Kubernetes 环境配置

本章将介绍如何搭建 Kubernetes 开发环境，包括本地集群和云端集群的安装配置。

环境选择

根据不同场景选择合适的 Kubernetes 环境：

工具	特点	适用场景
Minikube	单节点，简单易用	学习、开发
Kind	Docker 内置集群，快速	CI/CD、测试
K3s	轻量级，低资源	边缘计算、学习
云服务 (EKS/GKE/ACK)	托管服务，生产环境	生产环境

安装 kubectl

kubectl 是与 Kubernetes 集群交互的命令行工具。

Linux/macOS

# 方法1：使用 curl 安装
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
chmod +x kubectl

# 移动到 PATH
sudo mv kubectl /usr/local/bin/

# 验证安装
kubectl version --client

Windows

# 使用 winget 安装
winget install Kubernetes.kubectl

# 或使用 chocolatey
chok install kubernetes-kubectl

配置 kubectl

# 配置集群访问
kubectl config set-cluster my-cluster \
  --server=https://kubernetes.example.com:6443 \
  --certificate-authority=/path/to/ca.crt

# 设置凭证
kubectl config set-credentials admin \
  --username=admin \
  --password=secret

# 创建上下文
kubectl config set-context my-context \
  --cluster=my-cluster \
  --user=admin

# 切换上下文
kubectl config use-context my-context

Minikube 安装

Minikube 是在本地运行单节点 Kubernetes 的工具。

安装 Minikube

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

# macOS
brew install minikube

# Windows - 使用 winget
winget install minikube

启动集群

# 使用默认驱动启动
minikube start

# 指定资源
minikube start --cpus 4 --memory 8192

# 使用 Docker 驱动
minikube start --driver=docker

# 使用 Kubernetes 版本
minikube start --kubernetes-version=v1.28.0

Minikube 命令

# 查看状态
minikube status

# 停止集群
minikube stop

# 删除集群
minikube delete

# 启用插件
minikube addons enable ingress
minikube addons enable dashboard

# 打开 Dashboard
minikube dashboard

# 获取 IP
minikube ip

# SSH 到节点
minikube ssh

Kind 安装

Kind（Kubernetes IN Docker）使用 Docker 容器运行 Kubernetes 节点。

安装 Kind

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

# macOS
brew install kind

# Windows
winget install Kind

创建集群

# 创建默认集群
kind create cluster

# 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

# 指定 Kubernetes 版本
kind create cluster --image kindest/node:v1.28.0

Kind 命令

# 列出集群
kind get clusters

# 删除集群
kind delete cluster

# 加载镜像到集群
kind load docker-image my-app:latest

# 查看节点
kind get nodes

K3s 安装

K3s 是轻量级的 Kubernetes，适合资源受限的环境。

安装 K3s

# 安装 K3s
curl -sfL https://get.k3s.io | INSTALL_K3S_EXEC="--disable=traefik" sh -

# 查看节点
kubectl get node

# 查看 K3s 状态
systemctl status k3s

# 获取 token
cat /var/lib/rancher/k3s/server/agent-node-token

K3s 客户端配置

# 配置 kubectl 访问 K3s
export KUBECONFIG=/etc/rancher/k3s/k3s.yaml

# 或者复制配置
sudo cp /etc/rancher/k3s/k3s.yaml ~/.kube/config
sudo chmod 644 ~/.kube/config

云端集群

AWS EKS

# 安装 eksctl
curl --silent --location "https://github.com/weaveworks/eksctl/releases/latest/download/eksctl_$(uname -s)_amd64.tar.gz" | tar xz -C /tmp
sudo mv /tmp/eksctl /usr/local/bin/

# 创建集群
eksctl create cluster \
  --name my-cluster \
  --region us-west-2 \
  --nodegroup-name my-nodes \
  --node-type t3.medium \
  --nodes 3

# 更新 kubeconfig
aws eks update-kubeconfig --name my-cluster --region us-west-2

Google GKE

# 安装 gcloud
curl https://sdk.cloud.google.com | bash
gcloud auth login

# 创建集群
gcloud container clusters create my-cluster \
  --zone us-central1-a \
  --node-locations us-central1-a

# 获取凭证
gcloud container clusters get-credentials my-cluster --zone us-central1-a

阿里云 ACK

# 安装阿里云 CLI
curl -o /usr/local/bin/aliyun https://aliyuncli.alicdn.com/aliyun-cli-linux-latest.tgz
aliyun configure

# 创建集群（需要通过控制台或 OpenAPI）
# 配置 kubeconfig
aliyun cs acknowledge-cluster-token --cluster-id <cluster-id>

集群验证

检查集群状态

# 查看节点
kubectl get nodes

# 查看系统 Pod
kubectl get pods -n kube-system

# 查看集群信息
kubectl cluster-info

# 查看 API 服务器端点
kubectl get endpoints -n default kubernetes

测试应用部署

# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.25
        ports:
        - containerPort: 80

# 部署应用
kubectl apply -f deployment.yaml

# 查看 Pod
kubectl get pods -l app=nginx

# 暴露服务
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

# 访问应用
curl $(minikube service nginx --url)

Docker Desktop Kubernetes

如果你使用 Docker Desktop，可以直接启用内置的 Kubernetes：

# 在 Docker Desktop 设置中启用 Kubernetes
# 然后验证

kubectl config get-contexts

# 切换到 docker-desktop 上下文
kubectl config use-context docker-desktop

# 验证
kubectl get nodes

常见问题

1. 镜像拉取失败

# 配置镜像加速器
minikube start --image-mirror-country=cn

# 或手动配置
minikube addons configure registry-aliases

2. 资源不足

# 增加资源
minikube config set memory 8192
minikube config set cpus 4
minikube delete
minikube start

3. 网络问题

# 检查网络插件状态
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-proxy

# 重置集群网络
minikube delete
minikube start

小结

本章我们学习了：

1. kubectl 安装配置：命令行工具的安装和配置
2. Minikube：本地单节点 Kubernetes 环境
3. Kind：使用 Docker 运行 Kubernetes
4. K3s：轻量级 Kubernetes
5. 云端集群：EKS、GKE、ACK 的创建和配置
6. 集群验证：检查集群状态和测试部署

练习

1. 在本地使用 Minikube 搭建 Kubernetes 集群
2. 使用 kubectl 部署一个 nginx 应用
3. 使用 Kind 创建一个多节点集群
4. 配置云端 Kubernetes 集群（可选）

准备好继续学习了吗？点击下一章了解 Pod 的概念和使用！