kubernetes架构

Kubernetes架构分为控制平面组件和节点组件。

控制平面组件

  • API Server: 所有服务访问的统一入口。
  • etcd: 存储集群配置信息的键值存储。
  • Scheduler: 负责将Pods调度到合适的节点。
  • Controller Manager: 管理集群中各种资源的状态。

节点组件

  • kubelet: 节点上的守护进程，负责Pods的生命周期管理。
  • kube-proxy: 负责为Services提供集群内部的服务发现和负载均衡。
  • 容器运行时 (Container Runtime): 负责容器的运行，如Docker或containerd。

设置Kubernetes

使用Minikube进行本地开发

Minikube是一个简单的Kubernetes集群，可以在本地机器上运行。它允许您在本地环境中快速测试Kubernetes功能。

minikube start

在云服务提供商上部署Kubernetes

您可以在云服务提供商（如GKE、EKS、AKS）上部署Kubernetes，以利用其提供的弹性、高可用性和管理功能。

gcloud container clusters create my-cluster

使用kubeadm在裸金属上部署

kubeadm是一个用于部署Kubernetes集群的工具。

kubeadm init

Kubernetes操作

kubectl基础

kubectl是Kubernetes的命令行工具，用于与集群进行交互。

kubectl get pods
kubectl delete pod my-pod

部署应用程序

创建Deployment

Deployment是一种声明式更新Pods的方法。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-container
        image: my-image

扩展应用程序

您可以使用kubectl scale命令来扩展Deployment。

kubectl scale deployment my-deployment --replicas=5

暴露服务

ClusterIP

ClusterIP是一个集群内部的IP地址，只有集群内部可以访问。

kubectl expose deployment my-deployment --type=ClusterIP --port=80

NodePort

NodePort允许您通过节点的IP地址和端口访问服务。

kubectl expose deployment my-deployment --type=NodePort --port=80

总结

通过以上内容，您已经掌握了Kubernetes的基础知识、设置方法和基本操作。现在，您可以开始使用Kubernetes来管理您的容器集群，并享受其带来的便利和效率。随着您对Kubernetes的深入了解，您将能够利用其高级功能，如自动扩展、自我修复和配置管理，来构建更加可靠和可伸缩的应用程序。