引言

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。掌握K8s，意味着您能够轻松管理集群，提高运维效率。本文将为您详细介绍K8s的安装与高效运维指南。

一、K8s简介

1.1 K8s的核心功能

  • 容器编排：自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。
  • 服务发现和负载均衡：自动发现容器，并实现负载均衡。
  • 存储编排：自动挂载存储卷，实现持久化存储。
  • 自我修复：自动检测并修复集群中的故障节点。
  • 声明式API：通过声明式API定义集群状态，实现自动化管理。

1.2 K8s的架构

K8s采用分层架构，主要分为以下层次：

  • API层：提供声明式API，用于定义和管理集群资源。
  • 控制层：负责处理API请求，并根据请求进行集群资源的调度和管理。
  • 数据层：存储集群资源的状态信息。
  • 节点层：包含运行应用程序的容器。

二、K8s安装

2.1 环境准备

  • 操作系统：推荐使用CentOS 7或Ubuntu 18.04。
  • 硬件要求：根据实际需求配置CPU、内存和存储。
  • 软件要求：安装Docker、kubeadm、kubelet和kubectl。

2.2 安装步骤

  1. 安装Docker：参考Docker官方文档进行安装。
  2. 安装kubeadm、kubelet和kubectl：
    • CentOS： 
      
cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-\$basearch
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/keys.txt
EOF
sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubelet
    • Ubuntu： 
      
curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
cat <<EOF | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
  3. 初始化集群： 
    
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
  4. 配置kubectl： 
    
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

2.3 部署网络插件

K8s需要网络插件来实现Pod之间的通信。以下以Calico为例进行说明：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

三、K8s高效运维指南

3.1 监控与日志

  • 监控：使用Prometheus和Grafana进行监控，实时查看集群资源使用情况。
  • 日志：使用ELK（Elasticsearch、Logstash、Kibana）进行日志收集和分析。

3.2 自动化部署

  • Kubernetes Job：用于批量执行任务，如自动化测试、数据迁移等。
  • Kubernetes CronJob：定时执行任务，如定时备份、更新等。

3.3 自动化扩缩容

  • Horizontal Pod Autoscaler（HPA）：根据CPU使用率自动调整Pod副本数。
  • Vertical Pod Autoscaler（VPA）：根据资源需求自动调整Pod资源。

3.4 安全管理

  • RBAC：基于角色访问控制，限制用户对集群资源的访问。
  • Pod Security Policies：限制Pod的资源使用和特权级别。

四、总结

掌握K8s，让您能够轻松管理集群，提高运维效率。通过本文的介绍，您应该已经了解了K8s的安装与高效运维指南。希望本文能帮助您在K8s领域取得更大的进步。