Kubernetes入门教程

1 什么是Kubernetes

Kubernetes（K8s）是一个开源容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它提供容器调度、服务发现、负载均衡、存储编排等核心功能。

2 核心概念

• Pod：Kubernetes中最小可部署单元，包含一个或多个容器
• Deployment：管理Pod副本和滚动更新的控制器
• Service：为一组Pod提供统一访问入口和负载均衡
• Namespace：将集群资源划分为多个虚拟集群
• ConfigMap & Secret：存储配置和敏感数据

3 安装环境

• 安装Minikube（本地开发环境）

# 安装Minikube
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

• 安装kubectl（Kubernetes命令行工具）

# 安装kubectl
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl

• 启动本地集群

# 启动Minikube集群
minikube start --driver=docker

4 部署第一个应用

• 创建Nginx Deployment

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:1.23
        ports:
        - containerPort: 80

• 应用配置

# 部署到集群
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

• 检查部署状态

# 查看部署状态
kubectl get deployments

# 查看Pod
kubectl get pods -l app=nginx

5 暴露服务

• 创建Service暴露Nginx

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

• 应用Service配置

kubectl apply -f nginx-service.yaml

• 访问服务

# 获取服务URL
minikube service nginx-service --url

6 配置管理

• 创建ConfigMap

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-config
data:
  nginx.conf: |
    server {
      listen       80;
      server_name  localhost;
      location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
      }
    }

• 挂载到Pod

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-config-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-config
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-config
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.23
        volumeMounts:
        - name: nginx-config-volume
          mountPath: /etc/nginx/conf.d/
      volumes:
      - name: nginx-config-volume
        configMap:
          name: nginx-config

7 扩缩容应用

• 手动扩容

# 扩容到5个副本
kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=5

• 自动扩缩容（HPA）

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: nginx-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx-deployment
  minReplicas: 3
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

8 滚动更新

• 更新镜像版本

# 更新镜像到1.24版本
kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.24

• 查看更新状态

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

• 回滚到上一版本

kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

9 清理资源

• 删除资源

# 删除部署和服务
kubectl delete deployment nginx-deployment
kubectl delete service nginx-service

• 停止Minikube集群

minikube stop

10 总结

本教程介绍了Kubernetes的核心概念和基本操作，包括：

• 安装本地开发环境（Minikube）
• 部署和管理容器化应用
• 使用Service暴露应用
• 通过ConfigMap管理配置
• 实现应用扩缩容
• 执行滚动更新和回滚
• 清理集群资源

Kubernetes是一个功能强大的容器编排平台，掌握这些基础操作是成为K8s管理员的第一步。后续可以深入学习更高级的特性如持久化存储、网络策略、安全配置等。建议继续实践并探索Kubernetes在生产环境中的应用。

cnbugsai

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