基于Docker、Minikube在PC端构建K8S试验环境

时间：2024-01-26 12:46:59

在桌面电脑上使用Docker和Minikube构建Kubernetes（K8S）试验环境，为学习和测试提供了一个理想的平台。Docker的容器化技术允许在隔离的环境中运行应用，而Minikube则简化了在单节点上部署和管理Kubernetes集群的过程。这种组合使得个人用户能够在本地机器上轻松搭建和操作一个K8S环境，无需复杂的硬件设施。

通过安装Docker和Minikube，我们可以快速启动一个基本的Kubernetes集群，进行应用部署、性能监控和功能实践等操作。这种方法特别适合初学者和开发者，可以在这个环境中实验不同的配置和应用，而无需担心高成本或影响到生产环境。

尽管这种在PC端构建的K8S试验环境在性能和规模上有所限制，但它提供了一个低成本、高效的学习和测试平台。对于希望深入了解Kubernetes工作原理和应用的个人来说，是一个极好的起点。

下面是安装部署过程供大家参考：

1. 安装Docker Desktop

  1. 下载Docker Desktop:
    • 访问 Docker官网安装链接并下载适用于Windows的Docker Desktop安装程序。
  2. 安装Docker Desktop:
    • 双击下载的安装文件并遵循安装向导的指示完成安装。
    • 安装完成后，启动Docker Desktop,示例如下：
  3. 配置Docker Desktop:
    • 右击系统托盘中的Docker图标，选择“Settings”。
    • 确保在“General”选项中启用了“Use WSL 2 based engine”（如果你的系统支持）。
    • 在“Resources”中，根据需要配置CPU和内存分配。

2. 安装Minikube

  1. 安装Hyper-V和Windows Subsystem for Linux (WSL):

    • 打开“控制面板” -> “程序” -> “启用或关闭Windows功能”。
    • 勾选“Hyper-V”和“适用于Linux的Windows子系统”，然后按照提示重启电脑。

  2. windows 10下载并安装Minikube:

    • 访问 Minikube官网 并下载Windows版的Minikube安装程序，或者直接从这个已经下载好的CSDN链接来下载：【免费】K8S集群的windows单机学习环境minikube-installer.exe资源-CSDN文库
    • 将下载的文件移动到一个你可以访问的目录（例如 C:\minikube），并将该目录添加到系统的环境变量PATH中。
    • 或者采用PowerShell脚本直接来下载，并设置到系统中路径：
New-Item -Path 'c:\' -Name 'minikube' -ItemType Directory -Force
Invoke-WebRequest -OutFile 'c:\minikube\minikube.exe' -Uri 'https://github.com/kubernetes/minikube/releases/latest/download/minikube-windows-amd64.exe' -UseBasicParsing

$oldPath = [Environment]::GetEnvironmentVariable('Path', [EnvironmentVariableTarget]::Machine)
if ($oldPath.Split(';') -inotcontains 'C:\minikube'){
  [Environment]::SetEnvironmentVariable('Path', $('{0};C:\minikube' -f $oldPath), [EnvironmentVariableTarget]::Machine)
}

    MAC OS 下载和安装

 amd64版：【免费】用于在MAC本地学习K8S的minikube-darwin-amd64资源-CSDN文库

sudo install minikube-darwin-amd64 /usr/local/bin/minikube

 arm64版：【免费】用于在MAC本地学习K8S的集群安装minikube-darwin-arm64资源-CSDN文库

sudo install minikube-darwin-arm64 /usr/local/bin/minikube

3.启动Minikube

打开命令提示符或PowerShell，运行 minikube start

minikube start

命令执行之后如下图：

 4、和Minikube集群进行交互

安装kubectl

在Windows上，你可以下载kubelctl.exe文件,将其放在minikube.exe相同的文件夹下。

链接：https://pan.quark.cn/s/3494d8c859fb
提取码：MU8B

在macOS或Linux上，通常可以使用包管理器，如brew install kubectl。
验证安装：运行kubectl version --client来验证安装。

测试获取集群上的pod

kubectl get pod -A

执行结果：

5、在minikube上部署应用

创建一个示例deployment并在端口 8080 上公开它：

kubectl create deployment hello-minikube --image=kicbase/echo-server:1.0
kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort --port=8080

 执行结果如下：

查看Service，执行如下语句：

kubectl get services hello-minikube

执行结果如下： 

 

将服务端口转发，执行如下语句： 

kubectl port-forward service/hello-minikube 7080:8080

执行结果如下： 

 

然后在浏览器栏中输入： http://localhost:7080/.

返回sample service 返回的结果

6、管理minikube集群

 

停止minikube

minikube stop

改变缺省的内存限制（需要重启）

minikube config set memory 9001

浏览易于安装的minikube插件

minikube addons list

 

创建第二个集群（可以指定版本） 

minikube start -p aged --kubernetes-version=v1.16.1

启动第二个节点 

minikube start --nodes 2 -p multinode-demo

执行结果示例：

 

查看node情况：

kubectl get node

看到，系统返回两个节点信息 ，Minikube也可以模拟K8S的多node的场景。

 

 查看node状态信息

minikube status -p multinode-demo

返回结果如下： 

 

删除所有的集群

minikube delete --all

7、Minikube Dashboard

 启动Dashboard，执行如下语句：

minikube dashboard

系统自动启动浏览器Dashboard界面，如下：

后面大家可以充分的利用这个本地化的K8S学习和试验云原生相关的内容啦。

8、附录常见的Kubectl 命令

  1. 获取资源信息:

    • kubectl get pods：列出所有 pods。
    • kubectl get services：列出所有服务。
    • kubectl get deployments：列出所有部署。
    • kubectl get nodes：列出所有节点。

  2. 创建和删除资源:

    • kubectl create -f <file.yaml>：根据 YAML 文件创建资源。
    • kubectl delete -f <file.yaml>：根据 YAML 文件删除资源。
    • kubectl delete pod <pod-name>：删除指定的 pod。

  3. 描述和查看资源详情:

    • kubectl describe pod <pod-name>：显示 pod 的详细信息。
    • kubectl logs <pod-name>：查看 pod 的日志。
    • kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash：进入 pod 的交互式 shell。

  4. 资源的编辑和更新:

    • kubectl edit pod <pod-name>：编辑 pod 的定义。
    • kubectl apply -f <file.yaml>：应用 YAML 文件中的更改。

  5. 命名空间操作:

    • kubectl get namespaces：列出所有命名空间。
    • kubectl create namespace <namespace-name>：创建新的命名空间。
    • kubectl config set-context --current --namespace=<namespace-name>：切换到指定的命名空间。

  6. 调试和诊断:

    • kubectl top pod：显示 pods 的资源使用情况。
    • kubectl rollout status deployment/<deployment-name>：查看部署的状态。
    • kubectl rollout undo deployment/<deployment-name>：回滚到上一个部署版本。

  7. 配置和安全:

    • kubectl config view：查看 kubectl 配置。
    • kubectl get secrets：列出所有的密钥。