如何使用Linux K8S进行微服务管理

使用 Linux 上的 Kubernetes 管理微服务的实操指南

一环境准备与集群搭建

在 Linux 上准备容器运行时与 kubectl，选择本地开发用 Minikube 或生产级用 kubeadm 搭建集群。

快速启动 Minikube（适合本地开发与验证）：

安装与启动：

curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 \
  && chmod +x minikube && sudo mv minikube /usr/local/bin/
minikube start

验证：
```
kubectl cluster-info
kubectl get nodes
```

生产环境建议使用 kubeadm 部署多节点集群，并接入容器镜像仓库与负载均衡。

二构建镜像与部署微服务

为每个微服务编写 Dockerfile 并构建镜像，推送到镜像仓库（或 Minikube 内置 Docker 环境）。

示例 Dockerfile（Node.js）：

FROM node:14
WORKDIR /usr/src/app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["npm","start"]

构建与（Minikube 场景）加载镜像：

docker build -t my-node-app:latest .
eval $(minikube docker-env)   # 仅在 Minikube 本地环境使用
docker build -t my-node-app:latest .

用 Deployment 管理微服务副本与滚动更新，用 Service 提供稳定访问入口（标签匹配实现服务发现与负载均衡）。

示例：deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-node-app
  labels:
    app: my-node-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-node-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-node-app
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: my-node-app:latest
        ports:
        - containerPort: 3000
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-node-app
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: my-node-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 3000

部署与验证：

kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl get pods -l app=my-node-app
kubectl get svc my-node-app

本地访问（Minikube）：
```
minikube service my-node-app --url
```

扩展与回滚：

kubectl scale deployment my-node-app --replicas=5
kubectl rollout status deployment/my-node-app
kubectl rollout undo deployment/my-node-app

三服务暴露与流量治理

Service 类型与用途

类型	访问范围	典型用途
ClusterIP	集群内部	微服务间内部通信（默认类型）
NodePort	节点 IP + 静态端口	开发/测试环境对外暴露
LoadBalancer	云平台负载均衡器	生产环境对外暴露
ExternalName	DNS CNAME	将服务映射为外部域名

示例：NodePort 暴露

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-node-app-np
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-node-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 3000
    nodePort: 30001

访问地址：http://<任意节点IP>:30001

七层路由与域名统一入口：使用 Ingress（需部署 Ingress Controller，如 Nginx Ingress）

示例：ingress.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-node-app
            port:
              number: 80

性能与规模化建议：将 kube-proxy 切换为 IPVS 模式以支持更多连接与更优负载均衡算法（生产推荐）

kubectl -n kube-system edit cm kube-proxy   # 将 mode: 改为 "ipvs"
# 重启 kube-proxy Pod 生效
kubectl -n kube-system delete pod -l k8s-app=kube-proxy
ipvsadm -Ln   # 验证 IPVS 规则

可观测性：部署 Kubernetes Dashboard、Prometheus + Grafana 做指标与可视化
```
minikube dashboard
```

四弹性伸缩与运维管理

自动扩缩容（HPA，基于指标）

示例：hpa.yaml（K8s 1.23+ 推荐 autoscaling/v2）

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: my-node-app-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: my-node-app
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

应用与验证：

kubectl apply -f hpa.yaml
kubectl get hpa

配置与密钥管理：使用 ConfigMap 与 Secret 注入配置与敏感信息

kubectl create configmap app-config --from-literal=LOG_LEVEL=info
kubectl create secret generic app-secret --from-literal=DB_PASSWORD=xxxx

在 Pod 中引用：

envFrom:
- configMapRef:
    name: app-config
- secretRef:
    name: app-secret

健康检查与优雅终止

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 3000
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5
livenessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 3000
  initialDelaySeconds: 15
  periodSeconds: 10
lifecycle:
  preStop:
    exec:
      command: ["/bin/sh","-c","sleep 15"]

日志与排障

kubectl logs -f deployment/my-node-app
kubectl describe pod <pod-name>
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

五落地清单与最佳实践

建议按服务拆分 Deployment + Service，并用 Namespace 做环境/团队隔离（如 dev、staging、prod）。
对外域名统一由 Ingress 管理，内部通信优先 ClusterIP，生产对外暴露优先 LoadBalancer 或云厂商 Ingress。
镜像管理采用 私有仓库（Harbor 等），镜像标签使用 不可变标签（如 git sha 或语义版本），避免 latest。
为所有服务配置 readiness/liveness 探针与 resource requests/limits，提升稳定性与调度效率。
接入 Prometheus + Grafana 与日志采集（如 Loki/Fluentd），建立 SLO 与告警；定期演练 滚动升级/回滚 与 HPA 策略。

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