在Windows 10上創(chuàng)建單節(jié)點的Kubernetes實施示例

本Kubernetes實施示例演示了如何在Windows 10上創(chuàng)建單節(jié)點群集，以啟動并運行容器化的應(yīng)用程序。

Kubernetes使開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員可以快速部署應(yīng)用程序并將其擴展到其需求，而無需停機。Kubernetes系統(tǒng)是高度可配置的，幾乎所有內(nèi)容都圍繞四個重要概念：節(jié)點，pod，部署和服務(wù)。

準備好進入Kubernetes的世界了嗎？這是開始的關(guān)鍵步驟和Kubernetes命令。

學(xué)習(xí)Kubernetes架構(gòu)的基礎(chǔ)知識

首先，了解Kubernetes系統(tǒng)的基礎(chǔ)非常有用。運行容器的服務(wù)器及其內(nèi)部的應(yīng)用程序稱為節(jié)點。主服務(wù)器控制，管理和配置這些節(jié)點服務(wù)器。主節(jié)點還管理Pod或一組駐留在節(jié)點上的一個或多個容器。

主服務(wù)器充當Kubernetes集群的控制平面?？刂破矫嬷懈鞣N組件的主要目的是維護所有Kubernetes對象的記錄，并通過自動響應(yīng)變化來連續(xù)管理集群的期望狀態(tài)。

控制平面有四個主要組成部分：

Etcd：Kubernetes集群etcd的最基本組件是輕量級可用的配置存儲。它可以跨多個Kubernetes節(jié)點設(shè)置。它的主要目的是存儲Kubernetes集群中每個節(jié)點都可以訪問的配置數(shù)據(jù)。

Kube-apiserver：這是用于kubectl等命令行工具的RESTful接口，為它們提供了與Kubernetes集群進行交互的方式。簡單來說，它充當各種工具的管理點，以通過REST API控制和配置Kubernetes集群。

Kube控制器管理：該服務(wù)的主要作用是維護群集的狀態(tài)，例如副本數(shù)。如果觀察到所需狀態(tài)有任何變化，則kube-controller-manager將運行所需的過程以確保滿足所需狀態(tài)。

Kube調(diào)度器：該組件的主要職責是根據(jù)配置，資源需求和特定于工作負載的需求計劃群集工作負載。

節(jié)點服務(wù)器有多個組件，這些組件使主服務(wù)器可以使用它們。這些包括：

容器運行時：要運行封裝在節(jié)點上存在的pod中的應(yīng)用程序，我們需要一個輕量級的，隔離的操作環(huán)境：容器。容器運行時是一種工具，例如Docker，用于創(chuàng)建，部署和運行應(yīng)用程序。

Kubelet：Kubelet是安裝在節(jié)點上以與主節(jié)點進行通信并從其接收命令的代理或服務(wù)。它指導(dǎo)需要在節(jié)點上執(zhí)行的操作，例如創(chuàng)建，縮放和刪除容器。

Kube代理：此代理服務(wù)將請求中繼到正確的容器并執(zhí)行負載平衡。Kube-proxy還執(zhí)行主機級子網(wǎng)劃分，以確保其他組件可以訪問服務(wù)。

Kubernetes實施步驟

在本教程中，我們將創(chuàng)建一個在Windows 10操作系統(tǒng)上運行的單節(jié)點群集。

要在Windows上安裝和設(shè)置Kubernetes，請加載kubectl并安裝minikube。Chocolatey軟件包管理器在此過程中會提供幫助。命令行工具kubectl對Kubernetes集群運行命令，而minikube是使我們能夠在機器上的VM中運行單節(jié)點集群的工具。輸入命令：

choco install Kubernetes-cli minikube

這將返回如下所示的輸出：

現(xiàn)在，運行以下命令并驗證您的計算機上是否安裝了kubectl：

kubectl.exe version --client

必須在以下屏幕截圖中看到類似的輸出：

接下來，在Kubernetes中啟動一個工作機-或節(jié)點。它可以是物理機或虛擬機。為此，請使用以下命令啟動minikube：

minikube start

這將返回如下所示的輸出：

由于我們在Windows上安裝Kubernetes，因此請使用Hyper-V啟動VM并在VM上設(shè)置Kubernetes集群。

這樣就完成了設(shè)置。

如何在Kubernetes中運行容器

要啟動容器，請使用下面的Kubernetes命令創(chuàng)建部署。提供部署名稱和要部署的容器映像。Kubernetes將自動選擇Docker作為默認的容器運行時。在這里，我們使用將運行Nginx Web服務(wù)器的鏡像：

kubectl.exe create deployment my-nginx --image nginx

創(chuàng)建部署后，Kubernetes將構(gòu)建Pod來承載應(yīng)用程序?qū)嵗?/p>

運行上一條命令后立即輸入get pods，以在部署pod時捕獲ContainerCreating狀態(tài)：

kubectl.exe get pods

這將在幾秒鐘內(nèi)完成，并且容器狀態(tài)應(yīng)更改為“正在運行”：

如下所示，將describe關(guān)鍵字與部署名稱一起使用，以查看有關(guān)部署的更多詳細信息：

kubectl.exe get deployment

kubectl.exe describe deployment helloworld-nginx

這將返回結(jié)果，例如副本數(shù)，所需狀態(tài)和時間戳記：

在此Kubernetes實施教程中，我們僅運行一個容器或Nginx服務(wù)器，但有時必須適應(yīng)增加的工作量和流量。在這種情況下，請擴大應(yīng)用程序?qū)嵗臄?shù)量。這可以通過使用帶有--replicas參數(shù)的kubectl規(guī)模部署來實現(xiàn)：

kubectl.exe scale deployment helloworld-nginx --replicas 4

檢查部署。將觀察到已部署了該應(yīng)用程序?qū)嵗乃膫€副本：

現(xiàn)在，檢查Kubernetes pod；該節(jié)點上應(yīng)運行四個容器：

啟動應(yīng)用程序并運行

現(xiàn)在，有一個應(yīng)用程序在具有各自IP地址的多個容器中運行。接下來，將它們公開到群集之外，以便可以訪問該應(yīng)用程序：

Kubectl.exe expose deployment helloworld-nginx --port=80 --type=NodePort

通過kubectl get services命令進行驗證。這將返回NodePort的服務(wù)類型，以在Kubernetes集群的每個節(jié)點上公開端口80。該服務(wù)是一個抽象層，基本上可以實現(xiàn)負載平衡，并在共享IP地址的群集中對一個以上的pod進行分組。

要在Web瀏覽器中打開此應(yīng)用程序，請創(chuàng)建一個代理以將本地端口連接到群集端口，我們在上一步中使用NodePort服務(wù)公開了該端口：

kubectl.exe port-forward svc/helloworld-nginx 80:80

如下所示：

轉(zhuǎn)到Web瀏覽器并打開http://127.0.0.1/或http://localhost/以查看在Kubernetes容器中部署的Nginx Web服務(wù)器的主頁。

測試Kubernetes控制平面

最后，測試Kubernetes控制平面或主服務(wù)器是否能夠維持節(jié)點服務(wù)器上運行的Pod的所需狀態(tài)。要檢查這一點，請使用以下命令來強制刪除運行該應(yīng)用程序?qū)嵗囊粋€容器：

kubectl.exe delete pod helloworld-nginx-67bb76cf46-mks6j

識別出這種不希望的狀態(tài)，Kubernetes將立即在容器中運行該應(yīng)用程序的新實例：