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= Kubernetes环境设置 =

'''Kubernetes环境设置'''是学习Kubernetes的第一步，它涉及安装和配置必要的工具和组件，以便在本地或云端运行Kubernetes集群。本文将详细介绍如何设置Kubernetes环境，包括单节点集群（如Minikube、Kind）和生产级集群（如kubeadm、托管Kubernetes服务）的部署方式。

== 介绍 ==
Kubernetes是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。在开始使用Kubernetes之前，需要先设置一个可用的环境。根据使用场景的不同，可以选择本地开发环境或生产环境。

常见的Kubernetes环境设置方式包括：
* '''本地开发环境'''：适合初学者和开发人员，如Minikube、Kind、Docker Desktop的Kubernetes模式。
* '''生产环境'''：适合企业级部署，如使用kubeadm自建集群，或使用云服务商提供的托管Kubernetes（如EKS、GKE、AKS）。

== 本地开发环境设置 ==

=== Minikube ===
Minikube是一个轻量级的Kubernetes实现，可在本地计算机上运行单节点集群。

==== 安装Minikube ====
1. 安装Hypervisor（如VirtualBox、Hyper-V或KVM）。
2. 下载并安装Minikube：
<syntaxhighlight lang="bash">
# Linux
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

# macOS
brew install minikube
</syntaxhighlight>

==== 启动Minikube集群 ====
<syntaxhighlight lang="bash">
minikube start --driver=virtualbox
</syntaxhighlight>

输出示例：
<pre>
😄  minikube v1.28.0 on Darwin 12.6
✨  Using the virtualbox driver based on user configuration
👍  Starting control plane node minikube in cluster minikube
🔥  Creating virtualbox VM (CPUs=2, Memory=2200MB, Disk=20000MB) ...
🐳  Preparing Kubernetes v1.25.2 on Docker 20.10.20 ...
🔎  Verifying Kubernetes components...
🌟  Enabled addons: storage-provisioner, default-storageclass
🏄  Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "default" namespace by default
</pre>

=== Kind (Kubernetes in Docker) ===
Kind允许在Docker容器中运行Kubernetes集群，适合CI/CD测试。

==== 安装Kind ====
<syntaxhighlight lang="bash">
# Linux/macOS
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.17.0/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
sudo mv ./kind /usr/local/bin/kind
</syntaxhighlight>

==== 创建集群 ====
<syntaxhighlight lang="bash">
kind create cluster --name my-cluster
</syntaxhighlight>

== 生产环境设置 ==

=== 使用kubeadm自建集群 ===
kubeadm是Kubernetes官方提供的集群部署工具，适合自定义生产环境。

==== 安装kubeadm、kubelet和kubectl ====
<syntaxhighlight lang="bash">
# Ubuntu/Debian
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl
curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg
echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/ /' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
</syntaxhighlight>

==== 初始化控制平面 ====
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
</syntaxhighlight>

输出示例：
<pre>
[init] Using Kubernetes version: v1.28.0
[preflight] Running pre-flight checks
[preflight] Pulling images required for setting up a Kubernetes cluster
...
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!
</pre>

=== 托管Kubernetes服务 ===
云服务商提供托管的Kubernetes服务，如：
* '''Google Kubernetes Engine (GKE)'''
* '''Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)'''
* '''Azure Kubernetes Service (AKS)'''

以GKE为例，创建集群：
<syntaxhighlight lang="bash">
gcloud container clusters create my-cluster --num-nodes=3 --zone=us-central1-a
</syntaxhighlight>

== 验证集群状态 ==
使用<code>kubectl</code>检查集群状态：
<syntaxhighlight lang="bash">
kubectl cluster-info
kubectl get nodes
</syntaxhighlight>

输出示例：
<pre>
Kubernetes control plane is running at https://192.168.49.2:8443
CoreDNS is running at https://192.168.49.2:8443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

NAME       STATUS   ROLES           AGE   VERSION
minikube   Ready    control-plane   10m   v1.25.2
</pre>

== 网络插件配置 ==
Kubernetes需要网络插件（CNI）实现Pod间通信。以Calico为例：
<syntaxhighlight lang="bash">
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
</syntaxhighlight>

== 实际案例 ==
'''案例：开发团队使用Minikube进行本地测试'''
1. 开发人员安装Minikube和Docker。
2. 启动Minikube集群并部署应用：
<syntaxhighlight lang="bash">
minikube start
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
minikube service nginx
</syntaxhighlight>

== 集群架构图 ==
<mermaid>
graph TD
    A[Control Plane] -->|Manages| B[Worker Node 1]
    A -->|Manages| C[Worker Node 2]
    B -->|Runs| D[Pod]
    C -->|Runs| E[Pod]
    D -->|Network| E
</mermaid>

== 常见问题 ==
=== 如何重置Minikube环境？ ===
<syntaxhighlight lang="bash">
minikube delete
minikube start
</syntaxhighlight>

=== 如何切换kubectl上下文？ ===
<syntaxhighlight lang="bash">
kubectl config use-context minikube
</syntaxhighlight>

== 总结 ==
Kubernetes环境设置是使用Kubernetes的第一步。根据需求选择合适的工具：
* '''本地开发'''：Minikube、Kind
* '''生产环境'''：kubeadm或托管服务（GKE/EKS/AKS）

通过<code>kubectl</code>可以管理集群，而网络插件（如Calico）确保Pod间通信。接下来可以学习[[Kubernetes基本概念]]继续深入。

[[Category:集成部署]]
[[Category:Kubernetes]]
[[Category:Kubernetes基础]]