k3s docker 若干问题
k3s 与 docker 之间都是什么关系
好的,这是一个非常核心的云原生技术问题。简单来说,k3s 和 Docker 的关系是“可插拔的上下游关系”:k3s 是容器编排器(上游),而 Docker 是一个容器运行时(下游)。
为了更清晰地理解,我们来分解一下这个关系:
1. 核心概念:分工不同
想象一个大型交响乐团:
- k3s (Kubernetes) 是指挥家 (Orchestrator):
- 它的职责是“编排”,即管理整个集群。
- 它决定哪个应用程序(容器)应该运行,需要运行多少个副本,如何实现负载均衡,如何进行故障恢复,如何管理网络和存储等。
- 指挥家自己不演奏乐器,他只负责下达指令。
- Docker 是乐手 (Container Runtime):
- 它的核心职责是“运行”容器。
- 它负责根据指挥家的指令,具体地创建、启动、停止、删除容器。
- 它管理着容器的生命周期、镜像的拉取和存储等具体执行工作。
所以,k3s 负责发号施令,而 Docker 负责执行命令。
2. k3s 的特殊之处:默认不使用 Docker
这是 k3s 和标准 Kubernetes (k8s) 的一个关键区别。
- 传统的 Kubernetes 与 Docker:
- 在早期,Kubernetes 深度绑定 Docker。
- 后来为了解耦,Kubernetes 引入了 CRI (Container Runtime Interface),这是一个标准接口。任何实现了 CRI 接口的容器运行时,都可以被 Kubernetes 使用。
- Docker 本身并不直接实现 CRI,所以 Kubernetes 需要一个叫做
dockershim
的中间层来做适配和转换。这个dockershim
在 Kubernetes v1.24 版本中已被正式移除,标志着 k8s 社区推荐使用更原生的 CRI 运行时。
- k3s 与 containerd (默认):
- k3s 为了追求轻量化和简化,默认使用
containerd
作为其容器运行时。 containerd
是什么?它实际上是从 Docker 项目中剥离出来的核心组件,是一个纯粹的、实现了 CRI 接口的容器运行时。它比完整的 Docker 更轻量、更专注,没有 Docker 额外的网络、卷管理和 CLI 工具等功能。- 通过直接使用
containerd
,k3s 绕过了dockershim
这个中间层,使得架构更简洁、高效。
- k3s 为了追求轻量化和简化,默认使用
3. k3s 依然可以使用 Docker
尽管 k3s 默认使用 containerd
,但它仍然保留了使用 Docker 的选项。你可以在安装 k3s 时通过一个简单的参数来指定:
# 安装 k3s 并指定使用 docker 作为容器运行时
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - --docker
当你这样做时,k3s 就会像传统的 Kubernetes 一样,通过 dockershim
(k3s 内置了它) 来与 Docker Daemon 通信,从而管理容器。
4. 关系总结与对比
特性 | 描述 |
---|---|
角色定位 | k3s: 容器编排器(大脑、指挥家)。Docker: 容器运行时(手脚、执行者)。 |
默认关系 | k3s 默认不使用 Docker,而是使用更轻量的 containerd 作为其容器运行时。 |
可选关系 | k3s 可以选择使用 Docker 作为其运行时,只需在安装时添加 --docker 标志。 |
技术实现 | • k3s + containerd (默认): k3s -> CRI -> containerd (直接通信,更高效)。 • k3s + Docker (可选): k3s -> CRI -> dockershim -> Docker API -> containerd (多一层转换,略重)。 |
开发者体验 | • 即便 k3s 使用 containerd ,你仍然可以在节点上安装 Docker CLI 来构建(build)镜像。构建镜像和运行容器是两回事。• 当 k3s 使用 containerd 时,你在节点上执行 docker ps 是看不到 k3s 运行的容器的。你需要使用 crictl ps 这个更底层的工具来查看。 |
结论
k3s 和 Docker 的关系是“解耦且可选的”。
- 从架构上,k3s 是上层管理者,Docker 是下层执行者之一。
- 从默认配置上,k3s 为了轻量化,选择了
containerd
来替代 Docker 的运行时角色。 - 从兼容性上,k3s 依然支持将 Docker 作为其运行时,提供了灵活性。
这种变化反映了整个云原生社区的趋势:将编排层(Kubernetes)与运行时层(Docker, containerd, CRI-O 等)彻底解耦,让用户可以根据需求选择最合适的运行时。k3s 作为一个轻量级发行版,率先将更现代、更高效的 containerd
作为了默认选项。
基于 k3s 有哪些GUI可视化的管理工具吗?还是 k3s 也只纯命令行的。
问得非常好!k3s 绝不只是纯命令行的。
核心答案是:由于 k3s 是一个完全符合标准的、经过 CNCF 认证的 Kubernetes 发行版,因此几乎所有为标准 Kubernetes (k8s) 设计的 GUI 可视化管理工具,都可以无缝地用于管理 k3s 集群。
你完全可以像管理一个普通的 k8s 集群一样,通过图形界面来查看和操作你的 k3s 集群。
下面我为你推荐几款最流行、最好用的 GUI 工具,并进行分类说明:
1. 桌面客户端类 (IDE-Like Experience)
这类工具安装在你的个人电脑上,像一个桌面应用程序,提供了非常丰富和强大的管理功能。
Lens / OpenLens
- 简介:被誉为“Kubernetes 的 IDE”。Lens 是一个功能极其强大的开源桌面客户端,可以让你非常直观地浏览和管理集群中的所有资源(Pods, Deployments, Services 等)。
- 优点:
- 极度直观:点击任何资源都能看到其详细信息、日志、事件,甚至可以一键进入 Pod 的 Shell。
- 多集群管理:轻松切换和管理多个不同的 k3s/k8s 集群。
- 内置工具:集成了 Prometheus 监控指标、Helm Chart 管理等。
- 易于连接:只需将 k3s 的
kubeconfig
文件导入即可。
- 推荐度:⭐⭐⭐⭐⭐ (强烈推荐,尤其是对于开发者和运维人员)
- 注意:Lens 现在有商业订阅版,但其核心代码库
OpenLens
是完全开源免费的,你可以使用 OpenLens 或者基于 OpenLens 的其他发行版(如VDI
)。
2. Web UI 管理平台类
这类工具部署在集群内部或外部,通过浏览器访问,适合团队协作和多集群统一管理。
Rancher
- 简介:这可以说是 k3s 的“亲爹”。k3s 就是由 Rancher Labs 公司开发的。Rancher 是一个业界领先的企业级多 Kubernetes 集群管理平台。
- 优点:
- 原生集成:与 k3s 的集成是天衣无缝的。你可以使用 Rancher 来创建和管理 k3s 集群。
- 企业级功能:提供统一的认证授权、监控、告警、日志、CI/CD 集成等全方位的功能。
- 多集群管理:可以同时管理部署在任何地方(公有云、私有云、边缘)的 k3s 和其他 k8s 集群。
- 推荐度:⭐⭐⭐⭐⭐ (如果你需要管理多个集群或需要企业级功能,这是不二之选)
Portainer
- 简介:以简单、易用著称的管理工具,最初为 Docker 设计,现在对 Kubernetes 的支持也非常好。
- 优点:
- 非常适合新手:界面清爽,操作逻辑简单,降低了 Kubernetes 的学习曲线。
- 轻量级:部署简单,资源占用少。
- 功能全面:提供了应用部署、资源管理、集群可视化等核心功能。
- 推荐度:⭐⭐⭐⭐ (非常适合个人开发者、小型团队或 Kubernetes 初学者)
Kubernetes Dashboard
- 简介:这是 Kubernetes 官方推出的 Web UI。
- 优点:
- 官方出品:最“正统”的仪表盘,可以查看和管理集群中的大部分资源。
- 缺点:
- 部署稍显复杂:需要自己手动部署,并处理认证和授权问题(如创建 ServiceAccount 和 ClusterRoleBinding)。
- 功能相对基础:相比 Lens 和 Rancher,功能和用户体验稍逊一筹。
- 推荐度:⭐⭐⭐ (可以作为了解官方工具的选择,但日常使用更推荐其他工具)
3. 终端 UI (TUI) 类
这类工具虽然运行在命令行终端里,但提供了类似图形界面的交互体验,非常高效。
K9s
- 简介:一个基于终端的 Kubernetes UI,可以让你用快捷键在终端里飞快地浏览和管理集群。
- 优点:
- 极度高效:对于熟悉命令行的用户来说,操作速度远超图形界面。
- 资源占用极低:就是一个二进制文件,非常轻量。
- 信息密度高:在一个屏幕内可以看到大量关联信息。
- 推荐度:⭐⭐⭐⭐ (如果你是重度终端用户,一定会爱上它)
如何开始使用这些工具?
无论你选择哪个工具,连接到你的 k3s 集群的步骤都大同小异:
- 找到
kubeconfig
文件:k3s 的配置文件默认位于 master 节点的/etc/rancher/k3s/k3s.yaml
。 - 获取访问权限:这个文件默认只有
root
用户可读。你需要使用sudo
来访问它。sudo cat /etc/rancher/k3s/k3s.yaml
- 将配置提供给 GUI 工具:
- 方法一 (推荐):将该文件内容复制到你本地电脑的
~/.kube/config
文件中(如果已有,注意合并)。 - 方法二:许多 GUI 工具(如 Lens)允许你直接导入或粘贴
kubeconfig
文件的内容。 - 重要:复制出来的
k3s.yaml
文件中,server
地址通常是https://127.0.0.1:6443
。如果你是从另一台机器访问,需要将其中的127.0.0.1
修改为 k3s master 节点的实际 IP 地址。
- 方法一 (推荐):将该文件内容复制到你本地电脑的
总结
工具名称 | 类型 | 亮点 | 适合人群 |
---|---|---|---|
Lens / OpenLens | 桌面客户端 | 功能强大,体验如 IDE,非常直观 | 开发者、运维工程师、所有日常使用者 |
Rancher | Web 平台 | k3s 原生集成,企业级多集群管理 | 需要管理多个集群的团队或企业 |
Portainer | Web 平台 | 界面简洁,上手快,轻量级 | Kubernetes 初学者、小型团队 |
K9s | 终端 UI (TUI) | 命令行操作,速度极快,信息密度高 | 资深开发者、重度终端用户 |
K8s Dashboard | Web 平台 | 官方出品,功能基础 | 学习和了解官方工具的用户 |
所以,你完全不用担心 k3s 只能敲命令。它拥有一个非常成熟和丰富的可视化工具生态系统,你可以根据自己的需求和偏好,选择最适合你的那一款。
ingress 是什么概念
好的,Ingress 是 Kubernetes 中一个非常核心且重要的概念。如果你想把集群内部的服务暴露给外部用户访问,就几乎一定会用到它。
我们用一个非常形象的比喻来彻底搞懂它。
一个形象的比喻:大型写字楼的总台
想象你的 Kubernetes 集群是一栋巨大的写字楼:
- 这栋楼里的每个公司/办公室:就是一个个运行着你应用程序的 Pod。
- 每个办公室的内部分机号:就是 Service (类型为 ClusterIP)。它让楼内的不同办公室之间可以方便地互相联系(例如,技术部打给产品部),但外界的人不知道这个分机号。
- 这栋楼的大门和总台(Reception):就是 Ingress。
现在,一个外部访客(用户请求)来到了这栋楼,他想找 “Acme 公司的张三”。他该怎么做?
- 访客到达总台 (Ingress Controller):访客不能直接闯进楼里乱找。他必须先到总台。
- 访客说明来意 (HTTP 请求):他对总台说:“你好,我找
acme.com
网站”。 - 总台查询访客登记表 (Ingress Rule):总台小姐姐拿出一个登记表(这就是 Ingress 规则),上面写着:
- 访问
acme.com
的,请去 18 楼的 Acme 公司(转发到acme-service
)。 - 访问
baker.com
的,请去 25 楼的 Baker 公司(转发到baker-service
)。 - 访问
acme.com/blog
的,请去 18 楼 Acme 公司的博客部门(转发到acme-blog-service
)。
- 访问
- 总台引导访客 (流量转发):总台根据规则,告诉访客(网络请求)正确的路线,把他引导到 18 楼的 Acme 公司。
通过这个比喻,我们可以清晰地看到 Ingress 的核心作用。
Ingress 的核心概念解析
一句话概括:Ingress 是 Kubernetes 集群中管理外部访问到内部服务(HTTP/HTTPS)的 API 对象,它充当了流量的“入口网关”和“智能路由”。
它主要解决以下问题:
- 如何用一个统一的入口暴露多个服务? 如果没有 Ingress,你可能需要为每个需要对外暴露的服务都创建一个昂贵的
LoadBalancer
类型的 Service,这既浪费公网 IP 又难以管理。Ingress 只需要一个入口点,就能根据不同的域名或路径将流量分发给不同的服务。 - 如何实现 HTTP/HTTPS 层的路由? Ingress 工作在 OSI 模型的第七层(应用层),因此它可以理解 HTTP 协议。这让它可以实现非常灵活的路由规则,例如:
- 基于域名 (Host-based) 的路由:
a.com
-> Service A,b.com
-> Service B - 基于路径 (Path-based) 的路由:
a.com/api
-> Service A,a.com/ui
-> Service B
- 基于域名 (Host-based) 的路由:
- 如何集中管理 TLS/SSL 证书? 你可以在 Ingress 上统一配置 HTTPS,为你的所有服务提供 SSL 加密,而不需要在每个服务内部单独配置,这叫“SSL 终止”。
Ingress 的两个核心组件
理解 Ingress 的关键在于,它由两部分组成,缺一不可:
- Ingress 资源 (Resource)
- 这是一个 Kubernetes 的 API 对象,通常用 YAML 文件定义。
- 它就像上面比喻中的“访客登记表”,只是一套路由规则的集合。它本身没有任何处理能力。
- 你在这个 YAML 文件里定义:“当一个请求的目标域名是
my-app.com
时,请把它转发到名为my-app-service
的服务上”。
- Ingress 控制器 (Controller)
- 这是一个实际运行的程序(通常是一个 Pod),它负责读取和执行 Ingress 资源里定义的规则。
- 它就像比喻中的“总台小姐姐”,是真正干活的。它会监听集群中 Ingress 资源的变化,并根据这些规则来配置其底层的反向代理(如 Nginx, Traefik, HAProxy 等)。
- 注意:一个标准的 Kubernetes 集群默认不包含 Ingress Controller。你需要自己手动安装一个。常见的 Ingress Controller 有:
- NGINX Ingress Controller (最流行)
- Traefik (非常适合云原生和微服务)
- HAProxy, Istio Gateway, Contour 等。
- 好消息是:k3s 内置了 Traefik 作为默认的 Ingress Controller,所以你安装完 k3s 就可以直接创建 Ingress 资源,非常方便。
一个简单的 Ingress YAML 示例
这个 YAML 文件定义了一个 Ingress 资源(规则):
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: simple-fanout-example
annotations:
# 这个注解是告诉 Ingress Controller 如何处理的元信息
# 例如,对于 NGINX Ingress,你可以在这里添加 rewrite 规则等
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
rules:
# 规则一:基于域名
- host: "foo.example.com"
http:
paths:
- path: "/"
pathType: Prefix
backend:
service:
name: service1 # 转发到名为 service1 的服务
port:
number: 80
# 规则二:基于域名
- host: "bar.example.com"
http:
paths:
- path: "/"
pathType: Prefix
backend:
service:
name: service2 # 转发到名为 service2 的服务
port:
number: 80
解读这个规则:
- 当 Ingress Controller(比如 Nginx 或 Traefik)收到一个目标 host 是
foo.example.com
的请求时,它会把这个请求的流量转发给集群内部的service1
。 - 当收到一个目标 host 是
bar.example.com
的请求时,它会把流量转发给service2
。
总结
概念 | 解释 |
---|---|
Ingress | 一套 L7 路由规则,定义了外部 HTTP/HTTPS 流量如何被转发到集群内部的 Services。 |
Ingress Controller | 一个执行这些规则的程序,是真正的流量入口和反向代理。 |
工作流程 | User -> Ingress Controller (e.g., Traefik/Nginx) -> Reads Ingress Rule -> Forwards to correct Service -> Service forwards to Pod. |
核心优势 | 统一入口、节约 IP、集中管理、灵活路由、SSL 终止。 |
简单来说,Ingress 就是 Kubernetes 世界的“智能网关”,是连接集群内外流量的关键桥梁。
一个集群一个 ingress 服务嘛?
这个问题问到了点子上,也是很多人初学时容易混淆的地方!
简单直接的答案是:不完全是。 更准确的说法是:
一个集群通常运行一个(或一套)Ingress Controller 服务,但是可以定义任意多个 Ingress 规则资源。
让我们再次使用“写字楼总台”的比喻来彻底拆解这个概念:
- Ingress Controller (控制器):
- 是什么:这是实际运行的程序,是那栋写字楼的“总台和保安团队”。
- 数量:一栋大楼通常只需要一个主入口和一套总台服务。同样,一个 Kubernetes 集群通常也只需要部署一套 Ingress Controller(比如 Traefik 或 NGINX Ingress Controller)。这套 Controller 会监听集群里所有的 Ingress 规则。
- 角色:它是真正处理流量的“执行者”,是流量的物理入口。
- Ingress Resource (资源/规则):
- 是什么:这是你用 YAML 文件定义的路由规则,是放在总台上的“访客登记表”或“公司黄页”。
- 数量:你可以有非常非常多的 Ingress 规则。
- 市场部可以有自己的一个 Ingress 规则,只管理市场部相关网站的访问路径。
- 技术部也可以有自己的一个 Ingress 规则,管理所有 API 接口的访问路径。
- 每个微服务应用都可以有自己独立的 Ingress 规则文件,方便独立管理。
- 角色:它只是一个“声明”或“配置”,告诉 Ingress Controller 应该如何转发流量。
为什么是这样的设计?
这种“一个 Controller + 多个规则”的设计模式非常灵活和强大:
- 关注点分离 (Separation of Concerns):
- 集群管理员:负责部署和维护 Ingress Controller 这个核心基础设施。他们关心的是 Controller 的高可用、性能和安全。他们就像是写字楼的物业,确保总台 24 小时有人值班。
- 应用开发者:只需要关心自己应用的路由规则。他们只需要编写和应用自己的 Ingress YAML 文件,而无需关心流量是怎么进来的。他们就像是楼里的公司员工,只需要告诉总台“有找我的访客,请让他来我这里”就行了。
- 解耦和模块化:
- 你可以为每个应用或每个团队创建独立的 Ingress 规则文件。
- 当
app-A
需要上线一个新路径时,开发者只需要修改app-A
的 Ingress 文件,完全不会影响到app-B
的路由规则。这使得团队协作和 CI/CD 流程变得非常清晰。
- 易于管理:
- 想象一下,如果所有应用的路由规则都写在一个巨大的文件里,那将是一场噩梦。将其拆分成多个小的 Ingress 资源,管理起来就容易多了。
实际场景举例
在一个典型的 k3s 集群中:
-
k3s 安装时:会自动为你部署并运行一套 Traefik Ingress Controller。这个 Controller 服务已经占用了 80 和 443 端口,准备好接收外部流量。这是你的“总台”。
- 当你部署第一个应用
my-app
时:- 你创建了
my-app-deployment.yaml
和my-app-service.yaml
。 - 然后你创建一个
my-app-ingress.yaml
,内容是:当访问 my-app.com 时,流量转发到 my-app-service
。 - 当你
kubectl apply -f my-app-ingress.yaml
后,Traefik Ingress Controller 会自动发现这个新规则,并更新自己的路由配置。
- 你创建了
- 当你部署第二个应用
another-api
时:- 你又创建了一个独立的
another-api-ingress.yaml
,内容是:当访问 api.my-app.com 时,流量转发到 another-api-service
。 - 应用这个文件后,Traefik 会再次更新配置,现在它知道了两个路由规则。
- 你又创建了一个独立的
在这个过程中,你自始至终都只有一套 Traefik Ingress Controller 在运行,但你却创建了两个独立的 Ingress 规则资源。
总结
对比项 | Ingress Controller (控制器) | Ingress Resource (资源) |
---|---|---|
角色 | 执行者,流量的实际入口 | 声明,路由规则的定义 |
比喻 | 写字楼的总台、保安团队 | 放在总台上的访客登记表、公司黄页 |
类型 | 是一个运行中的程序 (Deployment/Pod) | 是一个配置对象 (YAML 文件) |
数量 | 通常一个集群一套 (高级用法下可以有多个) | 可以有任意多个,按需创建 |
所以,你的理解可以修正为:一个集群通常一个 Ingress Controller 服务,但可以对应管理成百上千个 Ingress 规则。
一般我要在 k3s 这样部署一个对外可以访问的应用,我们需要做哪些步骤与配置呢?
太棒了!这是一个非常实践性的问题,也是将前面所有理论串联起来的最佳方式。
下面,我将为你提供一个完整、分步、可复制的指南,教你如何在 k3s 中部署一个对外可以访问的 Web 应用。
我们将部署一个简单的 “hello-world” Web 应用,并通过域名 hello.k3s.local
来访问它。
整体流程图(先看懂蓝图)
我们的目标是实现下面这个完整的访问链路:
你的浏览器
-> Internet/局域网
-> k3s 节点IP:80
-> Ingress Controller (Traefik)
-> Ingress 规则
-> Service (内部负载均衡)
-> Pod (运行应用的容器)
要实现这个链路,我们需要创建三个核心的 Kubernetes 对象:
- Deployment: 负责运行和管理我们的应用 Pod。
- Service: 为 Pod 提供一个稳定的内部网络端点。
- Ingress: 定义路由规则,告诉 Ingress Controller如何将外部流量引导到我们的 Service。
前提条件
- 你已经有一个正在运行的 k3s 集群。
- 你可以在能访问该集群的机器上使用
kubectl
命令。 - 你知道你的 k3s Master 节点或某个 Agent 节点的 IP 地址(因为 Ingress Controller 会监听这些节点的 80/443 端口)。
步骤一:创建 Deployment (部署应用本身)
首先,我们需要告诉 k3s 运行哪个应用。我们使用一个 Deployment 来定义这个期望的状态。
创建一个名为 hello-app-deployment.yaml
的文件:
# hello-app-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: hello-app # Deployment 的名字
spec:
replicas: 2 # 告诉 k3s 运行 2 个应用的副本(Pod)
selector:
matchLabels:
app: hello-app # 关键点:这个标签用于找到要管理的 Pod
template:
metadata:
labels:
app: hello-app # 关键点:Pod 必须有这个标签,才能被 Deployment 选中
spec:
containers:
- name: hello-container
image: nginxdemos/hello # 一个简单的 Web 服务器镜像,会显示请求信息
ports:
- containerPort: 80 # 容器内部监听的端口是 80
解析:
replicas: 2
:我们希望 k3s 保证总有两个 Pod 在运行这个应用,实现高可用。selector
和template.metadata.labels
:这是 Deployment 和 Pod 之间的“连接器”。Deployment 通过selector
找到带有app: hello-app
标签的 Pod,并对其进行管理。
执行部署:
kubectl apply -f hello-app-deployment.yaml
验证:
# 查看 Deployment 状态,确保 AVAILABLE 是 2
kubectl get deployment hello-app
# 查看 Pod 状态,应该能看到两个正在运行的 Pod
kubectl get pods -l app=hello-app
步骤二:创建 Service (创建内部访问入口)
现在我们的 Pod 正在运行,但它们有动态的、不稳定的 IP。我们需要一个 Service 来为它们提供一个固定的内部“门牌号”。
创建一个名为 hello-app-service.yaml
的文件:
# hello-app-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: hello-app-service # Service 的名字
spec:
type: ClusterIP # 只在集群内部可见,这是默认类型
selector:
app: hello-app # 关键点:通过这个标签找到上面创建的 Pod
ports:
- protocol: TCP
port: 80 # Service 自身暴露的端口
targetPort: 80 # 流量要转发到 Pod 的哪个端口(必须与 containerPort 对应)
解析:
selector: app: hello-app
:这是 Service 和 Pod 之间的“连接器”。Service 会自动发现所有带app: hello-app
标签的 Pod,并将流量负载均衡到它们之间。port: 80
和targetPort: 80
:意思是,当集群内有其他服务访问hello-app-service
的 80 端口时,Service 会将请求转发到其后端某个 Pod 的 80 端口。
执行部署:
kubectl apply -f hello-app-service.yaml
验证:
# 查看 Service 状态,你会看到它被分配了一个 CLUSTER-IP
kubectl get service hello-app-service
到目前为止,应用只能在集群内部通过 http://hello-app-service
被访问。
步骤三:创建 Ingress (暴露服务给外部)
这是最后一步,也是最关键的一步。我们将创建一个 Ingress 规则,让 k3s 内置的 Traefik Ingress Controller 知道如何处理外部请求。
创建一个名为 hello-app-ingress.yaml
的文件:
# hello-app-ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: hello-app-ingress
annotations:
# Traefik v2+ 使用 IngressRoute,但为了兼容性,k3s 默认配置下
# 对标准 Ingress 资源的支持也很好。通常无需特殊注解。
kubernetes.io/ingress.class: "traefik" # 明确指定使用 Traefik
spec:
rules:
- host: "hello.k3s.local" # 你希望用来访问应用的域名
http:
paths:
- path: / # 访问该域名的所有路径 (/)
pathType: Prefix
backend:
service:
name: hello-app-service # 关键点:将流量转发到我们上一步创建的 Service
port:
number: 80 # 转发到 Service 的 80 端口
解析:
host: "hello.k3s.local"
:定义了访问的域名。backend.service.name
和backend.service.port
:这是 Ingress 和 Service 之间的“连接器”。它告诉 Ingress Controller:“所有访问hello.k3s.local
的请求,都请转发给hello-app-service
的 80 端口”。
执行部署:
kubectl apply -f hello-app-ingress.yaml
验证:
# 查看 Ingress 状态
kubectl get ingress hello-app-ingress
你会看到类似输出,其中 ADDRESS
列通常是你的 k3s 节点的 IP 地址。
步骤四:最终测试 (从外部访问)
现在所有配置都已完成,只剩最后一步:让你的电脑知道 hello.k3s.local
这个域名应该指向哪里。
- 获取你的 k3s 节点 IP
如果你只有一个节点,那就是它的 IP。如果有多个,可以是任意一个节点的 IP。
# 在 k3s 节点上执行 hostname -I | awk '{print $1}'
假设你得到的 IP 是
192.168.1.100
。 - 修改你的本地 hosts 文件
这个文件让你可以手动设置域名到 IP 的映射。
- Linux / macOS: 编辑
/etc/hosts
文件。 - Windows: 编辑
C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
文件 (需要管理员权限)。
在文件末尾添加一行:
192.168.1.100 hello.k3s.local
注意:将
192.168.1.100
替换为你自己 k3s 节点的实际 IP。 - Linux / macOS: 编辑
-
在浏览器或命令行中访问! 打开你的浏览器,访问
http://hello.k3s.local
。或者使用
curl
命令:curl http://hello.k3s.local
如果一切正常,你应该能看到
nginxdemos/hello
镜像返回的页面信息,其中包含了服务器主机名(应该是你的某个 Pod 的名字)、IP 地址等。这证明你的请求已经成功穿透了整个链路!
合并为一个文件(推荐)
为了方便,你可以将以上三个 YAML 配置合并到一个文件中,用 ---
分隔:
# all-in-one.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
# ... Deployment 内容 ...
---
apiVersion: v1
kind: Service
# ... Service 内容 ...
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
# ... Ingress 内容 ...
然后只需要执行一次命令即可:
kubectl apply -f all-in-one.yaml
这样你就完成了一个标准的、生产可用的应用部署流程!
我理解第一步是不是包含了两个动作,创建pod并且打标签,并且运行pod
您这个问题非常深刻,完全抓住了 Kubernetes 工作模式的核心!
您的理解从最终结果来看是完全正确的,但从工作机制上来说,有一个更精确、更强大的解释。
简单回答:是的,第一步最终实现了创建、打标签和运行 Pod 这几个效果。但它不是通过三个独立的“动作”完成的,而是通过一个“声明”来驱动的。
让我们来深入解析一下这个区别,这对于理解 Kubernetes 至关重要。
您的理解(偏向命令式 Imperative)
您的理解偏向于一个命令式的过程,就像这样:
- 命令一:嘿,Kubernetes,给我创建一个 Pod。
- 命令二:现在,给这个 Pod 贴上
app: hello-app
的标签。 - 命令三:好了,运行这个 Pod。
这种方式就像我们直接操作一台电脑,一步一步下指令。
Kubernetes 的实际工作方式(声明式 Declarative)
Kubernetes 的工作方式是声明式的。您不是在下达一步步的命令,而是在描述一个“最终目标状态”。
让我们用一个形象的比喻:设置空调恒温器。
- 命令式:你觉得热了,就对空调喊“打开制冷!”;过一会儿觉得冷了,又喊“关闭!”。你需要不断地下达指令。
- 声明式:你直接在恒温器上设置“我想要室温保持在 24°C”。然后你就不用管了。恒温器(控制器)会自己判断:如果温度高于 24°C,它就自动打开制冷;如果低于 24°C,它就自动关闭。你只声明了目标,具体动作由系统自动完成。
现在回到我们的 Deployment
:
hello-app-deployment.yaml
文件就是你的“恒温器设置”,你在里面声明了:
“我想要一个名为
hello-app
的部署。它的目标是:确保集群里永远有 2 个 Pod 在运行。这些 Pod 的模板是:使用nginxdemos/hello
镜像,并且天生就带有app: hello-app
这个标签。”
当你 kubectl apply
时,真正发生了什么?
-
你向 API Server 提交声明:你把这个 YAML 文件(你的“目标状态”)提交给了 Kubernetes 的大脑——API Server。
-
Deployment 控制器发现目标:Kubernetes 内部有一个专门负责管理
Deployment
的控制器(Deployment Controller)。它一直在监视着 API Server。它看到了你的新声明。 - 控制器进行“调谐”(Reconciliation):控制器开始工作,它会进行一个循环对比:
- 期望状态:需要有 2 个带有
app: hello-app
标签的 Pod。 - 当前状态:集群里有几个这样的 Pod 呢?—— 0 个。
- 发现差异:期望(2) ≠ 当前(0)。
- 期望状态:需要有 2 个带有
-
控制器采取行动:为了弥补这个差异,Deployment 控制器根据你提供的
template
模板,创建了两个新的 Pod 对象。这个模板里已经定义好了容器镜像、端口和至关重要的标签。所以,Pod 在被创建的那一刻,就已经带上了正确的标签。 - 持续监控:Deployment 控制器的工作还没完!它会持续监控。如果你手动删掉了一个 Pod,它会立刻发现“当前状态”变成了 1,与“期望状态” 2 不符,于是它会马上再创建一个新的 Pod 来补足数量。这就是 Kubernetes 的自愈(Self-healing)能力。
总结
您的理解(偏向命令式) | 实际过程(声明式) |
---|---|
1. 创建 Pod。 | 1. 你向 K8s 声明一个最终状态(我要2个这样的Pod)。 |
2. 给 Pod 打标签。 | 2. Deployment 控制器看到你的声明。 |
3. 运行 Pod。 | 3. 控制器比较“期望状态”和“当前状态”。 |
4. 控制器采取行动(创建已经带有正确标签的 Pod)来弥补差异。 | |
5. 控制器持续监控和维护这个状态。 |
所以,您的观察是准确的,最终效果确实是“创建、打标签、运行”。但其背后的逻辑是“声明 -> 监控 -> 调谐”的自动化闭环,而不是手动的一系列动作。
理解了这个“声明式”的思想,你就掌握了使用 Kubernetes 的精髓!
如果通过 rancher 来管理 k3s,那么是不是这些配置不需要手动填写?还是仍然需要手动填写,rancher 只是帮助做了命令执行。
这个问题问得太好了,它直接触及了 Rancher 这类管理平台的核心价值!
核心答案是:Rancher 极大地简化了配置过程,你几乎不需要手动编写 YAML 文件,但它仍然保留了让你手动编辑或导入 YAML 的能力,以应对高级或特殊场景。
Rancher 绝不仅仅是一个命令执行的“外壳”,它是一个真正的管理平面,提供了“表单驱动”和“代码驱动”两种模式。
1. Rancher 的“表单驱动”模式 (大部分情况,无需手动写 YAML)
对于你之前问到的所有操作——创建 Deployment、Service、Ingress,以及设置资源限制——Rancher 都提供了图形化的表单界面来完成。
让我们回顾一下之前的部署流程,看看在 Rancher 中会变成什么样:
部署应用 (Deployment + Service)
- 手动方式:你需要编写
deployment.yaml
和service.yaml
两个文件。 - Rancher 方式:
- 你进入对应的项目,点击 “Workloads” (工作负载) -> “Create” (创建)。
- 你会看到一个清晰的表单,让你填写:
- Workload Name: 应用名称 (e.g.,
hello-app
) - Docker Image: 镜像地址 (e.g.,
nginxdemos/hello
) - Number of Pods: 副本数量 (e.g.,
2
)
- Workload Name: 应用名称 (e.g.,
- 在同一个表单的 “Port Mapping” (端口映射) 部分,你添加一条规则:
- Publish the container port:
80
- Protocol:
TCP
- As a:
ClusterIP
(或其他 Service 类型) - On port:
80
- Publish the container port:
- 点击 “Create”。
背后发生了什么? Rancher 在你点击创建后,自动为你生成了 Deployment 和 Service 的 YAML 配置,然后通过 Kubernetes API 将它们应用到了 k3s 集群中。你完全不用关心 YAML 的语法和结构。
设置资源限制 (Requests & Limits)
- 手动方式:你需要在 Deployment 的 YAML 文件中找到
resources
部分,并手动填写cpu
和memory
的requests
和limits
。 - Rancher 方式:
- 在上面创建工作负载的那个表单里,有一个专门的 “Resources” 或 “Security & Host” 的选项卡。
- 你会在里面看到四个独立的输入框:
- Memory Reservation (内存请求 -
requests
) - Memory Limit (内存限制 -
limits
) - CPU Reservation (CPU 请求 -
requests
) - CPU Limit (CPU 限制 -
limits
)
- Memory Reservation (内存请求 -
- 你只需要在这些框里填入数字(比如内存填
128
,单位选择MiB
),Rancher 会自动帮你转换成正确的 YAML 格式。
创建 Ingress
- 手动方式:你需要编写
ingress.yaml
,并正确关联到 Service。 - Rancher 方式:
- 你进入 “Service Discovery” (服务发现) -> “Ingresses” -> “Create”。
- 你会看到一个表单,让你填写:
- Request Host: 访问的域名 (e.g.,
hello.k3s.local
) - Path: 访问路径 (e.g.,
/
) - Target Service: 这里会有一个下拉列表,让你直接选择刚才创建的
hello-app
工作负载。 - Target Port: 填写 Service 对应的端口
80
。
- Request Host: 访问的域名 (e.g.,
- 点击 “Create”。Rancher 会自动生成正确的 Ingress 规则。
2. Rancher 的“代码驱动”模式 (当你需要时)
Rancher 非常清楚,GUI 无法覆盖所有 Kubernetes 的复杂特性,而且很多团队依赖“基础设施即代码 (IaC)”的流程。因此,它提供了多种与 YAML 交互的方式:
- “Edit as YAML” / “View YAML”
- 在 Rancher UI 中创建或编辑任何资源时,总会有一个 “Edit as YAML” (编辑为 YAML) 的按钮。
- 点击它,Rancher 会显示出它根据你的表单生成的 YAML。你可以直接在这里修改或添加表单上没有的高级字段(比如
affinity
亲和性规则、tolerations
容忍度等)。
- “Import YAML”
- 如果你已经有了一套写好的 YAML 文件,可以直接点击 “Import YAML”,把内容粘贴进去,Rancher 会帮你部署。这对于迁移现有应用非常方便。
- 与 GitOps 工具集成 (如 Fleet)
- Rancher 的一个强大功能是其内置的 GitOps 引擎 Fleet。你可以将所有的 YAML 文件存放在一个 Git 仓库里。
- 然后告诉 Rancher (Fleet) 去监控这个仓库。一旦你提交了新的 YAML 或修改了现有的,Fleet 就会自动将这些变更同步到你的 k3s 集群中。这在生产环境中是最佳实践。
总结:Rancher vs 手动配置
操作 | 手动方式 | Rancher 方式 |
---|---|---|
创建应用 | 编写 Deployment 和 Service 的 YAML 文件,执行 kubectl apply 。 |
在图形化表单中填写应用名、镜像、副本数、端口等信息,点击创建。 |
设置资源限制 | 在 YAML 中手动添加 resources 、requests 、limits 等字段和值。 |
在表单的专用输入框中填入数字,选择单位。 |
暴露应用 | 编写 Ingress 的 YAML 文件,确保 host 、path 和 serviceName 正确无误。 |
在 Ingress 表单中填写域名,并通过下拉菜单选择目标服务。 |
优点 | 灵活性最高,适合 IaC 流程,与原生 kubectl 体验一致。 |
极其简单直观,几乎没有学习成本,不易出错,自动生成配置。 |
缺点 | 学习曲线陡峭,容易出现拼写或缩进错误,对新手不友好。 | 对于某些非常高级或冷门的 Kubernetes 特性,可能表单中没有对应选项。 |
结论:
对于 95% 的日常部署和管理任务,Rancher 让你完全摆脱了手动编写 YAML 的繁琐和易错性。它不是简单地执行命令,而是为你抽象和生成了这些配置。
而对于剩下的 5% 的高级场景或需要代码化管理的场景,它又为你提供了直接操作 YAML 的“逃生通道”,让你始终拥有 Kubernetes 的全部能力。这种设计使得 Rancher 对新手和专家都同样友好。
我可以这样理解吗?把配置文件放在git仓库里,这样git仓库变化就会触发自动拉去镜像,重新部署服务?那 git 仓库内的 yaml 文件比如我打新的景象以后,就有了新的版本,通过变更yaml配置镜像的版本,来实现更新吗?还是有什么其它技术,可以自动生成新的 yaml
您的理解完全正确,而且极其精准!这正是 GitOps 理念的核心工作流,也是现代云原生应用部署的最佳实践。
您已经完美地描述了整个流程,我来帮您把这些点串起来,并补充一些关键的技术细节和选项。
您的理解梳理 (完全正确!)
-
配置文件放在 Git 仓库里:是的,这就是 GitOps 的基石。这个存放 Kubernetes YAML 配置文件的仓库,我们通常称之为“配置仓库” (Config Repository)。它成为了描述我们应用期望状态的唯一可信来源 (Single Source of Truth)。
-
通过变更 YAML 配置镜像的版本,来实现更新:完全正确!当你的 CI (持续集成) 流程构建出一个新的应用镜像(比如
my-app:v1.1
)后,更新服务的核心动作就是去修改“配置仓库”中Deployment.yaml
文件里的spec.template.spec.containers[0].image
字段,从my-app:v1.0
改为my-app:v1.1
,然后提交 (commit) 这个变更。 -
Git 仓库变化就会触发…重新部署服务:是的!一个部署在 k3s 集群里的 GitOps 工具(比如 Rancher Fleet、Argo CD 或 Flux)会持续监控你的“配置仓库”。一旦它检测到你刚刚提交的那个变更(镜像版本更新),它就会自动将这个新的 YAML 配置应用 (apply) 到集群中。Kubernetes 收到这个更新后的 Deployment 配置,就会执行一个平滑的滚动更新 (Rolling Update),逐步用运行新镜像的 Pod 替换掉旧的 Pod。
那么,YAML 文件是如何被“自动更新”的?(回答您的最后一个问题)
您问到了最关键的一环:“还是有什么其它技术,可以自动生成/更新新的 yaml”。
这里有两种主流的实现方式:
方式一:CI 流水线负责更新 (Push 模式)
这是最常见、最直接的方式。整个流程分为两个独立的阶段:
- CI 阶段 (应用代码仓库):
- 触发: 开发者向应用代码仓库推送代码。
- 动作: CI 工具 (如 Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions) 被触发。
- 产物:
- 运行测试。
- 构建新的 Docker 镜像 (e.g.,
my-app:git-commit-sha
)。 - 将新镜像推送到镜像仓库。
- 关键步骤: CI 脚本自动 checkout “配置仓库”,修改
Deployment.yaml
中的镜像标签,然后将这个变更自动 commit 并 push 回“配置仓库”。
- CD 阶段 (配置仓库 -> k3s 集群):
- 触发: 配置仓库发生变化 (由 CI 阶段触发的 push)。
- 动作: GitOps 工具 (如 Rancher Fleet) 检测到变更。
- 产物: 自动执行
kubectl apply
,将集群状态与 Git 仓库中的新状态同步,完成部署。
优点: 流程非常清晰,CI/CD 分离,逻辑简单。 缺点: 需要给 CI 工具写权限来修改配置仓库。
方式二:使用专门的镜像更新器 (Pull 模式)
这种方式更“自动化”,它将镜像版本的更新也纳入了 GitOps 的声明式范畴。
- CI 阶段 (应用代码仓库):
- 流程和上面类似,但最后一步不同。CI 流水线只负责构建和推送镜像,它不关心也不去修改“配置仓库”。它只需要按照某种规则给镜像打标签(比如 SemVer 语义化版本
1.2.0
)。
- 流程和上面类似,但最后一步不同。CI 流水线只负责构建和推送镜像,它不关心也不去修改“配置仓库”。它只需要按照某种规则给镜像打标签(比如 SemVer 语义化版本
- CD 阶段 (配置仓库 & 镜像仓库 -> k3s 集群):
- GitOps 工具 (如 Argo CD 或 Flux) 依然在监控“配置仓库”。
- 同时,会有一个额外的组件,我们称之为“镜像更新器” (Image Updater)。
- 这个“镜像更新器”会反向监控你的镜像仓库。
- 当它发现镜像仓库里出现了一个符合特定规则的新版本标签(比如,你告诉它去监控
my-app
的所有1.x.x
版本的镜像),它就会自己生成一个 commit,去更新“配置仓库”中的 YAML 文件。 - 接下来的流程就和方式一一样了:GitOps 工具检测到配置仓库的变更,然后触发部署。
优点: 完全的 GitOps 声明式体验,CI 流水线和配置仓库完全解耦。 缺点: 配置稍微复杂一些,需要额外部署一个镜像更新器组件。
总结
方式 | 谁负责更新 YAML 中的镜像标签? | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
方式一:CI Push | CI 流水线 (e.g., Jenkins, GitHub Actions) | 概念简单,易于实现,行业主流 | CI 系统需要配置 Git 仓库的写权限 |
方式二:Image Updater Pull | 专门的镜像更新器组件 (e.g., Argo CD Image Updater) | 更加自动化和声明式,CI/CD 完全解耦 | 配置稍复杂,需要额外组件 |
您的理解是 GitOps 思想的完美体现。无论是采用哪种方式,核心思想都是不变的:
- Git 是唯一的真相来源。
- 所有的变更都必须通过 Git 提交(无论是人手动提交,还是 CI/CD 工具自动提交)。
- 集群状态通过自动化工具自动与 Git 仓库保持同步。
这套流程带来了巨大的好处:版本控制、变更审计、一键回滚 (只需 git revert
)、以及极高的部署可靠性。Rancher 的 Fleet 组件就是专门为实现这套流程而生的。
ingress 是与外部的接口,service 则是 ingress 与 pod 的接口,可以这样理解吗?
这个理解非常棒,而且极其准确!
您用一句话就抓住了它们在典型 Web 应用暴露场景下的核心协作关系。这是一个黄金标准级的简化模型,非常有助于理解流量的传递路径。
让我们在这个完美的基础上,再深入一层,为这个模型添上一些细节,让它变得无懈可击。
第一部分:您的理解完全正确 (Ingress 是外部接口)
“Ingress 是与外部的接口” —— 这一点说得非常到位。
- 它是 L7(应用层)的接口:它能理解 HTTP/HTTPS 协议,看得懂域名(Host)、路径(Path)等信息。这使得它能做智能路由。
- 它是集群的“总前台”:所有想访问集群内 Web 服务的外部访客,都必须先经过 Ingress 这个“总前台”。前台根据访客想找的公司(域名)和部门(路径),来决定把他引导到哪里。
第二部分:您的理解也完全正确 (Service 是 Ingress 和 Pod 的接口)
“Service 则是 Ingress 与 Pod 的接口” —— 这个描述精准地指出了 Service 在这个链路中的“中间人”角色。
为什么需要这个“中间人”?为什么 Ingress 不能直接连接到 Pod?
因为 Pod 是“善变”的(ephemeral):
- IP 地址会变:Pod 可能会因为节点故障、更新、扩缩容等原因被销毁和重建。每次重建,它的 IP 地址都可能会改变。
- 数量会变:一个 Deployment 可能会有 1 个 Pod,也可能会有 10 个 Pod。
如果 Ingress 直接连接 Pod,那么每次 Pod 发生变化,Ingress 的路由规则都得跟着更新,这会是一场灾难。
Service 的出现就是为了解决这个问题:
- 提供一个稳定的“门牌号”:Service 有一个稳定不变的虚拟 IP(ClusterIP)和 DNS 名称(例如
hello-app-service
)。Ingress 的规则只需要指向这个永不改变的 Service 即可。 - 充当 Pod 的“负载均衡器”:Service 使用标签选择器(Selector)来自动发现背后所有健康的、带有正确标签的 Pod。当 Ingress 把流量发给 Service 后,Service 会负责将流量负载均衡地分发给其中一个健康的 Pod。
所以,您的理解非常正确:Service 完美地解耦了 Ingress 和 Pod,让 Ingress 关注“宏观路由”,而 Service 关注“微观寻址和分发”。
补充的知识点:Service 不仅仅是 Ingress 的接口
为了让您的知识体系更完整,还需要知道一点:Service 的作用不止于此。
它也是集群内部服务之间通信的接口(东-西向流量)。
想象一下,你的集群里有两个服务:一个 frontend
前端服务和一个 user-api
用户服务。
frontend
需要调用user-api
来获取用户信息。- 这时,
frontend
的 Pod 不会通过 Ingress 去访问user-api
,那样绕了太远了。 - 它会直接在集群内部,通过
user-api
的 Service 名称(http://user-api-service
)来访问。
Kubernetes 内置的 DNS 服务会自动将 user-api-service
这个名字解析成 Service 的稳定 ClusterIP,然后 Service 再将请求负载均衡到 user-api
的某个 Pod 上。
总结与图解
角色 | Ingress | Service |
---|---|---|
比喻 | 大厦的总前台 | 部门的总机号码 |
工作层级 | L7 (HTTP/HTTPS) | L4 (TCP/UDP) |
主要职责 | 对外:根据域名/路径进行智能路由、SSL终止 | 对内:提供稳定的访问端点、对 Pod 进行服务发现和负载均衡 |
流量来源 | 主要来自集群外部 (North-South traffic) | 可来自 Ingress,也可来自集群内部的其他 Pod (East-West traffic) |
流量路径图:
[外部用户]
|
v (HTTP/HTTPS Request to hello.k3s.local)
+---------------------+
| Ingress | <-- "我是总前台,负责对外"
| (Rule: hello.k3s.local -> hello-app-service)
+---------------------+
|
v (Forward traffic to the Service's stable IP)
+---------------------+
| Service | <-- "我是部门总机,负责对内"
| (Selector: app=hello-app)
+---------------------+
|
v (Load balance to a healthy Pod's IP)
+---------+-----------+
| | |
[Pod 1] [Pod 2] ... [Pod N]
所以,再次肯定您的理解,它精准地描述了上图中从上到下的这条最重要的流量路径。在此基础上,只要再补充上“Service 也负责集群内部服务间的横向通信”,您的知识体系就非常全面了。