如何開啓Kubernetes之旅

【譯者的話】這篇文章由淺入深地介紹瞭如何開始Kubernetes學習，以及如何基於Kubernetes部署應用。做者給出了不少很是好的建議，指導讀者掌握圍繞Kubernetes的各個概念和相關技能，爲學習Kubernetes指明瞭方向。

從Hello Minikube到Kubernetes Anywhere，再到微服務示例應用，學習谷歌容器編排工具的途徑比比皆是。

每一次的創新都帶來一些新的麻煩。容器使得應用的打包和運行更加便捷，可是管理大規模容器依然是一個挑戰。

Kubernetes是谷歌公司內部爲解決這個問題而開發的產品，它提供了一個單一的框架來管理在整個集羣中運行的容器。該產品提供的服務主要集中在「編排」上，但也涵蓋了許多方面：容器調度、容器之間的服務發現、跨系統的負載平衡、滾動更新/回滾、高可用性等。

在這個指南中，咱們將介紹建立Kubernetes集羣併發布容器應用的基本知識。這並非要介紹Kubernetes的概念，而是經過簡單示例來展現這些概念如何在運行Kubernetes的過程當中結合在一塊兒的。

選擇一個Kubernetes主機

Kubernetes是爲了管理Linux容器而誕生的。可是，從Kubernetes 1.5起，儘管Kubernetes控制面板必須繼續在Linux上運行，但Kubernetes已經開始支持Windows Server Containers。固然，藉助虛擬化，您能夠在任何平臺上開始使用Kubernetes。

若是您選擇在本身的硬件或虛擬機上運行Kubernetes，一個常見的方法是獲取綁定Kubernetes的Linux發行版。這樣就不須要設置Kubernetes，不只省去了安裝和部署過程，甚至配置和管理的過程也不須要了。

CoreOS Tectonic就是這樣的一個發行版，專一於容器和Kubernetes，幾乎徹底排除其餘任何東西。RancherOS採起相似的作法，一樣自動化執行大部分的設置。二者均可以安裝在各類環境中：裸機，Amazon AWS VMs，Google Compute Engine，OpenStack等。

另外一種方法是在常規的Linux發行版上運行Kubernetes，儘管一般會帶來更多的管理開銷和手動調整。例如，紅帽企業Linux在其軟件庫中有Kubernetes，但即便是Red Hat，也建議僅用於測試和實驗。建議紅帽用戶經過OpenShift PaaS使用Kubernetes，而不是本身動手從頭搭建，OpenShift如今使用Kubernetes做爲本身的容器編排系統。許多傳統的Linux發行版提供了設置Kubernetes和其餘大型軟件堆棧的特殊工具。例如，Ubuntu提供了一種名爲conjur-up的工具，可用於在雲和裸機實例上部署Kubernetes的上游版本。

選擇一種託管Kubernetes的雲

儘管在谷歌雲平臺（GCP）上，Kubernetes已經全面支持了，可是在不少其餘雲平臺上，Kubernetes是否支持依然是一個焦點問題。GCP提供了運行Kubernetes的兩種主要方式。最方便和集成最好的方式是經過Google容器引擎，它容許您運行Kubernetes的命令行工具來管理建立的集羣。或者，您可使用Google Compute Engine來建立計算集羣並手動部署Kubernetes。這種方法對用戶的技能要求比較高，可是容許用戶使用Google Container Engine還沒有支持的個性化定義。若是您剛開始接觸容器，最好堅持使用容器引擎。通過一段時間以後，您對Container Engine有了必定的瞭解，就能夠嘗試一些更高級的內容，好比您本身選擇特定版本的Kubernetes進行部署，或者部署運行Kubernetes發行版的虛擬機。

亞馬遜EC2有容器的原生支持，但沒有原生支持Kubernetes做爲容器編排系統。在AWS運行Kubernetes相似於使用谷歌計算引擎：配置一個計算集羣，而後手動部署Kubernetes。

許多Kubernetes的發行版都有如何在AWS部署的詳細說明。例如，CoreOS Tectonic，有一個圖形化的安裝程序，同時還支持Terraform基礎設施配置工具。此外，Kubernetes kops工具能夠被用來配置一組AWS上的虛擬機集羣（一般使用Debian Linux，可是其餘的Linux版本也部分支持）。

微軟Azure經過Azure Container Service來支持Kubernetes。然而，從將Kubernetes做爲一個託管在Azure上的服務這個角度來講，這不是很「原生」的支持。相反，Kubernetes是由一個Azure資源管理模板部署的。Azure對於其餘的容器編排系統（好比Docker Swarm和Mesosphere DC/OS）的支持也是這種思路實現的。若是您在這裏提到的任何其餘的雲中部署Kubernetes，而且但願徹底控制它，在Azure虛擬機上安裝一個Kubernetes的核心版永遠是簡單可行的辦法。

在各類環境（雲端或其餘方式）中快速配置一個基礎Kubernetes集羣的方式就是使用名爲Kubernetes Anywhere的項目。此腳本適用於Google Compute Engine，Microsoft Azure和VMware vSphere（須要vCenter）。在每種狀況下，它爲啓動過程提供了必定程度的自動化。

您本身的小部分Kubernetes節點

若是你只是在一個像開發機器這樣的本地環境中運行Kubernetes，並且你不須要整個Kubernetes所有能力，那麼有幾種方法能夠設置「恰好足夠」的Kubernetes來進行使用。

其中一種方式是使用由Kubernetes開發團隊自己提供的MiniKube。運行它，您會獲得一個單節點Kubernetes集羣部署在您選擇的虛擬主機上。minikube有幾個前提，如kubectl命令行接口和虛擬化環境如VirtualBox，但那些都有現成的二進制，支持MacOS，Linux和Windows。

對於MacOS上的CoreOS用戶，有Kubernetes Solo。它運行在一個CoreOS虛擬機上，提供了一個狀態欄應用程序實現快速管理。Solo也包括Kubernetes包管理程序Helm（一般是Helm下一級），所以基於Kubernetes的應用程序包更容易獲取和設置。

玩轉您的容器集羣

當您的Kubernetes運行起來以後，您就能夠運行和管理容器了。經過部署和管理基於不少容器的應用示例的方式，您能夠輕鬆地熟悉容器的操做。以一個現有的基於容器的應用程序demo爲例，本身組裝它，看看它是如何組成的，部署它，而後逐步修改它，直到知足您的預期。若是您選擇經過minikube找到立足點，您可使用Hello Minikube教程建立Docker容器，將這個運行簡單的Node.js應用的容器託管在單節點Kubernetes，以此來演示集羣安裝和應用部署。一旦您對這些都熟悉了，您就能夠替換成本身的容器，並作一些實踐性部署。

下一步是部署一個示例應用程序，這個程序相似您可能在生產環境中使用的應用。經過這個應用您能夠進一步熟悉Kubernetes的一些高級概念，好比pods（一個或多個容器，包括一個應用程序），service（一組邏輯的Pod），replica sets（提供應用在機器故障時的修復機制）和deployment（應用程序的版本）。揭開WordPress/MySQL示例應用程序的神祕面紗，例如，你看到的將不只僅是如何將應用部署到Kubernetes，並讓這些應用正常運行。您也將看到Kubernets應用涉及的不少概念的實現細節，而這些應用都是知足生產環境要求的。您將學習如何設置持久卷以保存應用程序的狀態，如何將Pod暴露給彼此，以及如何經過services與外部世界連在一塊兒，以及如何將應用程序密碼和API密鑰存儲爲secrets等等。

Weaveworks有一個示例應用程序，襪子商店，展現了微服務模式如何用來組合Kubernetes中的應用。襪子商店對於熟悉底層技術（好比Node.js，Go kit和Spring Boot）的人來講是最有利的，但主旨超越了特定的框架，而是說明雲原生技術。

若是您看了一眼WordPress/MySQL的應用，並想建立一個運行在Kubernetes上的應用來知足您的需求，這種想法基本上是對的。Kubernetes有一個應用程序定義的系統稱爲Helm，它提供了一種打包、版本管理和共享Kubernetes應用的機制。一些主流的應用程序（GitLab，WordPress）和構建應用程序的模塊（MySQL、NGINX）將Helm做爲一站式直通kubeapps門戶的最佳實踐。

深刻探索Kubernetes

Kubernetes經過強大的抽象能力簡化了容器的管理，好比Pod和Service，同事經過label和namespace機制提供了很大的靈活性，label和namespace均可以用來隔離pod，services和deployments（好比開發環境、過渡環境和生產環境負載）。

若是您選擇上面的示例的一個，並在多個命名空間中建立不一樣的實例，那麼能夠對獨立於其餘命名空間的組件進行更改。您可使用deployments，以容許這些更新在給定的命名空間中的多個pod之間滾動進行。

比這種練習更進一步的是學習Kubernetes自己如何可以被管理基礎設施的工具所驅動。以Puppet爲例，有一個用於建立和操縱Kubernetes資源的模塊，可是HashiCorp’s Terraform很早就有支持，可是支持方式演變成將Kubernetes做爲一種資源進行管理。若是您打算使用這樣的資源管理器，請注意不一樣的工具可能會給錶帶來不一樣的預期結果。以Puppet and Terraform爲例，默認分別使用可變的和不可變的基礎設施。這些哲學層次和行爲的差別，如何或輕鬆，或困難地建立您所須要的Kubernetes。

這個故事，「如何開啓Kubernetes之旅」最初發表在InfoWorld。

原文連接：How to get started with Kubernetes （翻譯：付輝）