集群访问 | LabEx

简介

Kubernetes 是一个容器编排系统，负责管理容器化应用在集群中的调度、运行、暴露和恢复。

通常，你会使用 kubectl 与 Kubernetes 集群交互。在部署应用之前，需要先运行一个集群，并确保客户端配置正确指向该集群。

在本实验中，你将学习配置 Kubernetes 集群访问权限的基本步骤。你将使用 Minikube 在本地运行单节点 Kubernetes 集群。Minikube 非常适合学习和开发。

你将学习如何：

启动本地 Kubernetes 集群。
验证 kubectl 上下文，确保命令针对正确的集群。
获取基本的集群信息。
列出集群中的节点，验证节点状态。

启动集群

在此步骤中，你将使用 Minikube 启动本地 Kubernetes 集群。Minikube 会在本地计算机上创建虚拟机或容器，并在其中部署一个简单的集群。这样，你无需云服务提供商就能练习 Kubernetes 命令。

此时需要明确区分三个概念。集群是完整的 Kubernetes 环境。节点是集群中的一台计算机。控制平面负责接收 API 请求并决定系统应执行的操作。Minikube 将这些组件打包成本地学习环境，让你可以先专注于 Kubernetes 概念，再处理云基础设施。

首先，确认你位于项目目录中：

cd ~/project

现在启动 Minikube 集群。我们将指定 docker 驱动程序，让集群运行在 Docker 容器中。该方式与当前实验环境兼容。

minikube start --driver=docker

此过程可能需要几分钟，因为 Minikube 需要下载所需的 Kubernetes 镜像并启动控制平面。你会看到类似以下内容的输出：Minikube 正在拉取镜像、启动容器并配置集群。

命令执行完成后，检查 Minikube 的状态，确认集群是否正常运行：

minikube status

输出中，host、kubelet 和 apiserver 的状态应为 "Running"。

验证上下文

在此步骤中，你将验证 kubectl 命令行工具是否已配置为与新的 Minikube 集群通信。

Kubernetes 使用配置文件（通常位于 ~/.kube/config）保存集群访问信息。该文件可以包含多个集群的详细信息。上下文决定 kubectl 将命令发送到哪个集群。在上一步启动 Minikube 时，它会自动更新配置，并将上下文设置为 minikube。

理解这一点很重要，因为 kubectl 只是一个客户端，它本身并不包含集群。kubectl 会读取连接信息、证书和当前选中的上下文，然后向 Kubernetes API 服务器发送请求。在实际工作中，工程师经常需要在开发、预发布和生产集群之间切换，因此检查当前上下文是一种安全习惯，而不是形式上的操作。

运行以下命令，验证当前上下文：

kubectl config current-context

输出应为：

minikube

如果你想查看完整的配置详细信息，包括集群服务器 URL 和用户证书（敏感内容会被安全隐藏），可以查看配置：

kubectl config view

这可以确认你之后运行的任何 kubectl 命令都会针对本地 Minikube 集群执行。

检查集群信息

在此步骤中，你将获取集群的基本信息，以验证连接状态并查看 Kubernetes 控制平面运行的位置。

cluster-info 命令可以简单检查 kubectl 是否能够成功与 API 服务器通信。

Kubernetes 是一个由 API 驱动的系统。从创建 Pod 到扩展 Deployment，几乎所有操作都会转换为发送到控制平面的 API 请求。因此，在排查任何集群问题时，首先进行的健康检查之一就是确认客户端是否能够访问 API 服务器。

运行以下命令：

kubectl cluster-info

你应看到类似以下内容的输出：

Kubernetes control plane is running at https://127.0.0.1:32769
CoreDNS is running at https://127.0.0.1:32769/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

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

IP 地址和端口可能不同，但需要关注的关键信息是 "Kubernetes control plane is running"。这表示你的客户端（kubectl）已成功连接到服务器（集群）。

列出节点

在此步骤中，你将检查集群中的节点。节点是 Kubernetes 中的工作计算机，可以是虚拟机，也可以是物理机。由于我们使用的是 Minikube，预计会看到一个节点，同时承担控制平面和工作节点的角色。

在较大的集群中，这些角色通常会分开。控制平面节点负责编排，工作节点负责运行应用工作负载。Minikube 将这些角色合并到一个节点中，以简化学习环境，但命令输出仍然会介绍你在生产环境中会看到的相同概念。

使用 get nodes 命令列出集群中的所有节点：

kubectl get nodes

你会看到类似以下内容的输出：

NAME       STATUS   ROLES           AGE     VERSION
minikube   Ready    control-plane   5m20s   v1.26.1

下面解释各列的含义：

NAME：节点名称，本例中为 minikube。
STATUS：节点状态。应为 Ready，表示节点运行正常并已准备好接收工作负载。
ROLES：节点角色，例如 control-plane。
AGE：节点已经运行的时间。
VERSION：节点上安装的 Kubernetes 版本。

如果状态为 NotReady，通常表示节点仍在启动，或者存在网络问题。当前状态为 Ready，说明集群已完全正常运行。

总结

在本实验中，你已成功配置访问 Kubernetes 集群所需的环境。你完成了以下操作：

使用 Minikube 启动本地 Kubernetes 集群。
验证 kubectl 上下文已正确设置为指向本地集群。
获取集群信息，确认与 API 服务器的连接正常。
列出节点，确保集群基础设施已准备就绪且运行正常。

这些是在 Kubernetes 中部署应用之前必须掌握的基础步骤。现在你已经拥有一个可用的本地环境，可以继续学习 Kubernetes。