深入浅出Kubernetes：第一天学习指南

深入浅出Kubernetes：第一天学习指南

【免费下载链接】DescomplicandoKubernetes 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/de/DescomplicandoKubernetes

🎯 读完本文你能得到什么？

• ✅ 理解Kubernetes的核心概念和架构设计
• ✅ 掌握容器运行时（Container Runtime）与容器引擎（Container Engine）的区别
• ✅ 学会在本地搭建Kubernetes开发环境
• ✅ 部署你的第一个Pod并创建Service服务
• ✅ 配置kubectl工具的高效使用技巧

🔍 为什么需要Kubernetes？

在微服务和云原生时代，传统的应用部署方式面临巨大挑战：

🏗️ Kubernetes架构深度解析

控制平面（Control Plane）组件

组件	职责	关键特性
API Server	集群入口，处理所有REST请求	认证、授权、准入控制
etcd	分布式键值存储	保存集群所有状态数据
Scheduler	资源调度器	基于资源需求和约束调度Pod
Controller Manager	控制器管理器	确保集群状态与期望一致

工作节点（Worker Node）组件

组件	职责	关键特性
Kubelet	节点代理	管理Pod生命周期
Kube-proxy	网络代理	服务发现和负载均衡
Container Runtime	容器运行时	运行容器（如containerd）

🐳 容器生态核心概念

OCI（Open Container Initiative）开放容器倡议

OCI制定了容器标准规范，确保不同容器运行时之间的兼容性：

容器运行时类型对比

类型	代表技术	特点	适用场景
Low-level	runc, crun	直接与内核交互	基础容器运行
High-level	containerd, CRI-O	容器引擎管理	生产环境首选
Sandbox	gVisor	安全沙箱	多租户隔离
Virtualized	Kata Containers	轻量级虚拟机	强安全需求

🛠️ 环境搭建实战

安装kubectl（所有平台）

Linux系统安装：

# 下载最新版本kubectl
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"

# 添加执行权限并安装
chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/bin/

# 验证安装
kubectl version --client

kubectl高效配置

Bash自动补全：

# 当前会话生效
source <(kubectl completion bash)

# 永久生效
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

创建快捷别名：

alias k=kubectl
complete -F __start_kubectl k

🚀 本地集群搭建方案

Minikube - 单节点学习环境

安装Minikube：

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

# 启动集群
minikube start --driver=docker

# 验证集群状态
minikube status
kubectl get nodes

Minikube常用命令：

命令	功能	示例
minikube start	启动集群	minikube start --nodes=2
minikube stop	停止集群	minikube stop
minikube ip	获取集群IP	minikube ip
minikube dashboard	打开仪表板	minikube dashboard

Kind - 多节点测试环境

安装和创建集群：

# 安装Kind
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.20.0/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
sudo mv ./kind /usr/local/bin/

# 创建多节点集群
cat > kind-config.yaml <<EOF
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
- role: worker
- role: worker
EOF

kind create cluster --config kind-config.yaml

📦 你的第一个Kubernetes应用

创建第一个Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-first-pod
  labels:
    app: nginx
    environment: test
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx:1.25
    ports:
    - containerPort: 80
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

部署Pod：

# 创建Pod
kubectl apply -f nginx-pod.yaml

# 查看Pod状态
kubectl get pods

# 查看详细信息
kubectl describe pod nginx-first-pod

创建Service暴露服务

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

应用Service配置：

kubectl apply -f nginx-service.yaml

# 查看服务
kubectl get services

# 获取访问地址
minikube service nginx-service --url

🎯 关键概念速查表

概念	说明	类比
Pod	最小部署单元，包含1个或多个容器	虚拟机中的进程组
Deployment	管理Pod副本的控制器	应用发布管理器
Service	网络访问抽象	负载均衡器
Namespace	资源隔离空间	项目文件夹

🔧 故障排查技巧

常见问题诊断命令：

# 查看集群事件
kubectl get events --sort-by='.lastTimestamp'

# 查看Pod日志
kubectl logs nginx-first-pod

# 进入Pod调试
kubectl exec -it nginx-first-pod -- /bin/bash

# 查看资源描述
kubectl describe pod nginx-first-pod

📊 学习路径建议

💡 明日学习重点

• 深入理解Deployment控制器
• 掌握应用滚动更新策略
• 学习配置管理（ConfigMap/Secret）
• 实践持久化存储方案

🎉 总结

通过第一天的学习，你已经掌握了Kubernetes的核心架构、本地环境搭建方法，并成功部署了第一个应用。记住，Kubernetes学习是一个循序渐进的过程，建议按照以下步骤巩固：

1. 多动手实践：重复创建和删除资源，熟悉命令
2. 理解错误信息：学会阅读和排查错误日志
3. 查阅官方文档：Kubernetes文档是最佳学习资源
4. 加入社区：参与讨论，分享学习心得

坚持每天学习一个知识点，很快你就能成为Kubernetes专家！🚀

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提示：本文所有代码示例均经过测试，建议在实践时逐行理解每个参数的含义。遇到问题时，善用 kubectl explain 命令查看资源定义。

【免费下载链接】DescomplicandoKubernetes 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/de/DescomplicandoKubernetes