K8S集群怎么創建

K8S集群怎么創建

目錄

1. 引言
2. Kubernetes 簡介
3. K8S 集群的基本概念
4. 創建 K8S 集群的準備工作
5. 使用 kubeadm 創建 K8S 集群
6. 使用 Minikube 創建 K8S 集群
7. 使用 kops 創建 K8S 集群
8. 使用 Kubespray 創建 K8S 集群
9. 使用 Rancher 創建 K8S 集群
10. K8S 集群的維護與管理
11. 常見問題與解決方案
12. 總結

引言

Kubernetes（簡稱 K8S）是一個開源的容器編排平臺，用于自動化部署、擴展和管理容器化應用程序。隨著容器技術的普及，Kubernetes 已經成為現代云原生應用的核心組件。本文將詳細介紹如何創建 Kubernetes 集群，涵蓋多種創建方式，包括使用 kubeadm、Minikube、kops、Kubespray 和 Rancher 等工具。

Kubernetes 簡介

Kubernetes 是由 Google 開發的開源項目，旨在簡化容器化應用的部署和管理。它提供了強大的自動化功能，包括自動部署、自動擴展、自動修復和自動負載均衡等。Kubernetes 的核心概念包括 Pod、Service、Deployment、ReplicaSet、Namespace 等。

K8S 集群的基本概念

在創建 Kubernetes 集群之前，了解一些基本概念是非常重要的：

• Master 節點：負責管理整個集群，包括調度、監控、維護集群狀態等。
• Worker 節點：運行實際的工作負載，即容器化的應用程序。
• Pod：Kubernetes 中最小的部署單元，通常包含一個或多個容器。
• Service：定義了一組 Pod 的訪問策略，提供負載均衡和服務發現功能。
• Namespace：用于將集群資源劃分為不同的邏輯分區，便于管理和隔離。

創建 K8S 集群的準備工作

在創建 Kubernetes 集群之前，需要完成以下準備工作：

1. 選擇合適的操作系統：Kubernetes 支持多種操作系統，如 Ubuntu、CentOS、Debian 等。建議選擇官方推薦的版本。
2. 安裝 Docker：Kubernetes 使用 Docker 作為容器運行時環境，因此需要先安裝 Docker。
3. 安裝 kubeadm、kubelet 和 kubectl：這些是 Kubernetes 的核心工具，用于創建和管理集群。
4. 配置網絡：確保所有節點之間的網絡通信正常，特別是 Master 節點和 Worker 節點之間的通信。
5. 配置防火墻：確保防火墻允許 Kubernetes 所需的端口通過。

使用 kubeadm 創建 K8S 集群

kubeadm 是 Kubernetes 官方提供的工具，用于快速創建和管理 Kubernetes 集群。以下是使用 kubeadm 創建 Kubernetes 集群的步驟：

1. 安裝 Docker

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker.io
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker

2. 安裝 kubeadm、kubelet 和 kubectl

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl
sudo curl -fsSLo /usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg
echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg] https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

3. 初始化 Master 節點

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

初始化完成后，kubeadm 會輸出一條命令，用于將 Worker 節點加入集群。請保存這條命令，稍后使用。

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

5. 安裝網絡插件

Kubernetes 需要網絡插件來實現 Pod 之間的通信。常用的網絡插件有 Flannel、Calico 等。以下是安裝 Flannel 的步驟：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

6. 加入 Worker 節點

在 Worker 節點上執行之前保存的 kubeadm join 命令，將其加入集群。

sudo kubeadm join <master-ip>:<master-port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

7. 驗證集群狀態

在 Master 節點上執行以下命令，查看集群狀態：

kubectl get nodes

如果所有節點都顯示為 Ready 狀態，說明集群創建成功。

使用 Minikube 創建 K8S 集群

Minikube 是一個輕量級的 Kubernetes 實現，適用于本地開發和測試。以下是使用 Minikube 創建 Kubernetes 集群的步驟：

1. 安裝 Minikube

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

2. 啟動 Minikube

minikube start --driver=docker

3. 驗證集群狀態

kubectl get nodes

如果節點顯示為 Ready 狀態，說明集群創建成功。

使用 kops 創建 K8S 集群

kops 是 Kubernetes 官方提供的工具，用于在 AWS 上創建和管理 Kubernetes 集群。以下是使用 kops 創建 Kubernetes 集群的步驟：

1. 安裝 kops

curl -LO https://github.com/kubernetes/kops/releases/download/$(curl -s https://api.github.com/repos/kubernetes/kops/releases/latest | grep tag_name | cut -d '"' -f 4)/kops-linux-amd64
chmod +x kops-linux-amd64
sudo mv kops-linux-amd64 /usr/local/bin/kops

2. 配置 AWS CLI

aws configure

3. 創建 S3 存儲桶

aws s3api create-bucket --bucket my-kops-state-store --region us-west-2

4. 創建集群

kops create cluster --name=mycluster.k8s.local --state=s3://my-kops-state-store --zones=us-west-2a --node-count=2 --node-size=t2.medium --master-size=t2.medium --dns-zone=mycluster.k8s.local
kops update cluster --name mycluster.k8s.local --state=s3://my-kops-state-store --yes --admin

5. 驗證集群狀態

kubectl get nodes

如果所有節點都顯示為 Ready 狀態，說明集群創建成功。

使用 Kubespray 創建 K8S 集群

Kubespray 是一個基于 Ansible 的工具，用于在多種云平臺上部署 Kubernetes 集群。以下是使用 Kubespray 創建 Kubernetes 集群的步驟：

1. 安裝依賴

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y python3-pip git
pip3 install ansible

2. 克隆 Kubespray 倉庫

git clone https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray.git
cd kubespray

3. 配置 inventory

cp -rfp inventory/sample inventory/mycluster
declare -a IPS=(10.10.1.3 10.10.1.4 10.10.1.5)
CONFIG_FILE=inventory/mycluster/hosts.yaml python3 contrib/inventory_builder/inventory.py ${IPS[@]}

4. 部署集群

ansible-playbook -i inventory/mycluster/hosts.yaml --become --become-user=root cluster.yml

5. 驗證集群狀態

kubectl get nodes

如果所有節點都顯示為 Ready 狀態，說明集群創建成功。

使用 Rancher 創建 K8S 集群

Rancher 是一個開源的 Kubernetes 管理平臺，提供了圖形化界面和豐富的功能，用于創建和管理 Kubernetes 集群。以下是使用 Rancher 創建 Kubernetes 集群的步驟：

1. 安裝 Rancher

docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 rancher/rancher

2. 訪問 Rancher 控制臺

在瀏覽器中訪問 https://<rancher-server-ip>，按照提示完成初始配置。

3. 創建集群

在 Rancher 控制臺中，點擊“添加集群”，選擇“自定義”選項，按照提示配置集群參數。

4. 添加節點

在 Rancher 控制臺中，點擊“添加節點”，按照提示在節點上執行命令，將其加入集群。

5. 驗證集群狀態

在 Rancher 控制臺中，查看集群狀態，確保所有節點都顯示為 Ready 狀態。

K8S 集群的維護與管理

創建 Kubernetes 集群后，還需要進行日常的維護和管理，包括：

• 監控集群狀態：使用 kubectl 命令或監控工具（如 Prometheus）監控集群狀態。
• 升級集群：定期升級 Kubernetes 版本，以獲取最新的功能和安全性修復。
• 備份與恢復：定期備份集群數據，以防止數據丟失。
• 擴展集群：根據業務需求，動態擴展集群的節點數量。

常見問題與解決方案

1. 節點無法加入集群

解決方案：檢查網絡配置和防火墻設置，確保 Master 節點和 Worker 節點之間的通信正常。

2. Pod 無法啟動

解決方案：檢查 Pod 的日志，查看是否有錯誤信息。常見問題包括鏡像拉取失敗、資源不足等。

3. 集群性能下降

解決方案：檢查集群的資源使用情況，優化資源配置?？梢钥紤]增加節點數量或調整 Pod 的資源限制。

總結

本文詳細介紹了如何創建 Kubernetes 集群，涵蓋了多種創建方式，包括使用 kubeadm、Minikube、kops、Kubespray 和 Rancher 等工具。每種方式都有其適用的場景和優缺點，讀者可以根據實際需求選擇合適的工具。創建 Kubernetes 集群只是第一步，后續的維護和管理同樣重要，希望本文能為讀者提供有價值的參考。