K8s部署方式大全：从基础到进阶，一文带你掌握所有技巧

一、kubeadm

kubeadm 是 Kube.NETes 官方提供的一个工具，用于在 linux 系统上快速设置和管理 Kubernetes 集群的初始化过程。与 Kind、Minikube不同，kubeadm 用于在生产环境中部署多节点的 Kubernetes 集群，而不仅仅是单节点的本地开发环境。

以下是一些关于 kubeadm 的重要信息：

• 集群初始化： 使用 kubeadm 可以快速初始化一个 Kubernetes 集群的控制平面（master节点）。它负责设置 etcd 存储、API Server、Controller Manager 和 Scheduler。
• 生产环境：kubeadm 可以在生产环境中用于初始化和管理 Kubernetes 集群，使您能够在自己的基础设施上构建和管理 Kubernetes 集群。
• 可扩展性： 一旦控制平面初始化完成，您可以使用 kubeadm 将其他节点（worker节点）加入集群，从而创建一个多节点的 Kubernetes 集群。
• 插件支持：kubeadm 支持不同的插件，如网络插件和容器运行时插件，以便您根据需求自定义集群的配置。
• 版本兼容性：kubeadm 可以根据 Kubernetes 的版本进行更新，以便您升级集群或在新的 Kubernetes 版本上初始化集群。
• 配置文件： 通过提供配置文件，您可以自定义 kubeadm 初始化的参数，例如网络设置、节点名称和额外的特性。
• 安全性：kubeadm 遵循 Kubernetes 的最佳实践，提供了一种安全的初始化和部署方法。

使用 kubeadm 来初始化 Kubernetes 集群通常涉及以下步骤：

• 安装 Docker 或其他容器运行时。
• 安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl 工具。
• 初始化控制平面节点使用 kubeadm init。
• 配置 kubectl 访问集群。
• 将其他节点加入集群使用 kubeadm join。

注意，kubeadm 仅负责初始化 Kubernetes 集群的控制平面和将节点加入集群。在生产环境中，您可能还需要考虑网络插件、存储、监控等方面的配置和管理。

二、kind

Kind（Kubernetes in Docker）是一个轻量级的工具，用于在本地开发环境中快速部署和运行Kubernetes集群。Kind通过在Docker容器中模拟Kubernetes集群的节点，所以使用这个工具需要你安装 Docker 或者 Podman。Kind提供了一个方便的方式来进行Kubernetes应用程序的开发、测试和调试。

Kind的特点和优势：

• 轻量级： Kind使用Docker容器来模拟Kubernetes节点，因此它非常轻量级，适用于本地开发和测试环境。
• 快速部署： Kind可以在几分钟内创建一个本地的Kubernetes集群，使开发人员能够迅速进行应用程序的测试和调试。
• 易于使用： Kind的命令行界面简单易懂，使得创建、管理和删除集群变得非常简单。
• 隔离性： 每个节点都运行在独立的Docker容器中，这使得每个节点之间具有良好的隔离性，以便于测试不同配置和应用场景。
• 可扩展性： 虽然Kind主要用于本地开发，但您也可以在需要时创建具有多个节点的集群，以模拟更真实的生产环境。
• 集成测试： Kind适用于持续集成和集成测试，使开发团队能够在一个可控的环境中验证其应用程序。

使用Kind部署Kubernetes集群的步骤：

• 安装Docker： 首先确保您的机器上已安装Docker，因为Kind是基于Docker的。您可以从Docker官方网站下载并安装Docker。
• 安装Kind： 根据您的操作系统，从Kind的Github仓库下载最新的二进制文件，然后将其添加到您的系统路径中。
• 创建集群： 使用Kind命令行工具创建一个新的Kubernetes集群，例如：kind create cluster。这将在Docker中启动一个集群，并为每个节点创建一个Docker容器。
• 配置kubectl： 配置kubectl以连接到您的Kind集群，以便您可以与集群进行交互。您可以运行kubectl config use-context kind-cluster-name来切换上下文。
• 使用集群： 现在您可以使用kubectl在您的Kind集群上部署和管理应用程序，就像在任何其他Kubernetes集群上一样。
• 删除集群： 当您完成测试或开发时，可以使用kind delete cluster命令删除Kind集群及其相关的Docker容器。

查看 kind 的快速入门指南

三、minikube

与 kind 类似，minikube是一个工具， 能让你在本地运行 Kubernetes。 minikube 在你的个人计算机（包括 windows、macOS 和 Linux PC）上运行一个一体化（all-in-one） 或多节点的本地 Kubernetes 集群，以便你来尝试 Kubernetes 或者开展每天的开发工作。Kubernetes 是一个强大的容器编排平台，用于部署、管理和扩展容器化应用程序。Minikube 简化了在本地开发环境中设置和实验 Kubernetes 集群的过程。

以下是 Minikube 的一些关键特性和用途：

• 本地开发： Minikube 允许开发人员在笔记本电脑或台式机上创建 Kubernetes 集群。这为开发人员提供了一种在模拟生产 Kubernetes 集群的环境中开发和测试应用程序的方式。
• 学习 Kubernetes： Minikube 也常被初学者用来学习 Kubernetes 的概念和特性，而不必处理设置多节点集群带来的复杂性。
• 测试和调试： 开发人员可以使用 Minikube 在受控环境中测试和调试应用程序，然后再将它们部署到更大的 Kubernetes 集群中。
• 离线开发： Minikube 可以在没有互联网连接的情况下工作，适用于需要在隔离环境中进行开发或实验的场景。
• 支持的容器运行时： Minikube 支持不同的容器运行时，如 Docker 和 contAInerd，使您可以选择自己喜欢的运行时来工作。
• 集群管理： Minikube 管理本地 Kubernetes 集群的整个生命周期，包括启动、停止和删除集群。
• 插件和扩展： Minikube 支持各种插件和扩展，为本地集群提供附加功能，如访问仪表板、存储配置和网络选项等。

查看 minikube 快速入门指南

四、基于二进制文件

从Github下载发行版的二进制包，手动部署安装每个组件，组成Kubernetes集群，步骤比较繁琐，但是能让你对各个组件有更清晰的认识；

这种方式需要手动下载和安装 k8s 组件，包括 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、kubelet、kube-proxy 等组件，并手动配置参数和启动命令。这种方式的优点是可以灵活地定制 k8s 集群，适合高级用户和开发者。缺点是比较繁琐和复杂，需要对 k8s 组件有深入的了解，而且不易于维护和升级。

五、Kubespray

Kubespray（也称为Kargo）是一个开源项目，提供一组基于Ansible的Playbooks，用于部署、管理和扩展Kubernetes集群。Ansible是一种自动化工具，允许您以代码的方式定义和管理基础设施，而Kubespray则利用Ansible的功能来自动化设置和配置Kubernetes集群的过程。Kubespray 由若干 Ansible Playbook、 清单（inventory）、 制备工具和通用 OS/Kubernetes 集群配置管理任务的领域知识组成的。

Kubespray 提供：

• 高可用性集群
• 可组合属性（例如可选择网络插件）
• 支持大多数流行的 Linux 发行版

• Flatcar Container Linux
• Debian Bullseye、Buster、Jessie、Stretch
• Ubuntu 16.04、18.04、20.04、22.04
• centos/RHEL 7、8、9
• Fedora 35、36
• Fedora CoreOS
• openSUSE Leap 15.x/Tumbleweed
• Oracle Linux 7、8、9
• Alma Linux 8、9
• Rocky Linux 8、9
• Kylin Linux Advanced Server V10
• Amazon Linux 2

• 持续集成测试

六、kOps

The easiest way to get a production grade Kubernetes cluster up and running.让生产级Kubernetes集群启动并运行的最简单方法。

Kops是用于在Amazon Web Services（AWS）上自动化大规模Kubernetes集群的工具。这种方式可以自动化部署，在支持的云平台和自建的虚拟机上运行。安装步骤如下：

• 安装kops命令。
• 创建AWS的S3 bucket。
• 使用kops命令创建k8s集群。

在 AWS 上轻松安装 Kubernetes 集群。 使用了一个名为 kOps 的工具。

kOps 是一个自动化的制备系统：

• 全自动安装流程
• 使用 DNS 识别集群
• 自我修复：一切都在自动扩缩组中运行
• 支持多种操作系统（Amazon Linux、Debian、Flatcar、RHEL、Rocky 和 Ubuntu）。
• 支持高可用。
• 可以直接提供或者生成 terraform 清单。

目前正式支持AWS（亚马逊网络服务）和GCE （谷歌云平台），DigitalOcean、Hetzner和OpenStack处于测试版支持，Azure处于 alpha 版支持。

特征

• 自动配置高可用的 Kubernetes 集群
• 基于状态同步模型构建，用于空运行和自动幂等性
• 生成Terraform 的能力
• 支持零配置管理的 kubernetes附加组件
• 命令行自动完成
• 基于 YAML 清单的 API配置
• 用于创建清单的模板和试运行模式
• 从最受欢迎的 CNI网络提供商中进行开箱即用的选择
• 多架构就绪，支持 ARM64
• 能够通过集群清单将容器（作为钩子）和文件添加到节点

总结