K8s與Helm實戰:從入門到精通

Kubernetes 簡介

Kubernetes(簡稱 K8s)是一個開源的容器編排平臺,用于自動化部署、擴展和管理容器化應用。最初由 Google 設計并捐贈給云原生計算基金會(CNCF),現已成為容器編排領域的事實標準。

核心功能

  • 自動化容器部署:支持聲明式配置和自動化部署,減少人工干預。
  • 彈性伸縮:根據負載動態調整應用實例數量,優化資源利用率。
  • 服務發現與負載均衡:自動分配流量至健康容器,確保服務高可用性。
  • 自我修復:監控容器狀態,自動重啟或替換故障實例。
  • 存儲編排:支持多種存儲系統(如本地存儲、云存儲)的動態掛載。

核心組件

  • Master 節點:包含 API Server、Scheduler、Controller Manager 等組件,負責集群管理。
  • Worker 節點:運行容器化應用,包含 Kubelet(代理)和 Kube-proxy(網絡代理)。
  • Pod:最小調度單元,包含一個或多個共享資源的容器。
  • Service:定義一組 Pod 的訪問策略,提供穩定 IP 和 DNS 名稱。

流程圖

典型應用場景

  • 微服務架構中管理數百個服務的生命周期。
  • 混合云或多云環境下實現應用的可移植性。
  • 持續集成/持續交付(CI/CD)流水線中的自動化部署。

學習資源推薦

  • 官方文檔:kubernetes.io
  • 實踐工具:Minikube(本地單節點集群)、kubectl(命令行工具)。

Kubernetes 通過抽象底層基礎設施,使開發者能夠專注于應用邏輯,提升運維效率。

Helm 是 Kubernetes 的包管理工具

Helm 是 Kubernetes 的包管理工具,用于簡化應用的部署和管理。以下是 Helm 的常見使用場景和示例,涵蓋安裝、配置、模板化、依賴管理等核心功能。

流程圖

Helm 基礎操作示例

安裝 Helm

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

添加倉庫

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

搜索 Chart

helm search repo nginx

安裝 Chart

helm install my-nginx bitnami/nginx

列出已安裝的 Release

helm list

卸載 Release

helm uninstall my-nginx


Helm 自定義配置示例

覆蓋默認值
創建 values.yaml 文件:

replicaCount: 3
image:repository: nginxtag: "1.21.0"

通過文件安裝:

helm install my-nginx bitnami/nginx -f values.yaml

命令行覆蓋值

helm install my-nginx bitnami/nginx --set replicaCount=3


Helm 模板開發示例

創建 Chart

helm create myapp

模板變量
templates/deployment.yaml 中使用變量:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: {{ .Release.Name }}-deployment
spec:replicas: {{ .Values.replicaCount }}

條件判斷

{{- if .Values.ingress.enabled }}
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: {{ .Release.Name }}-ingress
{{- end }}

循環遍歷

env:
{{- range $key, $value := .Values.env }}- name: {{ $key }}value: {{ $value | quote }}
{{- end }}


Helm 依賴管理示例

添加依賴
Chart.yaml 中聲明依賴:

dependencies:- name: mysqlvers

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