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

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kubeadm 是 Kubernetes 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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：

1. 安装 Docker 或其他容器运行时。
2. 安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl 工具。
3. 初始化控制平面节点使用 kubeadm init。
4. 配置 kubectl 访问集群。
5. 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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

安装方式	总结
kubeadm	官方推荐，可用生产，其它工具也基于它实现的。
kind	单机测试，一般不用于生产部署
minikube	单机测试，一般不用于生产部署
二进制文件	复杂，需要花费更多的时间和精力来部署和维护集群
Kubespray	需要依赖Ansible
kOps	运用于云环境

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