网络研讨会系列：Kubernetes入门

本文补充了关于在云中部署和管理容器化工作负载的网络研讨会系列。该系列涵盖了容器的基本知识，包括管理容器生命周期、部署多容器应用程序、扩展工作负载以及使用 Kubernetes。它还强调了运行有状态应用程序的最佳实践。

本教程包含本系列第三部分“Kubernetes 入门”中的概念和命令。

介绍

在本系列的上一篇教程中，我们探索了使用 Docker Compose 管理多容器应用程序。虽然 Docker 命令行界面 (CLI) 和 Docker Compose 可以部署和扩展在单台机器上运行的容器，但 Kubernetes 旨在处理跨多台机器或主机部署的多容器应用程序。

Kubernetes 是一个用于管理容器化应用程序的开源容器编排工具。一个 Kubernetes 集群有两个关键组件：Master Nodes 和 Worker Nodes。一组主节点充当管理工作节点和部署的应用程序的控制平面。工作节点是负责运行容器化应用程序的 Kubernetes 集群的主力。

主节点公开一个 API，命令行工具和富客户端通过该 API 提交一个 job，其中包含应用程序的定义。每个应用程序都由一个或多个容器、存储定义以及用于暴露它们的内部和外部端口组成。在主节点上运行的控制平面将容器调度到其中一个工作节点中。当应用程序扩展时，控制平面会在任何可用的工作节点上启动额外的容器。

关于Kubernetes的详细介绍，请参考教程【X65X】Kubernetes简介【X98X】。

StackPointCloud 使用基于 Web 的界面分三步部署 Kubernetes 集群。它通过简化的用户体验隐藏了安装和配置 Kubernetes 的复杂性。 DigitalOcean 是 StackPoint 支持的云平台之一。不熟悉系统管理和配置的开发者可以使用 StackPoint 在 DigitalOcean 上快速安装 Kubernetes。有关支持的功能和定价的详细信息，请参阅他们的网站。

在本教程中，您将通过 StackPoint 在 DigitalOcean 上设置和配置 Kubernetes，并将容器化应用程序部署到您的集群。

先决条件

要遵循本教程，您需要

安装了 curl 命令的本地计算机，您将使用它下载命令行工具来管理 Kubernetes 集群。 curl 命令已安装在 macOS 和 Ubuntu 16.04 上。
一个 DigitalOcean 帐户。在本教程中，您将使用 StackPoint 连接到您的 DigitalOcean 帐户并配置三个 1GB Droplet。

第 1 步 - 安装 Kubernetes

要开始在 DigitalOcean 上安装 Kubernetes，请访问 Stackpoint.io 并单击登录按钮。

这会将您带到一个页面，您可以在其中选择身份提供者并使用现有凭据登录。从列表中选择 DigitalOcean 并使用您的 DigitalOcean 用户名和密码登录。

在下一页上，从可用云平台列表中选择 DigitalOcean。

您现在可以配置集群。单击 EDIT 按钮以编辑 DigitalOcean 提供程序的设置：

这会将您带到“配置提供程序”屏幕。

从 Region 下拉列表中选择您选择的区域。您可以将其他设置保留为默认值。完成后点击提交。

在下一个屏幕上，输入您选择的集群名称，然后单击 Submit。

集群安装现在将开始，您将被带到一个页面，您可以在其中跟踪集群的进度。安装大约需要 15 分钟。

配置集群后，我们可以设置一个命令行工具来使用它。

第 2 步 – 配置 Kubernetes CLI

要与在 DigitalOcean 中运行的 Kubernetes 集群通信，我们需要在我们的开发机器中安装一个命令行工具。我们将使用 kubectl，Kubernetes 的 CLI。

运行以下命令从 Google 的服务器安装 kubectl：

curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/`curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt`/bin/darwin/amd64/kubectl

你会看到这个输出：

Output % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed

100 63.7M  100 63.7M    0     0  5441k      0  0:00:12  0:00:12 --:--:-- 4644k

kubectl 二进制文件已下载到您的当前目录，让我们更改下载二进制文件的权限并将其移动到 /usr/local/bin 目录，以便我们可以在任何地方运行它：

chmod +x ./kubectl
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

现在让我们将 kubectl 应用程序指向我们的 Kubernetes 集群。为此，我们需要从 Stackpoint 下载配置文件。在浏览器中返回集群状态页面。验证集群准备就绪且稳定后，点击集群名称，如下图所示：

点击左侧菜单中的 kubeconfig 链接，将配置文件下载到本地机器：

返回终端，将环境变量 KUBECONFIG 设置为下载文件的路径。假设您的文件下载到主目录中的 Downloads 文件夹，您将发出以下命令：

export KUBECONFIG=~/Downloads/kubeconfig

配置 kubectl 后，让我们确保我们可以与集群通信。

第 3 步 - 验证 Kubernetes 安装

现在我们已经有了完整配置的集群和客户端，让我们运行一些命令来验证环境。

运行以下命令以获取有关集群的信息。

kubectl cluster-info

你会看到这个输出：

OutputKubernetes master is running at https://139.59.17.180:6443

Heapster is running at https://139.59.17.180:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/heapster/proxy

KubeDNS is running at https://139.59.17.180:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns/proxy

To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.

输出确认集群正在运行，并且 Kubernetes 主节点已启动并正在运行。

接下来，让我们验证主节点中运行的所有组件的健康状况。如果集群刚刚配置，可能需要一段时间才能使所有组件显示健康状态。这些组件是充当控制平面的 Kubernetes 主节点的一部分。

执行这个命令：

kubectl get cs

你会看到这个输出：

OutputNAME                 STATUS    MESSAGE              ERROR
scheduler            Healthy   ok
controller-manager   Healthy   ok
etcd-0               Healthy   {"health": "true"}

最后，让我们列出正在运行的 Kubernetes 集群的所有节点。

kubectl get nodes

你会看到这样的输出：

OutputNAME                  STATUS    ROLES     AGE       VERSION
spc52y2mk3-master-1   Ready     master    29m       v1.8.5
spc52y2mk3-worker-1   Ready     <none>    22m       v1.8.5
spc52y2mk3-worker-2   Ready     <none>    22m       v1.8.5

这证实了具有一个 Master Node 和两个 Worker Node 的集群已经准备好供我们部署应用程序了。因此，让我们将应用程序部署到集群中。

第 4 步 - 部署和访问应用程序

让我们启动一个简单的 Nginx Web 服务器并从我们的本地机器访问它的默认网页。执行此命令从 Docker Hub 拉取 Nginx 映像并创建一个名为 myweb 的部署：

kubectl run --image=nginx:latest myweb

此命令类似于 docker run 命令，不同之处在于它将容器打包并部署在称为 Pod 的特定于 Kubernetes 的工件中。您将在本系列的下一部分中了解有关 Pod 的更多信息。

执行命令时，您将看到以下输出：

Outputdeployment "myweb" created

现在检查 Pod 是否使用 nginx 容器创建：

kubectl get pods

你会看到这个输出：

OutputNAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
myweb-59d7488cb9-jvnwn   1/1       Running   0          3m

要访问在 Pod 内运行的 Web 服务器，我们需要将其公开到公共 Internet。我们使用以下命令实现这一点：

kubectl expose pod myweb-59d7488cb9-jvnwn --port=80 --target-port=80 --type=NodePort

Outputservice "myweb-59d7488cb9-jvnwn" exposed

Pod 现在暴露在集群的每个节点上的任意端口上。 --port 和 --target-port 开关指示 Web 服务器可用的端口。开关 --NodePort 确保我们可以使用集群上的任何 Node 来访问应用程序。

要获取 myweb 部署的 NodePort，请运行以下命令。

kubectl get svc myweb-59d7488cb9-jvnwn

OutputNAME                     TYPE       CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
myweb-59d7488cb9-jvnwn   NodePort   10.3.0.119   <none>        80:31930/TCP   6m

在这种情况下，NodePort 是端口 31930。每个工作节点都使用这个端口来响应 HTTP 请求。让我们测试一下。

使用 DigitalOcean 控制台获取其中一个工作节点的 IP 地址。

使用 curl 命令向端口 31930 上的节点之一发出 HTTP 请求。

curl http://your_worker_1_ip_address:31930/

您将看到包含 Nginx 默认主页的响应：

Output<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>Welcome to nginx!</title>
...
     Commercial support is available at
     <a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
    <p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
  </body>
</html>

您已成功将容器化应用程序部署到 Kubernetes 集群。

结论

Kubernetes 是一个流行的容器管理平台。 StackPoint 使在 DigitalOcean 上安装 Kubernetes 变得容易。

在本系列的下一部分中，我们将更详细地探索 Kubernetes 的构建块。