K8s实战-1

引言
Kubernetes概述
- 2.1 什么是Kubernetes
- 2.2 Kubernetes的架构
环境准备
- 3.1 安装Minikube
- 3.2 使用kubectl
案例一：部署一个简单的Web应用
- 4.1 创建Docker镜像
- 4.2 编写K8s配置文件
- 4.3 部署应用
案例二：使用Helm管理K8s应用
- 5.1 Helm简介
- 5.2 安装Helm
- 5.3 部署应用
案例三：K8s中的服务发现与负载均衡
- 6.1 使用Service实现负载均衡
- 6.2 配置Ingress
案例四：持久化存储
- 7.1 使用PersistentVolume和PersistentVolumeClaim
- 7.2 数据库实例的持久化
总结

引言

Kubernetes（K8s）作为一个强大的容器编排平台，正在迅速成为云原生应用的标准。它支持自动化部署、扩展以及管理容器化应用。本篇文章将通过几个具体的实践案例，帮助读者深入了解Kubernetes的使用。

Kubernetes概述

2.1 什么是Kubernetes

Kubernetes是一个开源的平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。它最初由Google设计，现在由Cloud Native Computing Foundation（CNCF）维护。

2.2 Kubernetes的架构

Kubernetes的架构主要由以下组件组成：

Master节点：负责集群的管理和控制。
Node节点：运行容器化应用的工作节点。
Pod：Kubernetes中最小的可部署单元，可以包含一个或多个容器。
Service：定义了一组Pod的访问策略。
Volume：用于持久化数据存储。

环境准备

3.1 安装Minikube

Minikube是一个工具，可以在本地快速创建Kubernetes集群。安装步骤如下：

下载Minikube：

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

启动Minikube：
```
Copy Code
minikube start
```

3.2 使用kubectl

kubectl是与Kubernetes API进行交互的命令行工具。安装方法如下：

下载kubectl：

Copy Code
curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
chmod +x ./kubectl
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

验证安装：
```
Copy Code
kubectl version --client
```

案例一：部署一个简单的Web应用

4.1 创建Docker镜像

首先，我们需要创建一个简单的Web应用并构建Docker镜像。

创建一个新的目录并进入：

bashCopy Code
mkdir my-web-app
cd my-web-app

创建一个简单的HTML文件：

htmlCopy Code
<!-- index.html -->
<html>
<head>
    <title>My Web App</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello, Kubernetes!</h1>
</body>
</html>

创建Dockerfile：

dockerfileCopy Code
# Dockerfile
FROM nginx:alpine
COPY index.html /usr/share/nginx/html/index.html

构建Docker镜像：

bashCopy Code
docker build -t my-web-app .

4.2 编写K8s配置文件

接下来，我们需要为这个应用编写Kubernetes配置文件。

创建Deployment配置文件 deployment.yaml：

yamlCopy Code
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-web-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-web-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-web-app
    spec:
      containers:
      - name: my-web-app
        image: my-web-app
        ports:
        - containerPort: 80

创建Service配置文件 service.yaml：

yamlCopy Code
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-web-app-service
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30001
  selector:
    app: my-web-app

4.3 部署应用

使用kubectl命令将应用部署到Kubernetes集群中。

应用Deployment：

bashCopy Code
kubectl apply -f deployment.yaml

应用Service：

bashCopy Code
kubectl apply -f service.yaml

检查Pod状态：
```
bashCopy Code
kubectl get pods
```
访问应用：在浏览器中访问 http://<minikube_ip>:30001，可以看到“Hello, Kubernetes!”的页面。

案例二：使用Helm管理K8s应用

5.1 Helm简介

Helm是Kubernetes的包管理工具，可以简化应用的部署和管理。

5.2 安装Helm

下载并安装Helm：

bashCopy Code
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3 | bash

初始化Helm：

bashCopy Code
helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable
helm repo update

5.3 部署应用

使用Helm Chart快速部署一个示例应用。

安装一个Nginx应用：

bashCopy Code
helm install my-nginx stable/nginx

查看部署状态：
```
bashCopy Code
kubectl get pods
```
访问Nginx应用：使用相应的NodePort来访问应用。

案例三：K8s中的服务发现与负载均衡

6.1 使用Service实现负载均衡

Kubernetes的Service可以实现Pod的负载均衡。通过创建Service，我们可以将请求分发到多个Pod。

创建一个新的Web应用Deployment，并设置副本数为3：

yamlCopy Code
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-load-balanced-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-load-balanced-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-load-balanced-app
    spec:
      containers:
      - name: my-load-balanced-app
        image: my-web-app
        ports:
        - containerPort: 80

创建Service：

yamlCopy Code
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-load-balanced-app-service
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
  selector:
    app: my-load-balanced-app

部署：

bashCopy Code
kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml

6.2 配置Ingress

Ingress提供了HTTP和HTTPS路由到服务的能力。

安装Ingress Controller（如Nginx Ingress）：

bashCopy Code
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/main/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

创建Ingress资源：

yamlCopy Code
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
spec:
  rules:
  - host: myapp.local
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-load-balanced-app-service
            port:
              number: 80

访问Ingress：修改hosts文件，将myapp.local指向Minikube的IP。

案例四：持久化存储

7.1 使用PersistentVolume和PersistentVolumeClaim

Kubernetes支持持久化存储，以确保Pod重启后数据不丢失。

创建PersistentVolume：

yamlCopy Code
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: /mnt/data

创建PersistentVolumeClaim：

yamlCopy Code
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

在Deployment中使用PVC：

yamlCopy Code
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-database
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: my-database
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-database
    spec:
      containers:
      - name: my-database
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: password
        ports:
        - containerPort: 3306
        volumeMounts:
        - mountPath: /var/lib/mysql
          name: mysql-storage
      volumes:
      - name: mysql-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: my-pvc

7.2 数据库实例的持久化

通过上述步骤，我们可以确保数据库实例的数据在Pod重启后仍然存在。

总结

本文通过多个案例详细介绍了Kubernetes的基本使用，包括应用部署、服务发现、负载均衡和持久化存储等方面。通过实际操作，读者可以更好地理解Kubernetes的强大功能，为以后的云原生应用打下基础。

希望这本《K8s实战-1》能帮助你在Kubernetes的学习与实践中更加顺利！