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Rancher 管理 Kubernetes 集群与Pod的详解

🕗 发布于 01-11 00:25 rancher  kubernetes  容器  

前言

在容器化技术飞速发展的今天，Kubernetes（简称k8s）已成为容器编排的事实标准。但对于不少开发者和运维人员来说，k8s复杂的概念和操作门槛让人望而却步。而Rancher的出现，彻底解决了这一痛点——它作为开源的企业级多集群Kubernetes管理平台，能实现混合云+本地数据中心下k8s集群的集中部署与管理，既保障了集群安全性，又能加速企业数字化转型。目前全球已有超过40000家企业每天通过Rancher快速创新，足以见得它的实用性和可靠性。

本文将带你从零开始，一步步完成Rancher的安装配置、k8s集群导入、监控系统部署，以及通过Rancher仪表盘创建Nginx服务，让你无需深入钻研k8s细节，也能轻松玩转容器管理。

一、Rancher和K8s的核心区别

很多人会混淆Rancher和k8s，其实两者定位完全不同：

  • 相同点：两者都可用于容器的调度与编排；
  • 核心区别：Rancher的能力更全面——它不仅能管理应用容器，更关键的是能管理k8s集群。Rancher2.x底层基于k8s调度引擎，通过封装简化了复杂操作，让不熟悉k8s概念的用户也能轻松将容器部署到k8s集群中。

简单说，k8s是“容器编排引擎”，而Rancher是“k8s集群的管理平台”，是更高维度的工具。

二、实验环境准备

在开始操作前，需准备以下节点（本文使用的IP地址可根据实际环境替换）：

  • 控制节点（master01）：192.168.10.19
  • 工作节点（node01）：192.168.10.20
  • 工作节点（node02）：192.168.10.21
  • Rancher节点（rancher）：192.168.10.23

所有节点需提前安装Docker和kubectl工具（确保k8s集群已正常部署）。

三、Rancher安装与登录

1. 下载并启动Rancher镜像

首先在对应节点执行镜像下载和容器启动命令：

  • 步骤1：在master01节点下载rancher-agent镜像
docker pull rancher/rancher-agent:v2.5.7
  • 步骤2：在rancher节点下载rancher镜像并启动容器
# 下载镜像
docker pull rancher/rancher:v2.5.7
# 启动容器（映射80/443端口，设置自动重启）
docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 --privileged --name rancher rancher/rancher:v2.5.7

参数说明：--restart=unless-stopped 表示容器退出时自动重启（Docker守护进程启动时已停止的容器除外），--privileged 赋予容器特权模式，确保正常运行。

  • 步骤3：验证容器是否启动成功
docker ps -a|grep rancher

若输出类似以下内容，说明Rancher容器启动成功：

1326da432b17   rancher/rancher:v2.5.7   "entrypoint.sh"   13 seconds ago   Up 13 seconds   0.0.0.0:80->80/tcp, :::80->80/tcp, 0.0.0.0:443->443/tcp, :::443->443/tcp   rancher

2. 登录Rancher平台

  • 步骤1：等待容器初始化完成（约1-2分钟），打开浏览器访问 Rancher节点IP：http://192.168.10.23
  • 步骤2：由于未使用授信证书，浏览器会提示安全报警，直接忽略并继续访问；
  • 步骤3：首次登录后，若页面为英文，可点击右下角语言选项切换为中文，操作更便捷。

四、导入已存在的K8s集群

Rancher支持管理已部署的k8s集群，导入步骤如下：

  1. 登录Rancher后，点击【添加集群】，选择【导入】；
  2. 【集群名称】设置为 k8s-cluster（可自定义），点击【创建】；
  3. 页面会生成3条导入命令，选择第三条“绕过证书检查”的命令（避免证书验证问题），复制该命令；
  4. 在k8s控制节点（master01）执行复制的命令（若第一次执行报错，重新执行一次即可）：
curl --insecure -sfL https://192.168.10.23/v3/import/ltlhl7vggnwz8knbjncgbxqlrf6krpbfbxtzh4qlpnqxrq5559k6gf_c-jf5bx.yaml | kubectl apply -f -
  1. 验证导入结果：
  • 查看命名空间，确认cattle-system、fleet-system已创建并处于Active状态：
kubectl get ns

输出示例：

NAME              STATUS   AGE
cattle-system     Active   3m24s
default           Active   27d
fleet-system      Active   2m14s
kube-node-lease   Active   27d
kube-public       Active   27d
kube-system       Active   27d
  • 查看cattle-system命名空间下的Pod，确认状态为Running：
kubectl get pods -n cattle-system -o wide
  • 查看fleet-system命名空间下的Pod，确认状态为Running：
kubectl get pods -n fleet-system -o wide

当两个命名空间下的Agent Pod都正常运行时，说明k8s集群已成功导入Rancher。

五、部署Rancher监控系统

为了实时监控k8s集群的运行状态，需启用Rancher自带的监控功能：

  1. 在Rancher集群页面，点击【启用监控以查看实时监控】；
  2. 【监控组件版本】选择 0.2.1（其他保持默认）；
  3. 点击【启用监控】，耐心等待约10分钟（监控组件部署需要一定时间）；
  4. 部署完成后，即可在Rancher页面查看集群的CPU、内存、网络等实时监控数据。

六、通过Rancher仪表盘管理K8s集群（以创建Nginx服务为例）

导入集群并启用监控后，就可以通过Rancher的可视化仪表盘管理k8s资源了。下面以创建Nginx服务为例，演示完整流程：

1. 创建命名空间（Namespace）

命名空间用于隔离不同环境的资源（如开发、测试、生产）：

  1. 点击【仪表盘】进入k8s集群仪表盘界面；
  2. 左侧菜单选择【Namespaces】，点击右侧【Create】；
  3. 【Name】输入 dev（自定义命名空间名称），【Description】可选填描述；
  4. 点击右下角【Create】，完成命名空间创建。

2. 创建Deployment资源

Deployment用于定义Pod的部署规则（如副本数、镜像版本等）：

  1. 左侧菜单选择【Deployments】，点击右侧【Create】；
  2. 基础配置：【Namespace】下拉选择 dev，【Name】输入 nginx-dev，【Replicas】输入 3（创建3个Pod副本）；
  3. 容器配置：点击【Container】，【Container Image】输入 nginx:1.14（指定Nginx镜像版本），【Pull Policy】选择 IfNotPresent（优先使用本地镜像，本地没有再拉取）；
  4. 标签配置：
    • 在【Pod Labels】下点击【Add Label】，【Key】输入 app，【Value】输入 nginx（给Pod打标签，用于后续关联Service）；
    • 在【Labels and Annotations】下点击【Add Label】，【Key】输入 app，【Value】输入 nginx（给Deployment打标签）；
  5. 点击右下角【Create】，完成Deployment创建。

3. 创建Service资源

Service用于暴露Pod的网络访问（这里使用NodePort类型，通过节点IP+端口访问Nginx）：

  1. 左侧菜单选择【Services】，点击右侧【Create】；
  2. 选择【Node Port】类型（适合测试环境暴露服务）；
  3. 基础配置：【Namespace】下拉选择 dev，【Name】输入 nginx-dev；
  4. 端口配置：【Port Name】输入 nginx，【Listening Port】输入 80（Service监听端口），【Target Port】输入 80（Pod的目标端口，与Nginx默认端口一致），【Node Port】输入 30180（节点端口，范围需在30000-32767之间）；
  5. 关联Pod：点击【Selectors】，【Key】输入 app，【Value】输入 nginx（与Deployment的Pod标签一致，实现Service与Pod的关联）；
  6. 点击右下角【Create】，完成Service创建。

4. 访问Nginx服务

  1. 点击创建好的【nginx-dev】Service，查看是否已成功关联3个Pod；
  2. 打开浏览器，访问任意工作节点IP+NodePort：http://192.168.10.20:30180 （或 http://192.168.10.21:30180）；
  3. 若能看到Nginx默认欢迎页面，说明服务创建成功。
    你想系统地了解 Kubernetes 中 Pod 的核心知识，包括它的概念、容器类型、存在意义、实现机制，以及镜像拉取和容器相关策略，我会从基础到核心机制，逐一为你清晰讲解。

七、 Pod 的详解

基本概念

Pod 是 Kubernetes 中最小的部署和调度单元，不是容器，而是一个“容器组”。你可以把 Pod 理解成一个“逻辑主机”，里面可以封装一个或多个紧密关联的容器，这些容器共享网络命名空间（同一 IP、端口空间）、存储卷（Volume）等资源，在同一台宿主机上运行。

1.Pod 中的几种容器类型
容器类型作用使用场景
主容器（Main Container）执行 Pod 的核心业务逻辑，是 Pod 存在的核心目的运行 Web 服务（如 Nginx）、应用程序（如 Java 服务）等核心业务
初始化容器（Init Container）在主容器启动前执行，完成初始化工作（如配置加载、依赖检查、数据准备）启动前等待数据库就绪、下载配置文件、初始化目录权限等
边车容器（Sidecar Container）与主容器并行运行，为核心业务提供辅助功能（非核心但必需）日志收集（如 Fluentd）、监控采集（如 Prometheus Agent）、网络代理（如 Envoy）
临时容器（Ephemeral Container）临时创建的调试容器，用于排查 Pod 故障（K8s 1.16+ 支持）进入运行中的 Pod 查看日志、调试网络、检查文件系统等

示例：包含主容器 + 边车容器的 Pod 配置

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-sidecar
spec:
  containers:
  # 主容器：运行 Nginx
  - name: nginx-main
    image: nginx:alpine
    ports:
    - containerPort: 80
  # 边车容器：收集 Nginx 日志
  - name: log-collector
    image: fluentd:alpine
    volumeMounts:
    - name: nginx-log
      mountPath: /var/log/nginx
  volumes:
  - name: nginx-log
    emptyDir: {}

2. Pod 存在的意义

Pod 设计的核心是解决“紧耦合容器的协同部署和资源共享”问题，具体意义如下：

  1. 资源共享：Pod 内所有容器共享网络（同一 IP，无需跨容器端口映射）、存储卷（Volume）、主机名，降低容器间通信和数据共享的复杂度。
  2. 原子调度：K8s 只会将整个 Pod 调度到同一台宿主机，保证紧密关联的容器始终在一起运行，避免“主容器在节点 A，边车容器在节点 B”的问题。
  3. 生命周期统一：Pod 是最小的管理单元，K8s 对 Pod 进行整体的创建、销毁、重启、扩缩容，而非单独管理容器。
  4. 简化部署：将“核心业务 + 辅助功能”封装为一个 Pod，对外呈现为一个独立的服务单元，简化部署和运维逻辑。

3. Pod 实现的机制

Pod 不是直接运行容器，而是通过 Pause 容器（基础设施容器） 实现核心机制，核心逻辑如下：

  1. Pause 容器作为 Pod 的“骨架”：
    • 创建 Pod 时，K8s 首先启动一个 Pause 容器（镜像为 k8s.gcr.io/pause），它占用极少资源（CPU/内存），主要作用是“占坑”。
    • Pause 容器会创建并持有 Pod 的网络命名空间（Network Namespace）、UTS 命名空间（主机名）、IPC 命名空间（进程间通信）。
  2. 业务容器共享 Pause 容器的命名空间：
    • 后续启动的主容器、边车容器等，都会加入 Pause 容器的命名空间，因此所有容器共享同一 IP、主机名、IPC 通信通道。
    • 即使 Pod 内的业务容器重启，Pause 容器依然运行，Pod 的网络标识、存储卷等资源不会丢失，保证 Pod 身份不变。
  3. Pod 的生命周期由 Pause 容器锚定：
    • K8s 通过监控 Pause 容器的状态判断 Pod 是否“存活”，只要 Pause 容器运行，Pod 就被认为是“存在”的；只有 Pause 容器终止，整个 Pod 才会被销毁。

4. 镜像拉取策略（Image Pull Policy）

镜像拉取策略决定 K8s 在创建容器时何时从镜像仓库拉取镜像，核心配置为 imagePullPolicy，有 3 种取值：

策略值触发拉取的条件适用场景
Always每次创建/重启容器时，都从镜像仓库拉取最新镜像开发环境（需要实时更新镜像）
Never从不拉取镜像，仅使用节点本地已存在的镜像；若本地无镜像，创建容器失败离线环境（无外网访问）
IfNotPresent仅当节点本地没有该镜像，或镜像标签不是 :latest 时，才从仓库拉取（默认策略）生产环境（减少网络开销）

注意：

  • 若镜像标签为 :latest，默认拉取策略为 Always；
  • 若镜像标签为固定版本（如 nginx:1.25），默认拉取策略为 IfNotPresent。

示例：配置镜像拉取策略

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pull-policy-demo
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.25  # 固定标签，默认 IfNotPresent
    imagePullPolicy: IfNotPresent  # 显式指定策略
  - name: busybox
    image: busybox:latest  # latest 标签，默认 Always
    imagePullPolicy: Always

5. 容器重启策略（Restart Policy，你提到的“镜像容器策略”核心是重启策略）

Pod 的重启策略决定 K8s 在容器异常退出时如何重启容器，配置为 restartPolicy，作用于 Pod 内所有容器，有 3 种取值：

策略值重启规则适用场景
Always只要容器终止（无论退出码是 0 还是非 0），就自动重启（默认策略）长期运行的服务（如 Web 服务）
OnFailure仅当容器异常退出（退出码非 0）时重启；正常退出（退出码 0）不重启一次性任务（如数据备份）
Never容器终止后永不重启测试/调试场景

注意：

  • 重启策略是 Pod 级别的，无法为单个容器单独配置；
  • 重启操作是在原宿主机上重启容器，而非重新调度 Pod 到其他节点；
  • 若容器反复重启失败，K8s 会触发“退避策略”（back-off），重启间隔逐渐变长（10s → 20s → 40s…），避免频繁重启消耗资源。

示例：配置重启策略

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: restart-policy-demo
spec:
  restartPolicy: OnFailure  # 仅异常退出时重启
  containers:
  - name: backup-job
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "echo '备份数据' && exit 1"]  # 模拟异常退出

小结

  1. 核心概念：Pod 是 K8s 最小调度单元，包含主容器、初始化容器、边车容器等，通过 Pause 容器实现资源共享和生命周期锚定；
  2. 存在意义：解决紧耦合容器的协同部署、原子调度、资源共享问题，简化服务管理；
  3. 关键策略：镜像拉取策略（Always/IfNotPresent/Never）控制镜像获取方式，重启策略（Always/OnFailure/Never）决定容器异常时的重启规则。
总结

通过Rancher，我们无需深入学习k8s的复杂命令和概念，就能通过可视化界面完成集群管理、资源部署、服务暴露等操作，极大降低了k8s的使用门槛。本文演示的只是Rancher的基础功能，它还支持多集群管理、权限控制、持续集成/持续部署（CI/CD）等高级特性，足以满足企业级容器管理的需求。

如果你正在为k8s的复杂操作发愁，不妨试试Rancher，让容器管理变得简单高效！如果在实践过程中有任何问题，可参考Rancher官方文档（https://docs.rancher.cn/）获取更多支持。


原文地址：https://blog.csdn.net/2501_93990905/article/details/156732667

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