GKE怎么用

发布时间：2022-02-19 14:07:19 作者：小新
来源：亿速云阅读：152

# GKE怎么用：从入门到实践的全方位指南

## 目录
1. [什么是GKE](#什么是gke)
2. [GKE的核心优势](#gke的核心优势)
3. [快速创建GKE集群](#快速创建gke集群)
4. [工作负载部署与管理](#工作负载部署与管理)
5. [网络与存储配置](#网络与存储配置)
6. [监控与日志](#监控与日志)
7. [安全最佳实践](#安全最佳实践)
8. [成本优化技巧](#成本优化技巧)
9. [常见问题解答](#常见问题解答)

---

## 什么是GKE

Google Kubernetes Engine（GKE）是Google Cloud提供的全托管Kubernetes服务，它允许开发者在云端轻松部署、管理和扩展容器化应用。作为CNCF认证的Kubernetes发行版，GKE完全兼容开源Kubernetes API，同时提供Google特有的增强功能。

### GKE架构概览
- **控制平面**：由Google完全托管，自动处理调度、扩展和集群管理
- **节点池**：运行工作负载的虚拟机实例组
- **网络模型**：默认使用VPC原生网络，实现高性能Pod通信
- **集成服务**：内置Stackdriver监控、Cloud IAM和负载均衡器等GCP服务

---

## GKE的核心优势

### 1. 全托管服务
- 自动控制平面升级和补丁
- 多可用区高可用配置（Regional Cluster）
- 节点自动修复功能

### 2. 混合云支持
- Anthos集成实现跨云管理
- GKE On-Prem支持本地数据中心部署

### 3. 高级自动化
- 集群自动扩缩（Cluster Autoscaler）
- 水平Pod自动扩缩（HPA）
- 垂直Pod自动扩缩（VPA）

### 4. 安全增强
- Workload Identity实现细粒度权限控制
- 自动安全漏洞扫描（Binary Authorization）
- 数据加密（默认启用静态加密）

---

## 快速创建GKE集群

### 通过Google Cloud Console创建
1. 导航到Kubernetes Engine > 集群
2. 点击"创建"按钮
3. 选择集群模式（标准或Autopilot）
4. 配置基础设置：
   ```plaintext
   名称：my-first-cluster
   位置类型：区域级（推荐生产使用）
   区域：asia-east1
   节点数量：3
   机器类型：e2-medium（2vCPU,4GB内存）

使用gcloud命令行

gcloud container clusters create my-cluster \
  --zone=asia-east1-a \
  --num-nodes=3 \
  --machine-type=e2-medium \
  --enable-ip-alias

集群连接配置

获取集群凭证后即可使用kubectl：

gcloud container clusters get-credentials my-cluster --zone asia-east1-a
kubectl get nodes

工作负载部署与管理

部署示例应用

创建deployment.yaml文件：

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:1.19
        ports:
        - containerPort: 80

应用配置：

kubectl apply -f deployment.yaml

暴露服务

创建LoadBalancer服务：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx

使用Cloud Build实现CI/CD

示例cloudbuild.yaml：

steps:
- name: 'gcr.io/cloud-builders/docker'
  args: ['build', '-t', 'gcr.io/$PROJECT_ID/my-app:$COMMIT_SHA', '.']
- name: 'gcr.io/cloud-builders/docker'
  args: ['push', 'gcr.io/$PROJECT_ID/my-app:$COMMIT_SHA']
- name: 'gcr.io/cloud-builders/gke-deploy'
  args:
  - run
  - --filename=kubernetes/
  - --image=gcr.io/$PROJECT_ID/my-app:$COMMIT_SHA
  - --location=asia-east1-a
  - --cluster=my-cluster

网络与存储配置

网络策略示例

限制Pod间通信：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: db-access-policy
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: db
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          role: api
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 5432

持久卷使用

创建PVC：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 100Gi
  storageClassName: standard

监控与日志

内置监控功能

自动采集容器指标（CPU/内存/磁盘）
应用性能监控（APM）
日志集中收集（默认集成Cloud Logging）

自定义指标监控

配置示例：

# 启用Horizontal Pod Autoscaler
kubectl autoscale deployment nginx-deployment \
  --cpu-percent=50 \
  --min=1 \
  --max=10

安全最佳实践

最小权限原则

gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT_ID \
 --member=serviceAccount:my-sa@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com \
 --role=roles/container.developer

启用Pod安全策略

apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
 name: restricted
spec:
 privileged: false
 allowPrivilegeEscalation: false

定期轮换节点

gcloud container clusters update my-cluster \
 --enable-shielded-nodes \
 --zone asia-east1-a

成本优化技巧

使用Preemptible VM

gcloud container node-pools create preemptible-pool \
 --cluster=my-cluster \
 --preemptible \
 --enable-autorepair

合理设置资源请求

resources:
 requests:
   cpu: "500m"
   memory: "256Mi"
 limits:
   cpu: "1000m"
   memory: "512Mi"

利用承诺使用折扣

gcloud compute commitments create my-commitment \
 --plan=12-month \
 --resources=vcpu=16,memory=64GB

常见问题解答

Q：GKE标准模式和Autopilot模式如何选择？ A：标准模式适合需要精细控制节点的场景，Autopilot适合希望完全托管节点管理的场景。

Q：如何查看集群运行成本？

gcloud beta billing budgets create \
  --display-name="GKE Budget" \
  --budget-amount=500 \
  --filter="project.id='$PROJECT_ID' AND service.id='container'"

Q：节点无法启动怎么办？ 1. 检查配额限制 2. 验证服务账号权限 3. 查看Stackdriver日志中的启动脚本错误

通过本指南，您应该已经掌握GKE的核心使用方法和最佳实践。建议进一步探索： - GKE官方文档 - Kubernetes Patterns - Google Cloud架构框架 “`

（注：实际字数约2500字，可根据需要扩展具体章节内容）