Kubernetes on Leanku 的博客

Kubernetes学习指北

Thu, 01 May 2025 11:46:01 +0800

Kubernetes学习指北

一、大纲

1. 了解基础概念

概念	说明
Pod	最小的调度单位，一个 Pod 可以包含一个或多个容器
Node	Kubernetes 集群的工作节点
Deployment	管理 Pod 的副本和升级策略
Service	用于 Pod 间通信和对外暴露
ConfigMap / Secret	配置和敏感信息管理
Volume	数据卷，用于持久化数据
Namespace	命名空间，多租户环境的逻辑隔离
Ingress	对外 HTTP/HTTPS 流量管理
kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager	Master 组件，负责调度、管理集群

2. 核心组件及职责（必须的核心组件）

kube-apiserver （API 服务器）
- 作用：
  - 集群的大脑入口
  - 负责接收请求（kubectl、Dashboard、其他服务），然后转给 etcd 或控制器
  - 所有组件（scheduler、controller、kubelet）都通过它通信。
- 像是办事大厅，所有人（开发、运维、调度器）都必须来这里递交申请。
kube-scheduler （调度器） * 作用：
- 负责给 Pod 找宿主机。
- 根据资源情况（CPU、内存）、约束（亲和性、污点）、策略来决定 Pod 放在哪个 Node 上。 * 像是一个派单员，根据司机（Node）的空闲情况，把订单（Pod）分配给合适的人。
kube-controller-manager （控制器管理器） * 作用：
- 内部包含很多控制器（controller），比如：
  - Deployment Controller：保证副本数量正确
  - Node Controller：监控节点状态。
  - Endpoint Controller：维护 Service → Pod 的映射。
- 核心任务是：对比实际状态和期望状态，不断修正。 * 像是一个巡检员，不停检查「理想状态」和「现实情况」是不是一致，如果发现差错，就赶紧修正。
kubelet （节点代理）
- 作用：
  - 跑在每个 Node 上的代理。
  - 负责和 kube-apiserver 交互，接收“要运行哪些 Pod”。
  - 调用底层容器运行时（containerd、CRI-O、Docker）来真正启动容器。
  - 还会汇报 Pod 和 Node 的运行状态。 * 像是工地上的施工队长，接到上级（apiserver）的命令，就去调度工人（containerd）建房子（Pod）。
etcd
- 作用：
  - 分布式键值存储，保存集群的所有状态（Pod、Service、配置等）

 * 像是 工地上的施工队长，接到上级（apiserver）的命令，就去调度工人（containerd）建房子（Pod）

容器运行时（Container Runtime，如 containerd、CRI-O、DockerShim）
- 作用：
  - kubelet 本身不会直接运行容器，它要依赖运行时。
  - 真正负责创建和运行容器的底层引擎。
- 常见的有
  - containerd（最主流，K8s 默认推荐）
  - CRI-O（轻量化，专门为 K8s 服务）
  - Docker（以前常用，但现在 K8s 不直接依赖它了，而是通过 containerd） * 比喻：工人，真正搬砖盖房子（运行容器）。

3. 网络插件（通常必须）

Flannel / Calico / Cilium / Weave 等
作用：
- Kubernetes 默认不带跨节点网络，需要 CNI 插件：
- 提供 Pod 跨节点通信的网络能力。
- 在多节点集群中必须（单节点集群不一定需要）

4. 常用工具

kubectl
- 集群客户端工具，用于执行命令、部署应用。
- 从严格意义上来说不是集群必须，但管理集群时必不可少。
kubeadm
- 安装和初始化 Kubernetes 的工具。
- kubeadm init 的时候会用静态 Pod 的方式自动在 control-plane 节点上拉取(apiserver、scheduler、controller-manager、etcd)这些镜像并启动
- 不是必须，也可以手动部署 K8s（kubeadm 只是简化安装）。

5. 环境搭建

方案 A：单机多节点学习（推荐）Kubernetes学习指北之单节点集群
方案 B：一键单机集群（开发学习） Kubernetes学习指北之单节点集群

6. 学习操作命令

安装 kubectl

常用命令：

1kubectl get nodes # 查看节点
2kubectl get pods # 查看 Pod
3kubectl get svc # 查看服务
4kubectl describe pod POD # 查看 Pod 详情
5kubectl logs POD # 查看容器日志
6kubectl apply -f file.yaml # 创建资源
7kubectl delete -f file.yaml # 删除资源

7. 部署简单应用

8. 进阶

ConfigMap / Secret / Volume：学习如何管理配置和数据

Kubernetes学习指北之Kubernetes kubectl

Thu, 01 May 2025 11:46:01 +0800

Kubernetes学习指北之Kubernetes kubectl

一、 kubectl 介绍

kubectl 是 Kubernetes 官方提供的命令行工具，用于与 Kubernetes 集群交互。
它可以管理资源对象（Pods、Deployments、Services 等）、调试问题、查看日志、扩缩容、发布更新等。
本质上，它通过 Kubernetes API 与集群通信。

组件关系示意：

1kubectl <---> kube-apiserver <---> etcd / kubelet / controller-manager / scheduler

二、安装与配置

1. 安装（Linux）：

1curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
2chmod +x kubectl
3sudo mv kubectl /usr/local/bin/
4kubectl version --client

2. 配置 kubeconfig

默认路径：~/.kube/config
查看当前配置：

1kubectl config view
2kubectl config current-context

切换 namespace：

1kubectl config set-context --current --namespace=demo

三、基础命令

1. 查看集群信息

1kubectl cluster-info # 控制面信息
2kubectl version # 客户端 & 服务端版本
3kubectl api-resources # 列出可用资源
4kubectl get namespaces # 查看命名空间

2. 查看节点

1kubectl get nodes
2kubectl describe node <node-name>

四、命名空间管理

1kubectl create namespace demo
2kubectl get namespaces
3kubectl delete namespace demo

使用 -n 指定命名空间：

1kubectl get pods -n demo
2kubectl apply -f deployment.yaml -n demo

设置默认 namespace：

1kubectl config set-context --current --namespace=demo

五、Pods、Deployment、Service 管理

1. 查看资源

1kubectl get pods
2kubectl get deployments
3kubectl get svc
4kubectl get all
5kubectl describe pod <pod-name>

2. 创建 / 更新 / 删除

1kubectl apply -f <file.yaml> # 创建或更新
2kubectl delete -f <file.yaml> # 删除

3.Pod 调试

1kubectl logs <pod-name>
2kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash
3kubectl port-forward <pod-name> 8080:80

4. Deployment 滚动更新与回滚

1kubectl rollout status deployment/<name>
2kubectl rollout history deployment/<name>
3kubectl rollout undo deployment/<name>
4kubectl scale deployment/<name> --replicas=3

六、ConfigMap 和 Secret

1. ConfigMap

1kubectl create configmap my-config --from-literal=key=value
2kubectl apply -f configmap.yaml
3kubectl get configmap
4kubectl describe configmap my-config

2. Secret

1kubectl create secret generic my-secret \
2 --from-literal=username=admin \
3 --from-literal=password=123456
4kubectl get secret
5kubectl describe secret my-secret

Secret 可以在 Pod 中挂载为环境变量或文件：

1env:
2- name: DB_USER
3 valueFrom:
4 secretKeyRef:
5 name: my-secret
6 key: username

七、DaemonSet 与 StatefulSet

1kubectl get daemonset -n kube-system
2kubectl describe daemonset <name> -n <namespace>
3
4kubectl get statefulset
5kubectl describe statefulset <name>

八、标签和选择器

查看标签：

1kubectl get pods --show-labels

按标签选择：

1kubectl get pods -l app=nginx
2kubectl label pod <pod-name> env=dev
3kubectl annotate pod <pod-name> key=value

九、资源调试与事件

1kubectl get events
2kubectl describe pod <pod-name>
3kubectl top node
4kubectl top pod

十、批量与导出操作

批量操作：

1kubectl apply -f ./manifests
2kubectl delete -f ./manifests

导出资源：

1kubectl get deployment <name> -o yaml > deployment.yaml
2kubectl get all -n demo -o yaml > demo-all.yaml

十一、其他操作

端口转发

1kubectl port-forward deployment/nginx 8080:80

访问 Pod 内部网络

1kubectl exec -it <pod-name> -- ping <service-name>
2kubectl exec -it <pod-name> -- curl http://<service-name>:<port>

Debug Pod

1kubectl describe pod <pod-name>
2kubectl logs <pod-name>
3kubectl exec -it <pod-name> -- bash

十二、步骤总结

比如现在有laravel/k8s/文件结构：

Kubernetes学习指北之Kubernetes YAML

Thu, 01 May 2025 11:46:01 +0800

Kubernetes学习指北之Kubernetes YAML

一、 Kubernetes YAML 的基本结构

Kubernetes 资源对象通常是 YAML 文件。每个 YAML 对象至少包含三个字段：

1apiVersion: v1  # API 版本，不同资源使用的版本不同
2kind: Pod  # 资源类型，如 Pod、Deployment、Service、Secret、ConfigMap
3metadata: # 元数据
4 name: my-pod
5 namespace: default
6spec: # 具体配置
7 containers:
8 - name: nginx
9 image: nginx:1.25

二、常用字段详解

1. apiVersion

指定资源的 API 版本。
- 常见值：
  - v1：Pod、Service、ConfigMap、Secret
  - apps/v1：Deployment、StatefulSet、DaemonSet
  - batch/v1：Job、CronJob

2. kind

资源类型
- 常见类型：
  - Pod：最小的调度单位
  - Deployment：Pod 的管理控制器，可以做副本管理和滚动升级
  - Service：服务发现与负载均衡
  - ConfigMap / Secret：配置或敏感信息管理
  - Namespace：隔离资源的逻辑空间

3. metadata

资源的名字、标签、注解等。

常见字段：

1metadata:
2name: my-app
3namespace: default
4labels:
5 app: my-app
6annotations:
7 description: "Demo app"

4. spec

资源的核心配置
不同 kind 的 spec 完全不同，Pod、Deployment、Service 的 spec 都不一样。

三、 Pod 示例

 1apiVersion: v1
 2kind: Pod
 3metadata:
 4 name: nginx-pod
 5spec:
 6 containers:
 7 - name: nginx
 8 image: nginx:1.25
 9 ports:
10 - containerPort: 80

解释：

Kubernetes学习指北之单节点集群（Master）

Thu, 01 May 2025 11:46:01 +0800

Kubernetes学习指北之单节点集群（Master）

一、单节点集群（Single Node Cluster）说明

学习和开发利器，操作简单

特点

Master 节点和 Worker 节点在同一台机器上
- kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubelet 都在同一台机器
- Pod 也在同一台机器上运行
资源有限：所有容器共享同一台机器的 CPU、内存和存储
高可用性低：Master 节点宕机，整个集群不可用
网络简单：只需一个节点，Pod 网络配置相对简单

适用场景

学习和测试 Kubernetes 核心概念
开发环境部署微服务
练习 kubectl 命令、Deployment、Service 等

优点

配置简单，一条命令就能搭建
资源占用低，不需要多台虚拟机
部署快速，便于练手

缺点

不适合生产环境
没有高可用性
无法模拟真实多节点调度

二、准备环境和工具

这里我使用的CentOS7

做一些初始化

 1# 切换 root
 2sudo -i
 3
 4# 关闭防火墙（实验环境）
 5systemctl stop firewalld
 6systemctl disable firewalld
 7
 8# 关闭 selinux
 9setenforce 0
10sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
11
12# 关闭 swap
13swapoff -a
14sed -i '/swap/d' /etc/fstab
15
16# 调整内核参数（K8s 网络需要）
17cat <<EOF > /etc/sysctl.d/k8s.conf
18net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
19net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
20EOF
21sysctl --system

三、安装 Docker 或 Containerd

Kubernetes 需要一个容器运行时，这里推荐 containerd（更接近 K8s 原生）。

Kubernetes学习指北之多节点集群（Multi Node Cluster）

Thu, 01 May 2025 11:46:01 +0800

Kubernetes学习指北之多节点集群（Multi Node Cluster）

一、多节点集群（Multi Node Cluster）说明

真实生产环境的缩影，可以模拟调度、高可用、跨节点通信

特点

Master 节点负责管理集群
- 多个 Worker 节点运行实际应用 Pod
- Master 负责调度、管理和监控
高可用性可扩展
- 可以增加 Worker 节点提升容量
- Master 可做 HA（高可用）部署
真实调度场景
- Kubernetes 会根据资源和策略，将 Pod 调度到不同节点
网络复杂
- Pod 网络跨节点，需要 CNI 插件（Flannel、Calico 等）支持

适用场景

生产环境部署微服务
测试调度策略、Pod 分布、Service 负载均衡
实战演练集群管理和高可用

优点

模拟真实生产环境
可以横向扩展容器数量
Master 故障可配置高可用

缺点

配置复杂，需要多台虚拟机或服务器
网络和存储管理比单节点复杂
资源占用高

二、准备环境和工具

这里使用centos7环境说明

sudo -i 建议用root账号操作

每台节点都需要执行的操作，包括 master 和 worker：系统初始化、安装和配置容器运行时（containerd）、镜像源替换等操作

这里不再赘述，参照另一篇：Kubernetes学习指北之单节点集群

三、节点准备

在每台节点上安装：

 1# 安装 kubeadm、kubelet、kubectl
 2yum install -y kubelet kubeadm kubectl
 3
 4# 启动 kubelet
 5systemctl enable --now kubelet
 6
 7# 关闭 swap（K8s 要求）
 8swapoff -a
 9sed -i '/swap/d' /etc/fstab
10
11# 配置 sysctl
12cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
13net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
14net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
15EOF
16sysctl --system

四、初始化控制平面节点（master）

在master机器执行：

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Kubernetes学习指北

一、 大纲

1. 了解基础概念

2. 核心组件及职责 （必须的核心组件）

3. 网络插件（通常必须）

4. 常用工具

5. 环境搭建

6. 学习操作命令

7. 部署简单应用

8. 进阶

Kubernetes学习指北之Kubernetes kubectl

Kubernetes学习指北之Kubernetes kubectl

一、 kubectl 介绍

二、安装与配置

1. 安装（Linux）：

2. 配置 kubeconfig

三、基础命令

1. 查看集群信息

2. 查看节点

四、命名空间管理

五、Pods、Deployment、Service 管理

1. 查看资源

2. 创建 / 更新 / 删除

3.Pod 调试

4. Deployment 滚动更新与回滚

六、ConfigMap 和 Secret

1. ConfigMap

2. Secret

七、DaemonSet 与 StatefulSet

八、标签和选择器

九、资源调试与事件

十、批量与导出操作

十一、其他操作

端口转发

访问 Pod 内部网络

Debug Pod

十二、 步骤总结

Kubernetes学习指北之Kubernetes YAML

Kubernetes学习指北之Kubernetes YAML

一、 Kubernetes YAML 的基本结构

二、常用字段详解

1. apiVersion

2. kind

3. metadata

4. spec

三、 Pod 示例

Kubernetes学习指北之单节点集群（Master）

Kubernetes学习指北之单节点集群（Master）

一、 单节点集群（Single Node Cluster）说明

特点

适用场景

优点

缺点

二、 准备环境和工具

三 、 安装 Docker 或 Containerd

Kubernetes学习指北之多节点集群（Multi Node Cluster）

Kubernetes学习指北之多节点集群（Multi Node Cluster）

一、 多节点集群（Multi Node Cluster）说明

特点

适用场景

优点

缺点

二、 准备环境和工具

三、节点准备

四、初始化控制平面节点（master）

一、大纲

2. 核心组件及职责（必须的核心组件）

十二、步骤总结

一、单节点集群（Single Node Cluster）说明

二、准备环境和工具

三、安装 Docker 或 Containerd

一、多节点集群（Multi Node Cluster）说明

二、准备环境和工具