如何一键部署k8s

要实现一键部署Kubernetes（K8s），可以使用Kubeadm、Minikube、Rancher等工具。Kubeadm是一个官方工具，适用于生产环境中的K8s集群搭建。它通过简单的命令快速初始化和配置集群。首先，确保你有一个干净的操作系统环境，并且已经安装了Docker和Kubeadm。然后，通过命令kubeadm init初始化集群，接着配置kubectl工具以便与集群通信，最后，加入工作节点以扩展集群。通过这些步骤，你可以快速实现一键部署K8s。

一、KUBEADM 介绍和安装

Kubeadm 是一个Kubernetes官方提供的工具，旨在快速部署Kubernetes集群。与其他方法相比，Kubeadm更加轻量，适合在生产环境中使用。它可以帮助你快速完成集群初始化、配置和节点加入等操作。为了使用Kubeadm，你需要首先确保系统中安装了Docker和Kubeadm。Docker作为容器运行时，负责管理和运行Kubernetes的各种组件，而Kubeadm则负责初始化和配置集群。以下是Kubeadm的安装步骤：

更新系统包：

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y

安装Docker：

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

安装Kubeadm、Kubectl和Kubelet：

sudo apt-get install -y apt-transport-https curl curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add - sudo bash -c 'cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main EOF' sudo apt-get update sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

通过上述步骤，系统中就安装好了Docker和Kubeadm，接下来可以使用Kubeadm进行集群初始化。

二、KUBEADM 初始化集群

在完成Kubeadm和Docker的安装后，你可以使用Kubeadm命令来初始化Kubernetes集群。初始化过程包括配置主节点、安装网络插件和加入工作节点。

初始化主节点：

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

该命令会输出一系列命令和步骤，用于配置kubectl和加入工作节点。你需要注意其中的kubeadm join命令，它将在后续步骤中用于将工作节点加入集群。

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

通过这些命令，你可以在主节点上使用kubectl命令与集群进行交互。

安装网络插件：

为了让Kubernetes Pods能够相互通信，你需要安装一个网络插件。这里以Flannel为例：

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

通过这些步骤，你的主节点已经成功初始化并配置完成，接下来可以添加工作节点。

三、添加工作节点到集群

添加工作节点是扩展Kubernetes集群的重要步骤。每个工作节点需要安装Docker和Kubeadm，并使用kubeadm join命令加入集群。

在工作节点上安装Docker和Kubeadm：

按照前面介绍的步骤，在每个工作节点上安装Docker和Kubeadm。
使用kubeadm join命令加入集群：

在主节点初始化完成后，Kubeadm会输出一个kubeadm join命令，如下所示：

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

在每个工作节点上执行该命令，即可将工作节点加入到集群中。

验证工作节点状态：

在主节点上使用以下命令查看工作节点的状态：

kubectl get nodes

如果所有节点都处于Ready状态，则说明工作节点已经成功加入集群。

四、部署应用到K8S集群

在成功搭建Kubernetes集群后，你可以开始在集群中部署应用。Kubernetes支持多种资源类型，如Pod、Deployment、Service等。以下是一个简单的部署示例。

创建Deployment：

kubectl create deployment nginx --image=nginx

该命令会创建一个名为nginx的Deployment，并使用nginx镜像。

暴露Service：

为了让外部流量能够访问nginx应用，需要创建一个Service：

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

该命令会创建一个NodePort类型的Service，并将流量转发到nginx应用。

验证部署状态：

使用以下命令查看Pod和Service的状态：

kubectl get pods kubectl get svc

如果Pod处于Running状态且Service已经分配了端口，则说明应用部署成功。

五、监控和维护K8S集群

部署应用后，监控和维护Kubernetes集群是保证其正常运行的关键。Kubernetes提供了多种工具和功能，用于监控、日志记录和自动扩展。

使用kubectl监控资源：

kubectl top nodes kubectl top pods

这些命令可以查看节点和Pod的资源使用情况，如CPU和内存。

设置资源请求和限制：

为了防止资源过载，可以在Pod中设置资源请求和限制：

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx resources: requests: memory: "64Mi" cpu: "250m" limits: memory: "128Mi" cpu: "500m"

通过这些配置，可以确保每个Pod有足够的资源，并防止其使用过多资源。

使用Horizontal Pod Autoscaler (HPA)：

HPA可以根据负载自动调整Pod的副本数量：

kubectl autoscale deployment nginx --cpu-percent=50 --min=1 --max=10

该命令会根据CPU使用情况自动调整nginx Deployment的副本数量。

使用Prometheus和Grafana进行监控：

Prometheus和Grafana是两个流行的监控工具，可以与Kubernetes集成，提供详细的监控和告警功能。你可以使用Helm Chart快速安装它们：

helm install prometheus stable/prometheus helm install grafana stable/grafana

安装完成后，可以通过Prometheus收集集群数据，并通过Grafana进行可视化展示。

六、安全性和备份

确保Kubernetes集群的安全性和数据的备份是非常重要的。Kubernetes提供了多种安全特性，如RBAC、Network Policies和Secrets。

使用RBAC进行权限控制：

RBAC（基于角色的访问控制）可以限制用户和服务账户的权限，确保只有授权的用户可以执行特定操作：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

通过这些配置，可以创建一个角色，并将其绑定到特定用户或服务账户。

配置Network Policies：

Network Policies可以限制Pod之间的网络通信，增强集群的安全性：

apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: NetworkPolicy metadata: name: allow-nginx namespace: default spec: podSelector: matchLabels: app: nginx policyTypes: - Ingress ingress: - from: - podSelector: matchLabels: app: frontend

通过这些配置，可以限制只有特定的Pod可以与nginx Pod通信。

使用Secrets存储敏感信息：

Kubernetes Secrets用于存储和管理敏感信息，如密码、令牌和密钥：

apiVersion: v1 kind: Secret metadata: name: mysecret type: Opaque data: username: YWRtaW4= password: MWYyZDFlMmU2N2Rm

通过这些配置，可以安全地存储和使用敏感信息。

定期备份ETCD数据：

ETCD是Kubernetes的关键组件，存储了集群的所有状态数据。定期备份ETCD数据可以防止数据丢失：

ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save snapshot.db

通过这些命令，可以创建ETCD数据的快照，并将其存储在安全的位置。

七、升级和扩展K8S集群

随着业务的发展，可能需要升级和扩展Kubernetes集群。Kubernetes提供了多种工具和方法，帮助你实现这一目标。

升级Kubernetes版本：

Kubernetes定期发布新版本，包含安全修复和新特性。升级Kubernetes版本可以确保集群的安全性和稳定性。以下是升级Kubeadm的步骤：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubeadm=<new-version>
sudo kubeadm upgrade plan
sudo kubeadm upgrade apply <new-version>

通过这些命令，可以升级Kubeadm并应用新的Kubernetes版本。

扩展集群节点：

随着业务的增长，可能需要添加更多的节点到集群中。你可以使用之前介绍的kubeadm join命令，将新节点加入集群。确保新节点的硬件配置和软件环境与现有节点一致。
使用Cluster Autoscaler：

Cluster Autoscaler可以根据负载自动调整集群的节点数量，确保集群资源的高效利用：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/autoscaler/master/cluster-autoscaler/cloudprovider.yaml

通过这些配置，可以启用Cluster Autoscaler，并根据负载自动扩展或缩减节点数量。