docs: добавить полное руководство по работе с Kubernetes
Some checks failed
Ansible Testing / lint (push) Has been cancelled
Ansible Testing / test (default) (push) Has been cancelled
Ansible Testing / test (minimal) (push) Has been cancelled
Ansible Testing / test (performance) (push) Has been cancelled
Ansible Testing / deploy-check (push) Has been cancelled

- Создано подробное руководство docs/kubernetes-full-guide.md
- Описаны все аспекты работы с Kubernetes кластерами
- Добавлены примеры использования манифестов, Helm, Ingress
- Подробно описана работа с мониторингом (Prometheus, Grafana)
- Документирована работа с Service Mesh (Istio, Kiali)
- Добавлены примеры полных развертываний
- Включены разделы по безопасности и отладке
- Документация на русском языке с большим количеством примеров
This commit is contained in:
Сергей Антропов
2025-10-26 03:37:12 +03:00
parent 714ca43d38
commit 1b6c83d941

View File

@@ -0,0 +1,906 @@
# Полное руководство по работе с Kubernetes кластерами
Автор: Сергей Антропов
Сайт: https://devops.org.ru
## Содержание
- [Введение](#введение)
- [Создание кластера](#создание-кластера)
- [Управление кластером](#управление-кластером)
- [Работа с манифестами](#работа-с-манифестами)
- [Работа с Helm](#работа-с-helm)
- [Настройка Ingress](#настройка-ingress)
- [Мониторинг и аддоны](#мониторинг-и-аддоны)
- [Service Mesh с Istio](#service-mesh-с-istio)
- [Примеры полных развертываний](#примеры-полных-развертываний)
## Введение
AnsibleLab предоставляет полную поддержку создания и управления локальными Kubernetes кластерами на основе Kind (Kubernetes in Docker). Kind позволяет запускать Kubernetes кластеры внутри Docker контейнеров, что идеально подходит для разработки, тестирования и обучения.
### Основные возможности
- Создание многоузловых Kubernetes кластеров
- Установка и управление Helm чартами
- Работа с манифестами YAML
- Настройка Ingress контроллеров
- Установка систем мониторинга (Prometheus, Grafana)
- Развертывание Service Mesh (Istio, Kiali)
- Изоляция сети и безопасность
### Преимущества
- Не требует установки локального Kubernetes
- Быстрое создание и удаление кластеров
- Поддержка многоузловых конфигураций
- Полная совместимость с production окружениями
- Контейнеризация всех инструментов
## Создание кластера
### Базовое создание
Простое создание минимального кластера без дополнительных компонентов:
```bash
make k8s create
```
Создаст кластер с пресетом `k8s-minimal` - один control-plane узел без дополнительных компонентов.
### Создание полнофункционального кластера
Создание кластера с предустановленными компонентами:
```bash
make k8s create kubernetes
```
Этот пресет создает кластер со следующими компонентами:
- 1 control-plane узел
- 2 worker узла
- Ingress NGINX Controller
- Metrics Server
- Istio Service Mesh
- Kiali для визуализации Istio
- Prometheus Stack (Prometheus + Grafana)
### Конфигурация пресета
Пресеты находятся в `molecule/presets/k8s/`. Пример конфигурации:
```yaml
kind_clusters:
- name: lab
workers: 2
api_port: 6443
addons:
ingress_nginx: true
metrics_server: true
istio: true
kiali: true
prometheus_stack: true
ingress_host_http_port: 8081
ingress_host_https_port: 8443
addon_ports:
prometheus: 9090
grafana: 3000
kiali: 20001
```
### Проверка статуса кластера
```bash
# Показать узлы кластера
make k8s nodes kubernetes
# Вывод:
# NAME STATUS ROLES AGE VERSION
# lab-control-plane Ready control-plane 5m v1.34.0
# lab-worker Ready <none> 4m v1.34.0
# lab-worker2 Ready <none> 4m v1.34.0
# Показать подробный статус
make k8s status kubernetes
```
### Подключение к кластеру
```bash
# Получить kubeconfig
make k8s config kubernetes
# Использовать kubeconfig
export KUBECONFIG=$(pwd)/kubeconfig
kubectl get nodes
```
## Управление кластером
### Остановка и запуск
```bash
# Остановить кластер (без удаления)
make k8s stop kubernetes
# Запустить остановленный кластер
make k8s start kubernetes
# Перезапустить кластер
make k8s stop kubernetes && make k8s start kubernetes
```
### Удаление кластера
```bash
# Полное удаление кластера и контейнера
make k8s destroy kubernetes
```
### Получение shell в контейнере
```bash
# Открыть интерактивный shell
make k8s shell kubernetes
# Теперь доступны все команды kubectl, helm, kind внутри контейнера
kubectl get nodes
helm list
kind get clusters
```
## Работа с манифестами
### Применение манифеста
Применение манифеста из URL:
```bash
make k8s manifest apply kubernetes https://example.com/deploy.yaml
```
Применение локального манифеста:
```bash
# Создайте файл example-deployment.yaml
cat > example-deployment.yaml <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.21
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app: nginx
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
type: NodePort
EOF
# Применить манифест
make k8s manifest apply kubernetes ./example-deployment.yaml
```
### Удаление ресурсов
```bash
make k8s manifest delete kubernetes https://example.com/deploy.yaml
```
### Обновление ресурсов
```bash
make k8s manifest update kubernetes https://example.com/deploy.yaml
```
## Работа с Helm
### Добавление Helm репозиториев
Список популярных репозиториев:
```bash
# Официальный Helm репозиторий
make k8s helmrepo add kubernetes stable https://charts.helm.sh/stable
# Bitnami (большая коллекция чартов)
make k8s helmrepo add kubernetes bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
# NGINX Inc
make k8s helmrepo add kubernetes nginx https://helm.nginx.com/stable
# Prometheus Community
make k8s helmrepo add kubernetes prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
# Istio
make k8s helmrepo add kubernetes istio https://istio-release.storage.googleapis.com/charts
# Информация о репозиториях
make k8s helmrepo list kubernetes
```
### Обновление репозиториев
```bash
make k8s helmrepo update kubernetes
```
### Поиск чартов
```bash
# Просмотр всех чартов в репозитории
make k8s helmrepo packages kubernetes bitnami
# Поиск конкретного чарта
make k8s helmrepo packages kubernetes bitnami | grep nginx
# Поиск в нескольких репозиториях
make k8s helmrepo packages kubernetes bitnami | grep redis
make k8s helmrepo packages kubernetes stable | grep postgresql
```
### Установка Helm чартов
#### Пример 1: Установка Redis
```bash
# Добавить репозиторий
make k8s helmrepo add kubernetes bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
# Обновить индекс
make k8s helmrepo update kubernetes
# Установить Redis
make k8s helm apply kubernetes redis bitnami/redis
# Проверить статус
make k8s helm status kubernetes redis
# Посмотреть список релизов
make k8s helm list kubernetes
```
#### Пример 2: Установка PostgreSQL
```bash
make k8s helm apply kubernetes postgres bitnami/postgresql
make k8s helm status kubernetes postgres
```
#### Пример 3: Установка Nginx Ingress через Helm
```bash
# Добавить репозиторий (если еще не добавлен)
make k8s helmrepo add kubernetes nginx https://helm.nginx.com/stable
# Обновить индекс
make k8s helmrepo update kubernetes
# Установить NGINX Ingress
make k8s helm apply kubernetes nginx-ingress nginx/nginx-ingress-controller
# Проверить
make k8s helm status kubernetes nginx-ingress
```
### Обновление Helm релизов
```bash
# Обновить релиз до последней версии
make k8s helm update kubernetes redis bitnami/redis
# Проверить после обновления
make k8s helm status kubernetes redis
```
### Откат Helm релизов
```bash
# Откатить к предыдущей версии
make k8s helm rollback kubernetes redis
# Проверить статус после отката
make k8s helm status kubernetes redis
```
### Удаление Helm релизов
```bash
# Удалить релиз
make k8s helm delete kubernetes redis
make k8s helm delete kubernetes postgres
```
## Настройка Ingress
### Установка NGINX Ingress Controller
Ingress контроллер обычно устанавливается при создании кластера с пресетом `kubernetes`. Если нужна переустановка:
```bash
# Через манифест
make k8s manifest apply kubernetes \
https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/main/deploy/static/provider/kind/deploy.yaml
# Или через Helm
make k8s helmrepo add kubernetes nginx https://helm.nginx.com/stable
make k8s helm apply kubernetes nginx-ingress nginx/nginx-ingress-controller
```
### Создание Ingress ресурса
Создайте файл `example-ingress.yaml`:
```yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: hello-service
spec:
selector:
app: hello
ports:
- port: 80
targetPort: 8080
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: hello-deployment
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: hello
template:
metadata:
labels:
app: hello
spec:
containers:
- name: hello
image: hashicorp/http-echo:latest
args:
- "-text=Hello from Kubernetes!"
ports:
- containerPort: 8080
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: hello-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
rules:
- host: hello.local
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: hello-service
port:
number: 80
```
Примените манифест:
```bash
make k8s manifest apply kubernetes ./example-ingress.yaml
```
Проверьте доступность:
```bash
# Добавьте запись в /etc/hosts
echo "127.0.0.1 hello.local" | sudo tee -a /etc/hosts
# Откройте в браузере или проверьте через curl
curl http://hello.local:8081
```
### TLS Ingress
Создайте TLS сертификат и добавьте в Ingress:
```yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: hello-tls-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
tls:
- hosts:
- hello.local
secretName: tls-secret
rules:
- host: hello.local
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: hello-service
port:
number: 80
```
## Мониторинг и аддоны
### Prometheus Stack
Prometheus Stack устанавливается автоматически при создании кластера с пресетом `kubernetes`.
#### Доступ к Grafana
```bash
# 1. Получите пароль администратора
kubectl --kubeconfig kubeconfig get secret monitoring-grafana \
-n monitoring -o jsonpath="{.data.admin-password}" | base64 -d
# 2. Откройте браузер
# URL: http://localhost:3000
# Username: admin
# Password: [результат из команды выше]
```
#### Доступ к Prometheus
```bash
# URL: http://localhost:9090
# Откройте в браузере для просмотра метрик
```
#### Просмотр метрик
```bash
# Получить список метрик
curl http://localhost:9090/api/v1/label/__name__/values
# Запрос конкретной метрики
curl 'http://localhost:9090/api/v1/query?query=up'
```
### Установка дополнительных инструментов мониторинга
#### Loki для логов
```bash
# Добавить репозиторий Grafana
make k8s helmrepo add kubernetes grafana https://grafana.github.io/helm-charts
# Установить Loki
make k8s helm apply kubernetes loki grafana/loki-stack
# Проверить статус
make k8s helm status kubernetes loki
```
#### Jaeger для трейсинга
```bash
# Добавить репозиторий Jaeger
make k8s helmrepo add kubernetes jaegertracing https://jaegertracing.github.io/helm-charts
# Установить Jaeger
make k8s helm apply kubernetes jaeger jaegertracing/jaeger
# Проверить статус
make k8s helm status kubernetes jaeger
```
## Service Mesh с Istio
### Установка Istio
Istio устанавливается автоматически при создании кластера с пресетом `kubernetes`.
### Ручная установка Istio
```bash
# Добавить репозиторий Istio
make k8s helmrepo add kubernetes istio https://istio-release.storage.googleapis.com/charts
# Установить Istio base
make k8s helm apply kubernetes istio-base istio/base
# Установить Istiod (control plane)
make k8s helm apply kubernetes istiod istio/istiod \
--set values.global.istiod.enableAnalysis=true
# Установить Istio Ingress Gateway
make k8s helm apply kubernetes istio-ingress istio/gateway
```
### Kiali для визуализации Istio
Kiali устанавливается автоматически с пресетом `kubernetes`.
#### Доступ к Kiali
```bash
# URL: http://localhost:20001
# Откройте в браузере для визуализации Service Mesh
# Настройки доступа
# Username: admin
# Password: admin (если используется анонимный доступ)
```
#### Ручная установка Kiali
```bash
# Добавить репозиторий Kiali
make k8s helmrepo add kubernetes kiali https://kiali.org/helm-charts
# Установить Kiali
make k8s helm apply kubernetes kiali-server kiali/kiali-server \
--set auth.strategy=anonymous \
--set deployment.ingress.enabled=true \
--set server.web_root="/"
# Проверить статус
make k8s helm status kubernetes kiali-server
```
### Пример приложения с Istio
Создайте файл `istio-app.yaml`:
```yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: bookinfo
labels:
istio-injection: enabled
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: productpage
namespace: bookinfo
spec:
ports:
- port: 9080
name: http
targetPort: 9080
selector:
app: productpage
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: productpage
namespace: bookinfo
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: productpage
template:
metadata:
labels:
app: productpage
spec:
containers:
- name: productpage
image: istio/examples-bookinfo-productpage-v1:latest
ports:
- containerPort: 9080
```
Примените:
```bash
make k8s manifest apply kubernetes ./istio-app.yaml
```
## Примеры полных развертываний
### Пример 1: WordPress с MySQL
```bash
# 1. Установить MySQL через Helm
make k8s helmrepo add kubernetes bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
make k8s helm apply kubernetes mysql bitnami/mysql \
--set auth.rootPassword=secretpassword
# 2. Создать манифест для WordPress
cat > wordpress.yaml <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: wordpress
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: wordpress
template:
metadata:
labels:
app: wordpress
spec:
containers:
- name: wordpress
image: wordpress:latest
env:
- name: WORDPRESS_DB_HOST
value: mysql.default.svc.cluster.local
- name: WORDPRESS_DB_USER
value: root
- name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
value: secretpassword
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: wordpress
spec:
selector:
app: wordpress
ports:
- port: 80
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: wordpress-ingress
spec:
rules:
- host: wordpress.local
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: wordpress
port:
number: 80
EOF
# 3. Применить манифест
make k8s manifest apply kubernetes ./wordpress.yaml
```
### Пример 2: Многоуровневое приложение с мониторингом
```bash
# 1. Установить Redis
make k8s helmrepo add kubernetes bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
make k8s helm apply kubernetes redis bitnami/redis
# 2. Установить PostgreSQL
make k8s helm apply kubernetes postgres bitnami/postgresql
# 3. Создать приложение
cat > app.yaml <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: api-server
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: api
template:
metadata:
labels:
app: api
version: v1
spec:
containers:
- name: api
image: nginx:alpine
ports:
- containerPort: 80
env:
- name: REDIS_HOST
value: redis-master.default.svc.cluster.local
- name: POSTGRES_HOST
value: postgresql-postgresql.default.svc.cluster.local
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: api-service
spec:
selector:
app: api
ports:
- port: 80
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: api-ingress
spec:
rules:
- host: api.local
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: api-service
port:
number: 80
EOF
# 4. Применить
make k8s manifest apply kubernetes ./app.yaml
```
### Пример 3: CI/CD с Jenkins в Kubernetes
```bash
# 1. Установить Jenkins
make k8s helmrepo add kubernetes jenkins https://charts.jenkins.io
make k8s helm apply kubernetes jenkins jenkins/jenkins \
--set persistence.enabled=true \
--set controller.installPlugins.enabled=true
# 2. Получить пароль администратора
kubectl --kubeconfig kubeconfig exec \
-n default svc/jenkins -c jenkins -- \
cat /run/secrets/additional/chart-admin-password
```
## Полезные команды и советы
### Мониторинг ресурсов
```bash
# Просмотр использования ресурсов узлами
kubectl --kubeconfig kubeconfig top nodes
# Просмотр использования ресурсов подами
kubectl --kubeconfig kubeconfig top pods
# Детальная информация о узле
kubectl --kubeconfig kubeconfig describe node lab-control-plane
```
### Отладка
```bash
# Просмотр логов пода
kubectl --kubeconfig kubeconfig logs <pod-name>
# Просмотр логов с follow
kubectl --kubeconfig kubeconfig logs -f <pod-name>
# Выполнить команду в поде
kubectl --kubeconfig kubeconfig exec -it <pod-name> -- /bin/sh
# Описание ресурса
kubectl --kubeconfig kubeconfig describe pod <pod-name>
kubectl --kubeconfig kubeconfig describe service <service-name>
```
### Масштабирование
```bash
# Масштабировать Deployment
kubectl --kubeconfig kubeconfig scale deployment <deployment-name> --replicas=5
# Автомасштабирование (требует metrics-server)
kubectl --kubeconfig kubeconfig autoscale deployment <deployment-name> \
--cpu-percent=70 --min=2 --max=10
```
### Экспорт конфигурации
```bash
# Экспортировать ресурс в YAML
kubectl --kubeconfig kubeconfig get deployment <name> -o yaml > exported.yaml
# Экспортировать все ресурсы namespace
kubectl --kubeconfig kubeconfig get all -n <namespace> -o yaml > all-resources.yaml
```
## Безопасность
### Использование Secrets
```bash
# Создать Secret из файла
kubectl --kubeconfig kubeconfig create secret generic my-secret \
--from-file=username=./username.txt \
--from-file=password=./password.txt
# Создать Secret из литерала
kubectl --kubeconfig kubeconfig create secret generic my-secret \
--from-literal=username=admin \
--from-literal=password=secret123
```
### Network Policies
Создайте файл `network-policy.yaml`:
```yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
name: test-network-policy
namespace: default
spec:
podSelector:
matchLabels:
role: db
policyTypes:
- Ingress
- Egress
ingress:
- from:
- podSelector:
matchLabels:
role: api
ports:
- protocol: TCP
port: 5432
egress:
- to:
- podSelector:
matchLabels:
role: api
ports:
- protocol: TCP
port: 5432
```
Примените:
```bash
make k8s manifest apply kubernetes ./network-policy.yaml
```
## Заключение
AnsibleLab предоставляет полный набор инструментов для работы с Kubernetes кластерами локально. Вы можете:
- Создавать и управлять кластерами
- Устанавливать и настраивать приложения
- Работать с мониторингом и Service Mesh
- Тестировать перед развертыванием в production
Все инструменты работают внутри Docker контейнеров, что обеспечивает изоляцию и переносимость.
## Автор
Сергей Антропов
Сайт: https://devops.org.ru