Kubernetes基本用法

原文:https://geekhour.net/2023/12/23/kubernetes/

1. 什么是Kubernetes

Kubernetes是一个开源的容器编排引擎，可以用来管理容器化的应用，包括容器的自动化的部署、扩容、缩容、升级、回滚等等，它是Google在2014年开源的一个项目，它的前身是Google内部的Borg系统。

2. 为什么要使用Kubernetes

在Kubernetes出现之前，我们一般都是使用Docker来管理容器化的应用，但是Docker只是一个单机的容器管理工具，它只能管理单个节点上的容器，当我们的应用程序需要运行在多个节点上的时候，就需要使用一些其他的工具来管理这些节点，比如Docker Swarm、Mesos、Kubernetes等等，这些工具都是容器编排引擎，它们可以用来管理多个节点上的容器，但是它们之间也有一些区别，比如Docker Swarm是Docker官方提供的一个容器编排引擎，它的功能比较简单，适合于一些小型的、简单的场景，而Mesos和Kubernetes则是比较复杂的容器编排引擎， Mesos是Apache基金会的一个开源项目，而Kubernetes是Google在2014年开源的，目前已经成为了CNCF（Cloud Native Computing Foundation）的一个顶级项目，基本上已经成为了容器编排引擎的事实标准了。

3. 使用minikube搭建kubernetes集群环境

minikube是一个轻量级的kubernetes集群环境，可以用来在本地快速搭建一个单节点的kubernetes集群，

3.1 安装minikube

minikube的安装：

# macOS
brew install minikube

# Windows
choco install minikube

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

也可以到官网直接下载安装包来安装：https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/

3.2 启动minikube

# 启动minikube
minikube start

4. 使用Multipass和k3s搭建kubernetes集群环境

minikube只能用来在本地搭建一个单节点的kubernetes集群环境，下面介绍如何使用Multipass和k3s来搭建一个多节点的kubernetes集群环境，

4.1 Multipass介绍

Multipass是一个轻量级的虚拟机管理工具，可以用来在本地快速创建和管理虚拟机，相比于VirtualBox或者VMware这样的虚拟机管理工具，Multipass更加轻量快速，而且它还提供了一些命令行工具来方便我们管理虚拟机。官方网址: https://Multipass.run/

4.1.1 安装Multipass

# macOS
brew install multipass

# Windows
choco install multipass

# Linux
sudo snap install multipass

4.1.2 Multipass常用命令

关于Multipass的一些常用命令我们可以通过multipass help来查看，这里大家只需要记住几个常用的命令就可以了，

# 查看帮助
multipass help
multipass help <command>

# 创建一个名字叫做k3s的虚拟机
multipass launch --name k3s

# 在虚拟机中执行命令
multipass exec k3s -- ls -l

# 进入虚拟机并执行shell
multipass shell k3s

# 查看虚拟机的信息
multipass info k3s

# 停止虚拟机
multipass stop k3s

# 启动虚拟机
multipass start k3s

# 删除虚拟机
multipass delete k3s

# 清理虚拟机
multipass purge

# 查看虚拟机列表
multipass list

# 挂载目录（将本地的~/kubernetes/master目录挂载到虚拟机中的~/master目录）
multipass mount ~/kubernetes/master master:~/master

Multipass有个问题，每次M1芯片的Mac升级之后Multipass的虚拟机都会被删除，不知道大家有没有遇到类似的问题。

# 镜像位置
/var/root/Library/Application Support/multipassd/qemu/vault/instances
# 配置文件
/var/root/Library/Application Support/multipassd/qemu/multipassd-vm-instances.json

4.2 k3s介绍

k3s 是一个轻量级的Kubernetes发行版，它是 Rancher Labs 推出的一个开源项目，旨在简化Kubernetes的安装和维护，同时它还是CNCF认证的Kubernetes发行版。

4.2.1 创建和配置master节点

首先我们需要使用multipass创建一个名字叫做k3s的虚拟机，

multipass launch --name k3s --cpus 2 --memory 8G --disk 10G

虚拟机创建完成之后，可以配置SSH密钥登录，不过这一步并不是必须的，即使不配置也可以通过multipass exec或者multipass shell命令来进入虚拟机，然后我们需要在master节点上安装k3s，

使用k3s搭建kubernetes集群非常简单，只需要执行一条命令就可以在当前节点上安装k3s，打开刚刚创建的k3s虚拟机，执行下面的命令就可以安装一个k3s的master节点，

# 安装k3s的master节点
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

国内用户可以换成下面的命令，使用ranher的镜像源来安装：

curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn sh -

安装完成之后，可以通过kubectl命令来查看集群的状态，

sudo kubectl get nodes

4.2.2 创建和配置worker节点

接下来需要在这个master节点上获取一个token，用来作为创建worker节点时的一个认证凭证，它保存在/var/lib/rancher/k3s/server/node-token这个文件里面，我们可以使用sudo cat命令来查看一下这个文件中的内容，

sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token

将TOKEN保存到一个环境变量中

TOKEN=$(multipass exec k3s sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token)

保存master节点的IP地址

MASTER_IP=$(multipass info k3s | grep IPv4 | awk '{print $2}')

确认：

echo $MASTER_IP

使用刚刚的TOKEN和MASTER_IP来创建两个worker节点并把它们加入到集群中

# 创建两个worker节点的虚拟机
multipass launch --name worker1 --cpus 2 --memory 8G --disk 10G
multipass launch --name worker2 --cpus 2 --memory 8G --disk 10G

# 在worker节点虚拟机上安装k3s
 for f in 1 2; do
     multipass exec worker$f -- bash -c "curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn K3S_URL="https://$MASTER_IP:6443" K3S_TOKEN="$TOKEN" sh -"
 done

这样就完成了一个多节点的kubernetes集群的搭建。

5. 在线实验环境

Killercoda

Play-With-K8s

6. kubectl常用命令

6.1 基础使用

# 查看帮助
kubectl --help

# 查看API版本
kubectl api-versions

# 查看集群信息
kubectl cluster-info

6.2 资源的创建和运行

# 创建并运行一个指定的镜像
kubectl run NAME --image=image [params...]
# e.g. 创建并运行一个名字为nginx的Pod
kubectl run nginx --image=nginx

# 根据YAML配置文件或者标准输入创建资源
kubectl create RESOURCE
# e.g.
# 根据nginx.yaml配置文件创建资源
kubectl create -f nginx.yaml
# 根据URL创建资源
kubectl create -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml
# 根据目录下的所有配置文件创建资源
kubectl create -f ./dir

# 通过文件名或标准输入配置资源
kubectl apply -f (-k DIRECTORY | -f FILENAME | stdin)
# e.g.
# 根据nginx.yaml配置文件创建资源
kubectl apply -f nginx.yaml

6.3 查看资源信息

# 查看集群中某一类型的资源
kubectl get RESOURCE
# 其中，RESOURCE可以是以下类型：
kubectl get pods / po         # 查看Pod
kubectl get svc               # 查看Service
kubectl get deploy            # 查看Deployment
kubectl get rs                # 查看ReplicaSet
kubectl get cm                # 查看ConfigMap
kubectl get secret            # 查看Secret
kubectl get ing               # 查看Ingress
kubectl get pv                # 查看PersistentVolume
kubectl get pvc               # 查看PersistentVolumeClaim
kubectl get ns                # 查看Namespace
kubectl get node              # 查看Node
kubectl get all               # 查看所有资源

# 后面还可以加上 -o wide 参数来查看更多信息
kubectl get pods -o wide

# 查看某一类型资源的详细信息
kubectl describe RESOURCE NAME
# e.g. 查看名字为nginx的Pod的详细信息
kubectl describe pod nginx

6.4 资源的修改、删除和清理

# 更新某个资源的标签
kubectl label RESOURCE NAME KEY_1=VALUE_1 ... KEY_N=VALUE_N
# e.g. 更新名字为nginx的Pod的标签
kubectl label pod nginx app=nginx

# 删除某个资源
kubectl delete RESOURCE NAME
# e.g. 删除名字为nginx的Pod
kubectl delete pod nginx

# 删除某个资源的所有实例
kubectl delete RESOURCE --all
# e.g. 删除所有Pod
kubectl delete pod --all

# 根据YAML配置文件删除资源
kubectl delete -f FILENAME
# e.g. 根据nginx.yaml配置文件删除资源
kubectl delete -f nginx.yaml

# 设置某个资源的副本数
kubectl scale --replicas=COUNT RESOURCE NAME
# e.g. 设置名字为nginx的Deployment的副本数为3
kubectl scale --replicas=3 deployment/nginx

# 根据配置文件或者标准输入替换某个资源
kubectl replace -f FILENAME
# e.g. 根据nginx.yaml配置文件替换名字为nginx的Deployment
kubectl replace -f nginx.yaml

6.5 调试和交互

# 进入某个Pod的容器中
kubectl exec [-it] POD [-c CONTAINER] -- COMMAND [args...]
# e.g. 进入名字为nginx的Pod的容器中，并执行/bin/bash命令
kubectl exec -it nginx -- /bin/bash

# 查看某个Pod的日志
kubectl logs [-f] [-p] [-c CONTAINER] POD [-n NAMESPACE]
# e.g. 查看名字为nginx的Pod的日志
kubectl logs nginx

# 将某个Pod的端口转发到本地
kubectl port-forward POD [LOCAL_PORT:]REMOTE_PORT [...[LOCAL_PORT_N:]REMOTE_PORT_N]
# e.g. 将名字为nginx的Pod的80端口转发到本地的8080端口
kubectl port-forward nginx 8080:80

# 连接到现有的某个Pod（将某个Pod的标准输入输出转发到本地）
kubectl attach POD -c CONTAINER
# e.g. 将名字为nginx的Pod的标准输入输出转发到本地
kubectl attach nginx

# 运行某个Pod的命令
kubectl run NAME --image=image -- COMMAND [args...]
# e.g. 运行名字为nginx的Pod
kubectl run nginx --image=nginx -- /bin/bash

7. Portainer的安装和使用

Portainer 是一个轻量级的容器管理工具，可以用来管理Docker和Kubernetes，它提供了一个Web界面来方便我们管理容器，官方网址: https://www.portainer.io/

7.1 安装Portainer

# 创建一个名字叫做portainer的虚拟机
multipass launch --name portainer --cpus 2 --memory 8G --disk 10G

当然也可以直接安装在我们刚刚创建的master节点上，

# 在master节点上安装portainer，并将其暴露在NodePort 30777上
kubectl apply -n portainer -f https://downloads.portainer.io/ce2-19/portainer.yaml

或者使用Helm安装

# 使用Helm安装Portainer
helm upgrade --install --create-namespace -n portainer portainer portainer/portainer --set tls.force=true

然后直接访问 https://localhost:30779/ 或者 http://localhost:30777/ 就可以了，

8. Helm的安装和使用

Helm 是一个Kubernetes的包管理工具，可以用来管理Kubernetes的应用，它提供了一个命令行工具来方便我们管理Kubernetes的应用，官方网址: https://helm.sh/

8.1 安装Helm

使用包管理器安装：

# macOS
brew install helm

# Windows
choco install kubernetes-helm
# 或者
scoop install helm

# Linux（Debian/Ubuntu）
curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/helm.gpg > /dev/null
sudo apt-get install apt-transport-https --yes
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/helm.gpg] https://baltocdn.com/helm/stable/debian/ all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/helm-stable-debian.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install helm

# Linux（CentOS/Fedora）
sudo dnf install helm

# Linux（Snap）
sudo snap install helm --classic

# Linux（FreeBSD）
pkg install helm

使用脚本安装

$ curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
$ chmod 700 get_helm.sh
$ ./get_helm.sh

或者

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

基本命令备忘

原文始发于微信公众号（不知名菜鸟）：Kubernetes基本用法

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/240594.html