Kubernetes(k8s)作为云原生的核心平台,已成为现代应用部署和管理的标准。本教程将带领你零基础快速入门Kubernetes,掌握其核心概念、组件和工作原理,为进一步探索Kubernetes的强大功能打下坚实基础。
一、Kubernetes简介
Kubernetes是一个开源的容器编排系统,旨在自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。它提供了一种简单的方式来部署、扩展和管理容器化应用程序,并提供了自动容灾、弹性伸缩和自我修复等功能。
二、Kubernetes核心概念
- Master节点:主节点,控制平台,不需要很高性能,不跑任务,通常一个就行了,也可以开多个主节点来提高集群可用度。
- Pod:Pod是Kubernetes的基本构建块,它代表一组相关容器。Pod可以包含一个或多个相关容器,这些容器共享存储、网络和运行环境。
- Node:节点是运行Pod的机器,可以是物理机或虚拟机。在Kubernetes中,节点被抽象为计算资源,并通过Master节点进行管理。
- Label:标签是用于识别和组织资源(如Pod)的关键字。通过标签,你可以选择性地查询和组织资源。
- Service:服务是Kubernetes中的一种资源,用于定义一组Pod的访问方式。服务提供了一种抽象层,使得应用程序可以独立于底层Pod的变动进行访问。
三、Kubernetes组件
- API服务器(kube-apiserver):公开了Kubernetes API,是Kubernetes的核心组件之一。它处理来自客户端的请求并维护集群的状态。
- 键值数据库(etcd):etcd是Kubernetes使用的分布式键值数据库,用于保存所有集群的数据。它提供了数据存储和一致性保证,确保集群状态的可靠性。
- 调度器(kube-scheduler):调度器负责在集群中选择适当的节点来运行Pod。它基于节点的可用资源和Pod的约束进行调度决策。
- 控制器管理器(kube-controller-manager):控制器管理器是集群中多个控制循环的集合,如节点状态控制器、端点控制器等。它们负责维护集群的状态并响应用户请求。
- 云控制器管理器(cloud-controller-manager):云控制器管理器与云服务商交互,实现了Kubernetes与底层云平台的集成。
四、安装Kubernetes集群
目前主流的搭建Kubernetes集群的方式有kubeadm、Minikube和二进制包安装等。本教程以Minikube为例介绍如何在本地搭建Kubernetes集群。
- 前期准备:确保你的机器上已安装虚拟化环境(如VirtualBox),并下载安装Minikube。Minikube是一个本地运行的Kubernetes集群,方便快捷地构建Kubernetes学习与开发环境。
- 安装Minikube:根据你使用的操作系统,按照官方文档指引安装Minikube。
- 启动Minikube:在命令行中运行
minikube start命令启动Minikube集群。Minikube将自动下载和安装Kubernetes镜像,并在虚拟机上运行一个单节点的Kubernetes集群。 - 验证安装:通过运行
kubectl cluster-info命令验证Minikube集群是否成功运行。如果一切正常,你应该能够看到Kubernetes集群的相关信息。 - 部署应用:使用kubectl命令行工具在Minikube集群上部署和管理应用程序。例如,运行
kubectl run myapp --image=nginx命令创建一个名为myapp的Pod,使用nginx镜像运行一个Web服务器。 - 访问应用:使用kubectl暴露的服务将应用程序暴露在集群外部,然后通过浏览器或curl命令访问该服务。
- 停止和删除Minikube:当你完成Kubernetes的学习和开发任务后,可以运行
minikube stop命令停止Minikube集群,或使用minikube delete命令删除整个Minikube虚拟机环境。