Kubernetes 操作与项目生命周期管理（初学者详解版）

前言：

学会如何在 Kubernetes 中 创建、发布、更新、回滚、删除 应用，掌握两种管理方式（命令式 vs 声明式），并了解三种主流发布策略。

一、Kubernetes 有两种"操作方式"

就像写程序可以用"手写代码"也可以用"拖拽工具"，K8s 管理资源也有两种风格：

|----------|-------------|---------------------------------------|----------------|
| 方式 | 名称 | 特点 | 适合场景 |
| 陈述式（命令式） | Imperative | 直接敲命令，比如 kubectl create | 快速测试、临时操作 |
| 声明式（配置式） | Declarative | 写 YAML 文件，用 kubectl apply -f xxx.yaml | 生产环境、版本控制、团队协作 |

✅ 建议：学习时先用命令式快速上手，工作中尽量用声明式（YAML）！

二、陈述式操作：像"发指令"一样管理应用

2.1 基础信息查看（常用命令）

# 查看 K8s 版本
kubectl version

# 查看集群基本信息（API Server 地址等）
kubectl cluster-info

# 查看所有资源类型及其缩写（如 deploy=Deployment, svc=Service）
kubectl api-resources

# 查看命名空间（Namespace）
kubectl get namespaces

# 查看 default 命名空间下的所有资源
kubectl get all -n default

💡 提示：加 -o wide 可看到更多列（如 IP、节点），加 --show-labels 可显示标签。

2.2 创建一个应用（Deployment）

# 创建一个叫 nginx-wl 的 Deployment，使用 nginx 镜像
kubectl create deployment nginx-wl --image=nginx -n kube-public

这会自动创建一个 Pod 副本控制器（ReplicaSet），默认副本数 = 1。
Pod 名字是随机生成的，如 nginx-wl-6d5b8c7f9-xk2l3。

2.3 查看和进入容器

# 查看 Pod 列表
kubectl get pods -n kube-public

# 查看某个 Deployment 的详细信息
kubectl describe deployment nginx-wl -n kube-public

# 进入容器内部（类似 SSH 登录）
kubectl exec -it <Pod名字> -n kube-public -- bash

# 查看容器日志
kubectl logs <Pod名字> -n kube-public

2.4删除资源

# 删除 Pod（但 Deployment 会自动重建它！）
kubectl delete pod <Pod名字> -n kube-public

# 强制立即删除（跳过优雅终止）
kubectl delete pod <Pod名字> -n kube-public --force --grace-period=0

# 删除整个 Deployment（连带所有 Pod）
kubectl delete deployment nginx-wl -n kube-public

⚠️ 注意：直接删 Pod 没用！因为 控制器（Controller）会自动补上。要删就删控制器本身。

2.5 扩缩容（调整副本数）

# 扩展到 3 个副本
kubectl scale deployment nginx-wl --replicas=3 -n kube-public

# 缩减到 1 个副本
kubectl scale deployment nginx-wl --replicas=1 -n kube-public

2.6 对外暴露服务（Service）

为了让外部能访问你的应用，需要创建 Service：

# 将 nginx-wl 暴露为 NodePort 类型的服务
kubectl expose deployment nginx-wl \
  --port=80 \          # Service 在集群内的端口
  --target-port=80 \   # 转发到 Pod 的端口
  --name=nginx-svc \   # 服务名称
  --type=NodePort \    # 类型：NodePort（外部可访问）
  -n kube-public

Service 四种类型：

|--------------|-----------------------|--------|
| 类型 | 作用 | 是否对外 |
| ClusterIP | 集群内部访问（默认） | ❌ |
| NodePort | 通过节点 IP + 端口访问 | ✅ |
| LoadBalancer | 云厂商提供公网 IP（如 AWS ELB） | ✅ |
| ExternalName | 映射到外部域名 | ------ |

🔁 端口关系再强调一次：

containerPort：容器内监听的端口（写在 YAML 里）

targetPort：Service 转发到 Pod 的端口（通常 = containerPort）

port：Service 自己的端口（集群内通过 ClusterIP:port 访问）

nodePort：外部通过 节点IP:nodePort 访问（范围 30000--32767）

三、项目完整生命周期：创建 → 发布 → 更新 → 回滚 → 删除

3.1 创建（Create）

kubectl create deployment myapp --image=myapp:v1

3.2 发布（Expose）

kubectl expose deployment myapp --port=8080 --type=NodePort

3.3 更新（Update）

# 将镜像升级到 v2
kubectl set image deployment/myapp myapp=myapp:v2

✅ K8s 默认使用滚动更新：逐步替换旧 Pod，保证服务不中断。

3.4 回滚（Rollback）

如果新版本出问题，可以快速回退！

# 查看更新历史
kubectl rollout history deployment/myapp

# 回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment/myapp

# 回滚到指定版本（如 revision=2）
kubectl rollout undo deployment/myapp --to-revision=2

# 查看回滚进度
kubectl rollout status deployment/myapp

💡 每次 set image 或 apply 都会产生一个新 revision（版本记录）。

3.5 删除（Delete）

kubectl delete deployment myapp
kubectl delete service myapp

四、高级发布策略：不只是"全量更新"

除了默认的滚动更新，还有更安全的发布方式：

4.1 金丝雀发布（Canary Release）------"先让一小部分人试用"

核心思想：先上线新版本给 5% 用户，观察没问题再全量。

K8s 实现思路（需配合 Ingress 或 Service Mesh）：

同时部署 v1 和 v2 两个 Deployment；

通过流量权重控制，95% 流量走 v1，5% 走 v2；

监控 v2 的错误率、延迟；

如果稳定，逐步提高 v2 流量比例（20% → 50% → 100%）。

✅ 优点：风险极小，故障只影响少数用户。

❌ 缺点：配置复杂，需要额外工具（如 Nginx Ingress、Istio）。

4.2 蓝绿发布（Blue-Green Deployment）------"两套环境切换"

蓝环境：当前线上版本（v1）

绿环境：新版本（v2），部署好但不对外

测试通过后，一次性将流量从蓝切到绿

✅ 优点：切换快，回滚只需切回蓝环境。

❌ 缺点：需要双倍资源，切换瞬间可能有连接中断。

📌 注：原文件未详细展开蓝绿发布，但它是常见策略之一。

4.3 滚动发布（Rolling Update）------K8s 默认方式

4.3.1、是什么？

逐步替换旧版本 Pod 为新版本，每次只更新一部分，直到全部完成。

Kubernetes 的 Deployment 默认使用滚动发布。

4.3.2 工作方式：

启动 1 个（或几个）新版本 Pod；

等待新 Pod 就绪后，再删除 1 个（或几个）旧版本 Pod；

重复此过程，直到所有旧 Pod 被替换。

⚙️ 可通过 maxSurge 和 maxUnavailable 控制并发数和可用性。

4.3.3 优点：

零停机（服务始终可用）

资源利用率高（不需要额外大量资源）

简单易用（K8s 原生支持）

4.3.4 缺点：

一旦新版本有问题，会影响所有用户（因为最终 100% 流量都会切到新版本）

回滚虽快，但故障已发生。

五、声明式管理：用 YAML 文件"描述"你想要的状态

5.1 为什么用 YAML？

可版本控制（Git 管理）

可复用、可审计

支持复杂配置（如健康检查、资源限制）

5.2 如何生成 YAML？

方法 1：用 --dry-run 自动生成

kubectl create deployment nginx --image=nginx --replicas=3 --dry-run=client -o yaml > nginx.yaml

方法 2：从现有资源导出

kubectl get deployment nginx -o yaml > nginx.yaml

5.3 应用和更新 YAML

# 首次创建
kubectl apply -f nginx.yaml

# 修改 YAML 后再次 apply（自动触发滚动更新）
kubectl apply -f nginx.yaml

✅ apply 是声明式的核心命令："让集群变成 YAML 描述的样子"。

5.4 修改配置的三种方式

|------|-------------------------------|----------|------------|
| 方式 | 命令 | 是否修改本地文件 | 适用场景 |
| 在线编辑 | kubectl edit deployment/nginx | ❌ | 临时调试 |
| 离线修改 | 改 xxx.yaml 后 apply | ✅ | 正式更新 |
| 强制重建 | 先 delete -f 再 apply -f | ✅ | apply 不生效时 |

六、总结：一张表掌握核心操作

|----|-------------------------------|-----------------------------------|
| 阶段 | 命令式（初学） | 声明式（生产） |
| 创建 | kubectl create deployment ... | kubectl apply -f app.yaml |
| 发布 | kubectl expose ... | 在 YAML 中定义 Service |
| 更新 | kubectl set image ... | 修改 YAML 后 apply |
| 回滚 | kubectl rollout undo ... | kubectl apply -f old-version.yaml |
| 删除 | kubectl delete ... | kubectl delete -f app.yaml |