Ubuntu环境下Kubernetes如何管理容器

Ubuntu环境下Kubernetes容器管理指南

一、环境准备：安装基础组件

在Ubuntu上使用Kubernetes管理容器前，需完成以下基础配置：

1. 系统预处理：更新系统并关闭交换分区（Kubernetes要求），开启IPv4转发和内核优化，确保时间同步。

   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. 安装容器运行时：Kubernetes依赖Docker作为容器运行时，通过以下命令安装：

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

3. 安装Kubernetes核心组件：安装kubelet（节点管理）、kubeadm（集群初始化）、kubectl（命令行工具），并锁定版本避免自动升级：

   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节点：在Master节点执行kubeadm init命令，指定Pod网络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
   

   执行后，复制输出的kubeadm join命令备用。
2. 配置kubectl：将集群配置文件复制到用户目录，设置权限：

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

3. 部署网络插件：安装Calico（或其他插件，如Flannel）实现Pod间通信：

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

4. 添加Worker节点：在Worker节点执行Master节点输出的kubeadm join命令，完成节点加入：

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

三、容器生命周期管理

1. 部署应用：通过Deployment创建Pod副本集（以Nginx为例），指定镜像和副本数：

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

2. 暴露服务：通过Service将Pod暴露为可访问端点（如NodePort类型，端口80）：

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

3. 扩缩容：手动调整副本数（如扩至5个）或启用自动扩缩容（HPA）：

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

4. 删除资源：删除不再需要的Deployment或Service：

   kubectl delete deployment nginx
   kubectl delete service nginx
   

四、常用管理命令

1. 查看集群状态：

   kubectl get nodes  # 查看节点状态（需为Ready）
   kubectl get pods -o wide  # 查看Pod状态及所在节点
   kubectl get services  # 查看Service状态
   

2. 查看资源详情：

   kubectl describe pod <
       Pod名称>
         # 查看Pod详情（如事件、状态）
   kubectl logs <
       Pod名称>
         # 查看Pod日志
   kubectl exec -it <
       Pod名称>
        -- /bin/bash  # 进入Pod容器（交互模式）
   

3. 删除资源：

   kubectl delete pod <
       Pod名称>
         # 删除指定Pod（若属于Deployment，会自动重建）
   kubectl delete deployment <
       Deployment名称>
         # 删除Deployment及关联Pod
   

五、容器生命周期高级管理

1. 保持容器运行：通过livenessProbe（活性探针）检测容器健康状态，失败时自动重启；使用restartPolicy（重启策略）控制容器失败后的行为（如Always、OnFailure）：

   # Deployment示例（包含探针）
   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. 生命周期钩子：通过PostStart（容器启动后执行，如初始化脚本）和PreStop（容器终止前执行，如优雅关闭）钩子实现自定义操作：

   # Deployment示例（包含生命周期钩子）
   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、监控与维护

1. 监控集群状态：使用kubectl top命令查看节点和Pod的资源使用情况（需安装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. 备份与恢复：定期备份etcd（Kubernetes数据存储），可使用etcdctl工具或第三方工具（如Velero）。

通过以上步骤，可在Ubuntu环境下使用Kubernetes完成容器的部署、管理、扩缩容及生命周期维护，实现容器化应用的高效编排。

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