Kubernetes 入门指南：快速上手容器编排

概述

Kubernetes（简称 K8s）是一个开源平台，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。它提供了一种便捷的方式来部署和运行应用程序，而无需关心底层基础设施的细节。本指南将带你从零开始学习 Kubernetes 的基础知识，并帮助你部署第一个应用。

Kubernetes 基础知识

容器与容器编排

• 容器：轻量级、可移植的执行环境，包含运行应用程序所需的所有依赖项。
• 容器编排：自动化的管理容器生命周期的过程，包括部署、扩展、负载均衡等。

Kubernetes 架构

• Master Node (控制平面): 包含 API Server, Scheduler, Controller Manager 等组件，负责集群状态的管理。
• Worker Node: 运行 Pod 和容器的实际节点。

Kubernetes 关键概念

• Pod: Kubernetes 中最小的可部署单元，一个或多个容器的集合。
• Service: 提供稳定 IP 地址和 DNS 名称的服务，使得 Pod 之间的通信更加简单。
• Deployment: 用来定义应用的期望状态，Kubernetes 会确保集群中的应用状态与 Deployment 定义的状态一致。
• Volume: 存储数据的持久化方式，独立于容器生命周期之外。

安装 Kubernetes

本节将指导你如何在本地计算机上安装一个单节点的 Kubernetes 集群，使用 Minikube 工具。Minikube 是一个工具，可以在你的笔记本电脑上运行一个单节点的 Kubernetes 集群。

安装 Minikube

1. 下载并安装 Minikube:

   • Minikube 官方文档 提供了详细的安装步骤。
   • 对于 macOS 用户，可以通过 Homebrew 安装：

     brew install minikube
     

2. 启动 Minikube 集群:

   minikube start
   

3. 验证安装:

   kubectl version
   

部署第一个应用

现在我们已经有了一个运行中的 Kubernetes 集群，接下来我们将部署一个简单的 Nginx Web 服务器。

创建 Nginx Deployment

1. 编写 Deployment YAML 文件:

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: nginx-deployment
   spec:
     replicas: 3
     selector:
       matchLabels:
         app: nginx
     template:
       metadata:
         labels:
           app: nginx
       spec:
         containers:
         - name: nginx
           image: nginx:1.7.9
           ports:
           - containerPort: 80
   

2. 应用 Deployment:

   kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
   

3. 检查 Deployment 状态:

   kubectl get deployments
   

创建 Service

为了让外部能够访问到我们的 Nginx 应用，我们需要创建一个 Service。

1. 编写 Service YAML 文件:

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

2. 应用 Service:

   kubectl apply -f nginx-service.yaml
   

3. 获取 Service 信息:

   kubectl get services
   

4. 访问应用:
   如果你正在使用 Minikube，你可以通过以下命令获取 Service 的 URL 并访问它：

   minikube service nginx-service --url
   

总结

通过这篇指南，你应该对 Kubernetes 有了基本的认识，并且已经成功部署了一个简单的 Nginx 应用。这只是 Kubernetes 功能的冰山一角，随着你对它的深入了解，你会发现更多强大的特性和功能。