Ubuntu環境下Kubernetes如何管理容器

Ubuntu環境下Kubernetes容器管理指南

一、環境準備：安裝基礎組件

在Ubuntu上使用Kubernetes管理容器前，需完成以下基礎配置：

1. 系統預處理：更新系統并關閉交換分區（Kubernetes要求），開啟IPv4轉發和內核優化，確保時間同步。

   sudo apt update && sudo apt upgrade -y
   sudo swapoff -a
   sudo sed -i '/ swap / s/1/g' /etc/fstab
   echo "net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1\nnet.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1\nnet.ipv4.ip_forward = 1" | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
   sudo sysctl --system
   sudo apt install -y ntpdate && sudo ntpdate ntp.aliyun.com
   

2. 安裝容器運行時：Kubernetes依賴Docker作為容器運行時，通過以下命令安裝：

   sudo apt install -y docker.io
   sudo systemctl enable --now docker
   

3. 安裝Kubernetes核心組件：安裝kubelet（節點管理）、kubeadm（集群初始化）、kubectl（命令行工具），并鎖定版本避免自動升級：

   sudo apt install -y apt-transport-https curl
   curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
   echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
   sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
   sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
   

二、初始化Kubernetes集群

1. 初始化Master節點：在Master節點執行kubeadm init命令，指定Pod網絡CIDR（如10.244.0.0/16），生成加入集群的命令：

   sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
   

   執行后，復制輸出的kubeadm join命令備用。
2. 配置kubectl：將集群配置文件復制到用戶目錄，設置權限：

   mkdir -p $HOME/.kube
   sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
   sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
   

3. 部署網絡插件：安裝Calico（或其他插件，如Flannel）實現Pod間通信：

   kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.26/manifests/calico.yaml
   

4. 添加Worker節點：在Worker節點執行Master節點輸出的kubeadm join命令，完成節點加入：

   sudo kubeadm join <Master-IP>:6443 --token <TOKEN> --discovery-token-ca-cert-hash <HASH>
   

三、容器生命周期管理

1. 部署應用：通過Deployment創建Pod副本集（以Nginx為例），指定鏡像和副本數：

   kubectl create deployment nginx --image=nginx --replicas=3
   

2. 暴露服務：通過Service將Pod暴露為可訪問端點（如NodePort類型，端口80）：

   kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
   

3. 擴縮容：手動調整副本數（如擴至5個）或啟用自動擴縮容（HPA）：

   kubectl scale deployment nginx --replicas=5
   # 啟用HPA（需提前安裝Metrics Server）
   kubectl autoscale deployment nginx --cpu-percent=50 --min=2 --max=10
   

4. 刪除資源：刪除不再需要的Deployment或Service：

   kubectl delete deployment nginx
   kubectl delete service nginx
   

四、常用管理命令

1. 查看集群狀態：

   kubectl get nodes  # 查看節點狀態（需為Ready）
   kubectl get pods -o wide  # 查看Pod狀態及所在節點
   kubectl get services  # 查看Service狀態
   

2. 查看資源詳情：

   kubectl describe pod <Pod名稱>  # 查看Pod詳情（如事件、狀態）
   kubectl logs <Pod名稱>  # 查看Pod日志
   kubectl exec -it <Pod名稱> -- /bin/bash  # 進入Pod容器（交互模式）
   

3. 刪除資源：

   kubectl delete pod <Pod名稱>  # 刪除指定Pod（若屬于Deployment，會自動重建）
   kubectl delete deployment <Deployment名稱>  # 刪除Deployment及關聯Pod
   

五、容器生命周期高級管理

1. 保持容器運行：通過livenessProbe（活性探針）檢測容器健康狀態，失敗時自動重啟；使用restartPolicy（重啟策略）控制容器失敗后的行為（如Always、OnFailure）：

   # Deployment示例（包含探針）
   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: nginx
   spec:
     replicas: 3
     template:
       spec:
         containers:
         - name: nginx
           image: nginx
           livenessProbe:
             httpGet:
               path: /
               port: 80
             initialDelaySeconds: 15
             periodSeconds: 10
           restartPolicy: Always
   

2. 生命周期鉤子：通過PostStart（容器啟動后執行，如初始化腳本）和PreStop（容器終止前執行，如優雅關閉）鉤子實現自定義操作：

   # Deployment示例（包含生命周期鉤子）
   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: nginx
   spec:
     replicas: 3
     template:
       spec:
         containers:
         - name: nginx
           image: nginx
           lifecycle:
             postStart:
               exec:
                 command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Container started' > /usr/share/nginx/html/welcome.txt"]
             preStop:
               exec:
                 command: ["/usr/sbin/nginx", "-s", "quit"]
   

六、監控與維護

1. 監控集群狀態：使用kubectl top命令查看節點和Pod的資源使用情況（需安裝Metrics Server）：

   kubectl top nodes
   kubectl top pods
   

2. 查看集群信息：了解集群基本信息（如Kubernetes版本、云提供商）：

   kubectl cluster-info
   

3. 備份與恢復：定期備份etcd（Kubernetes數據存儲），可使用etcdctl工具或第三方工具（如Velero）。

通過以上步驟，可在Ubuntu環境下使用Kubernetes完成容器的部署、管理、擴縮容及生命周期維護，實現容器化應用的高效編排。