[讨论]什么是 K8S,如何使用 K8S

Kubernetes（简称K8S）是一个用于管理容器化应用程序的开源平台。以下是关于K8S及其使用方法的介绍：

一、什么是 K8S

1. 核心特点

   • 自动化容器编排：自动处理容器的部署、扩展、负载均衡、故障恢复等。
   • 资源抽象与调度：将服务器资源抽象为统一资源池，通过调度器分配任务到节点。
   • 自愈能力：自动重启失败容器或迁移到健康节点。
   • 弹性伸缩：根据负载动态调整容器数量。
   • 服务发现与负载均衡：内置服务发现机制，支持多种负载均衡策略。

2. 核心组件

   • Master 节点：
     • API Server：集群的统一入口，处理所有请求。
     • Scheduler：负责调度 Pod 到合适节点。
     • Controller Manager：维护集群状态（如自动扩展、滚动更新）。
     • Etcd：分布式键值存储，保存集群元数据。
   • Node 节点：
     • Kubelet：管理本节点容器的生命周期。
     • Kube-Proxy：实现网络代理和负载均衡。
     • 容器运行时：如 Docker、containerd 等。

3. 核心概念

   • Pod：最小调度单元，包含一个或多个容器，共享网络和存储。
   • Deployment：管理 Pod 的副本，支持声明式更新和回滚。
   • Service：为 Pod 提供稳定的访问入口，支持负载均衡。
   • Namespace：逻辑隔离机制，用于划分资源域。

二、如何使用 K8S

1. 安装与部署

   • 环境要求：
     • 操作系统：CentOS/RHEL/Ubuntu 等。
     • 硬件：CPU、内存、硬盘需满足最低要求。
     • 网络：节点间互通，可访问外网拉取镜像。
   • 部署工具：
     • kubeadm：官方工具，通过 kubeadm init 初始化 Master 节点，kubeadm join 加入 Node 节点。
     • 二进制包：手动下载组件并配置，适合深度定制。
     • Minikube：单机测试工具，适用于本地开发。

2. 基本操作命令

   • 查看资源：
     • kubectl get pods -n <namespace>：列出 Pod。
     • kubectl get svc：查看 Service。
     • kubectl describe pod <pod-name>：查看 Pod 详细信息。
   • 管理资源：
     • kubectl create -f <yaml-file>：创建资源（如 Pod、Service）。
     • kubectl delete <resource-type>/<name>：删除资源。
     • kubectl apply -f <yaml-file>：应用配置变更。
   • 日志与调试：
     • kubectl logs <pod-name>：查看容器日志。
     • kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash：进入容器终端。

3. 资源配置示例

   • Pod 定义（pod.yaml）：

     apiVersion: v1
     kind: Pod
     metadata:
       name: nginx-pod
       namespace: default
     spec:
       containers:
       - name: nginx
         image: nginx:latest
         ports:
         - containerPort: 80
     

     创建命令：kubectl create -f pod.yaml[^5^]。

   • Deployment 定义（deploy.yaml）：

     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:latest
             ports:
             - containerPort: 80
     

     应用命令：kubectl apply -f deploy.yaml[^5^]。

   • Service 定义（service.yaml）：

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

     暴露服务：kubectl expose deployment/nginx-deployment --port=80 --type=ClusterIP。

4. 常见场景

   • 微服务架构：通过 Deployment 部署多个服务，使用 Service 实现内部负载均衡。
   • 自动化运维：结合 CI/CD 工具（如 Jenkins、GitLab）实现自动构建和部署。
   • 弹性伸缩：配置 Horizontal Pod Autoscaler (HPA) 根据 CPU 或内存自动扩缩容。

三、K8S 的优势与适用场景

1. 优势：

   • 跨平台：支持公有云、私有云、混合云及本地部署。
   • 生态丰富：社区活跃，支持多种插件（如监控、日志、Istio 服务网格）。
   • 高可用：自动故障恢复和负载均衡，保障服务连续性。

2. 适用场景：

   • 大规模容器集群管理。
   • 微服务架构的部署与运维。
   • 需要弹性伸缩的在线服务。
   • 多租户环境（如开发测试、生产环境隔离）。

总的来说，K8S 通过标准化容器管理，极大降低了分布式系统的运维复杂度，是云原生时代的核心基础设施。