Kubernetes 集群安裝和操作指南

1. 集群安裝步驟

1.1 創建 kind 配置文件

# kind-cluster-config.yaml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
name: k8s-cluster
nodes:
# 1 master node
- role: control-plane
  image: kindest/node:v1.29.4
# 4 worker nodes
- role: worker
  image: kindest/node:v1.29.4
- role: worker
  image: kindest/node:v1.29.4
- role: worker
  image: kindest/node:v1.29.4
- role: worker
  image: kindest/node:v1.29.4

1.2 創建集群

kind create cluster --config kind-cluster-config.yaml

1.3 驗證集群狀態

kubectl get nodes
kubectl cluster-info

2. Worker 節點角色設置

2.1 為 Worker 節點添加標簽

# 為不同的 worker 節點設置不同的角色標簽
kubectl label node k8s-cluster-worker node-role.kubernetes.io/worker=worker
kubectl label node k8s-cluster-worker2 node-role.kubernetes.io/worker=worker
kubectl label node k8s-cluster-worker3 node-role.kubernetes.io/worker=worker
kubectl label node k8s-cluster-worker4 node-role.kubernetes.io/worker=worker

# 或者設置特定的角色
kubectl label node k8s-cluster-worker node-role.kubernetes.io/compute=compute
kubectl label node k8s-cluster-worker2 node-role.kubernetes.io/storage=storage
kubectl label node k8s-cluster-worker3 node-role.kubernetes.io/database=database
kubectl label node k8s-cluster-worker4 node-role.kubernetes.io/web=web

2.2 添加節點污點（Taints）

# 為特定節點添加污點，確保只有特定的 Pod 可以調度到該節點
kubectl taint nodes k8s-cluster-worker2 storage=true:NoSchedule
kubectl taint nodes k8s-cluster-worker3 database=true:NoSchedule

2.3 驗證節點標簽和污點

kubectl get nodes --show-labels
kubectl describe node k8s-cluster-worker

3. 常用集群操作

3.1 節點管理

# 查看所有節點
kubectl get nodes -o wide

# 查看節點詳細信息
kubectl describe node <node-name>

# 查看節點資源使用情況
kubectl top nodes

# 驅逐節點（維護模式）
kubectl drain <node-name> --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

# 恢復節點
kubectl uncordon <node-name>

# 標記節點為不可調度
kubectl cordon <node-name>

3.2 Pod 管理

# 查看所有 Pod
kubectl get pods --all-namespaces

# 創建測試 Pod
kubectl run test-pod --image=nginx --restart=Never

# 查看 Pod 詳細信息
kubectl describe pod <pod-name>

# 查看 Pod 日志
kubectl logs <pod-name>

# 進入 Pod 容器
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash

# 刪除 Pod
kubectl delete pod <pod-name>

3.3 服務管理

# 創建服務
kubectl expose pod test-pod --port=80 --target-port=80 --type=NodePort

# 查看服務
kubectl get services

# 查看服務詳細信息
kubectl describe service <service-name>

# 刪除服務
kubectl delete service <service-name>

3.4 部署管理

# 創建部署
kubectl create deployment nginx-deployment --image=nginx --replicas=3

# 查看部署
kubectl get deployments

# 擴縮容部署
kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=5

# 更新部署鏡像
kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.21

# 查看部署歷史
kubectl rollout history deployment/nginx-deployment

# 回滾部署
kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

# 刪除部署
kubectl delete deployment nginx-deployment

3.5 命名空間管理

# 創建命名空間
kubectl create namespace development

# 查看命名空間
kubectl get namespaces

# 在特定命名空間中操作
kubectl get pods -n development

# 設置默認命名空間
kubectl config set-context --current --namespace=development

# 刪除命名空間
kubectl delete namespace development

3.6 配置管理

# 創建 ConfigMap
kubectl create configmap app-config --from-literal=key1=value1 --from-literal=key2=value2

# 創建 Secret
kubectl create secret generic app-secret --from-literal=username=admin --from-literal=password=secret

# 查看配置
kubectl get configmaps
kubectl get secrets

# 查看配置詳情
kubectl describe configmap app-config
kubectl describe secret app-secret

3.7 資源監控

# 查看集群資源使用情況
kubectl top nodes
kubectl top pods

# 查看集群事件
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

# 查看集群組件狀態
kubectl get componentstatuses

4. 集群維護操作

4.1 備份和恢復

# 備份 etcd（對于 kind 集群，這通常不需要）
# 導出資源配置
kubectl get all --all-namespaces -o yaml > cluster-backup.yaml

4.2 清理操作

# 清理未使用的資源
kubectl delete pods --field-selector=status.phase=Succeeded
kubectl delete pods --field-selector=status.phase=Failed

# 強制刪除卡住的資源
kubectl delete pod <pod-name> --force --grace-period=0

4.3 集群刪除

# 刪除 kind 集群
kind delete cluster --name k8s-cluster

# 查看所有 kind 集群
kind get clusters

5. 故障排查

5.1 常用排查命令

# 查看節點狀態
kubectl get nodes
kubectl describe node <node-name>

# 查看 Pod 狀態
kubectl get pods --all-namespaces
kubectl describe pod <pod-name>
kubectl logs <pod-name>

# 查看集群事件
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

# 查看系統 Pod
kubectl get pods -n kube-system

5.2 網絡排查

# 測試 Pod 間網絡連通性
kubectl run test-pod --image=busybox --rm -it --restart=Never -- /bin/sh

# 在容器內測試網絡
nslookup kubernetes.default.svc.cluster.local
ping <other-pod-ip>

6. 有用的別名設置

# 添加到 ~/.bashrc 或 ~/.zshrc
alias k='kubectl'
alias kgp='kubectl get pods'
alias kgs='kubectl get services'
alias kgn='kubectl get nodes'
alias kdp='kubectl describe pod'
alias kds='kubectl describe service'
alias kdn='kubectl describe node'

這個指南涵蓋了從集群創建到日常維護的所有常用操作。你可以根據需要參考相應的章節。