Kubernetes: что это такое и как развернуть кластер на VPS — инструкция для новичка

Что такое Kubernetes простыми словами

Kubernetes (сокращённо k8s: между K и s 8 букв) — это оркестратор контейнеров. Он запускает контейнеры на одном или нескольких серверах и следит, чтобы они работали так, как вы описали. Контейнер — это приложение, упакованное вместе со всем нужным для запуска. Собирают и запускают контейнеры обычно через Docker: установите Docker, и первый контейнер заработает за 5 минут.

Docker запускает контейнеры, а Kubernetes управляет ими, когда их десятки. Он появился в 2014 году в Google, а с 2015 года развивается под крылом CNCF (Cloud Native Computing Foundation).

Пример: вместо одного контейнера с сайтом вы просите у кластера 3 копии. Одна упала — Kubernetes запускает новую за секунды, а посетители всё это время получают ответы от двух оставшихся.

• Самовосстановление: упавший контейнер перезапускается автоматически.
• Масштабирование: число копий меняется одной командой, например kubectl scale.
• Обновления без простоя: новая версия заменяет старые копии по одной, сайт не отключается.

Как устроен кластер Kubernetes: узлы, поды и сервисы

Кластер состоит из узлов — серверов, физических или виртуальных. Часть узлов образует control plane (управляющий слой): он принимает команды и решает, что и где запускать. Остальные — worker-узлы (рабочие): на них работают ваши контейнеры. В учебном k3s на одном VPS обе роли выполняет одна машина.

Контейнеры запускаются не по одному, а в подах (Pod) — минимальной единице запуска. Deployment следит, чтобы работало нужное число копий пода, например 3. Service даёт группе подов постоянный адрес, а Ingress направляет HTTP-трафик на нужный Service по домену.

Путь команды от kubectl до контейнера выглядит так:

1. Вы вводите kubectl apply -f app.yaml, и запрос уходит на порт 6443.
2. API-сервер проверяет запрос и записывает объект в etcd.
3. Scheduler (планировщик) выбирает узел для нового пода.
4. Kubelet на этом узле, слушающий порт 10250, запускает контейнер.

Как установить Kubernetes на VPS: пошаговая инструкция с k3s

Для учебного кластера подойдёт k3s — облегчённый дистрибутив Kubernetes, который ставится одной командой. Минимум для него — 1 vCPU и 1 ГБ ОЗУ, но комфортно работать на 2 vCPU и 2–4 ГБ. Сервер можно выбрать в рейтинге VPS.

Весь путь займёт около 15 минут. Сама установка k3s — 1–3 минуты, остальное уходит на подготовку сервера и настройку доступа.

1. Закажите VPS (3–5 минут). Выберите Ubuntu 24.04, 2 vCPU, 2–4 ГБ ОЗУ, диск от 20 ГБ. Запишите IP-адрес и пароль от root.
2. Подключитесь по SSH (1 минута). Выполните ssh root@IP_сервера, порт 22. Если работаете из Windows, подключитесь через PuTTY.
3. Обновите систему (2–3 минуты). Выполните apt update && apt upgrade -y.
4. Откройте порты (1 минута). Разрешите 6443 (API-сервер Kubernetes), 80 и 443 (веб-трафик): ufw allow 6443/tcp, ufw allow 80/tcp, ufw allow 443/tcp. Порт 22 оставьте открытым, иначе потеряете доступ по SSH.
5. Установите k3s (1–3 минуты). Выполните curl -sfL https://get.k3s.io | sh -. Скрипт сам скачает и запустит сервис.
6. Проверьте узел (30 секунд). Выполните k3s kubectl get nodes. В колонке STATUS должно стоять Ready.
7. Настройте удалённый kubectl (2 минуты). Скопируйте /etc/rancher/k3s/k3s.yaml на свой компьютер, замените в нём 127.0.0.1 на IP сервера и укажите файл в переменной KUBECONFIG.

Какой VPS нужен для Kubernetes и сколько это стоит

Для учебного кластера хватит одного сервера. Сервер k3s (облегчённый дистрибутив Kubernetes) запускается на 1 vCPU (виртуальное ядро процессора) и 1 ГБ ОЗУ, но комфортнее работать на 2 vCPU и 2 ГБ. Для kubeadm (официальный установщик Kubernetes) нужно минимум 2 vCPU и 2 ГБ на каждый узел.

Сама система занимает около 500–700 МБ ОЗУ: сюда входят API-сервер, kubelet и служебные поды. Остальное остаётся вашим приложениям, поэтому на 1 ГБ поместится только пара небольших контейнеров. Диск берите SSD или NVMe от 20 ГБ: на нём лежат образы контейнеров и данные хранилища etcd.

Учебный узел стоит примерно 500–1 000 ₽/мес, боевой кластер из 3 узлов обойдётся втрое дороже. Цены меняются, поэтому сверяйте актуальные тарифы в рейтинге VPS-провайдеров перед заказом.

Как запустить первое приложение и проверить кластер

Для проверки возьмите веб-сервер nginx: он лёгкий и сразу показывает страницу в браузере. Подключитесь к серверу по SSH и создайте deployment — объект, который следит, чтобы нужное число копий приложения всегда работало: kubectl create deployment nginx --image=nginx --replicas=2.

Откройте доступ снаружи командой kubectl expose deployment nginx --type=NodePort --port=80. Kubernetes выдаст порт из диапазона 30000–32767. Узнайте его через kubectl get svc nginx: в столбце PORT(S) будет запись вида 80:31234/TCP. Откройте в браузере http://IP-сервера:31234 — появится страница Welcome to nginx. Если она не грузится, проверьте, что этот порт разрешён в файрволе VPS.

Команда kubectl get pods покажет два пода. Значение Ready 1/1 означает, что в поде запущен 1 контейнер из 1 и он прошёл проверку готовности. Статус Running без Ready 1/1 — повод заглянуть в логи.

• kubectl logs deployment/nginx — журнал работы приложения;
• kubectl scale deployment nginx --replicas=3 — увеличить число копий до 3, через 5–10 секунд в kubectl get pods появится третий под;
• kubectl delete service nginx и kubectl delete deployment nginx — удалить тестовое приложение и освободить порт.

Ошибки при настройке Kubernetes на VPS

Большинство сбоев в первый вечер сводятся к трём причинам: закрытый порт 6443, нехватка памяти у узла и неверное имя образа. Забытые лимиты ресурсов и включённый swap усугубляют вторую проблему. Каждую ошибку можно найти и исправить за 5–10 минут.

Первая ошибка: kubectl не подключается к кластеру

Команда kubectl get nodes отвечает connection refused на порту 6443. Так бывает, когда firewall (межсетевой экран) закрывает порт API-сервера или в ~/.kube/config остался адрес 127.0.0.1, скопированный с сервера.

Как решить: откройте порт командой ufw allow 6443/tcp и замените в kubeconfig строку server на публичный IP вашего VPS. Проверьте доступ командой nc -zv IP 6443. Если сертификат не подходит к этому адресу, добавьте IP в параметр --tls-san при установке k3s.

Вторая ошибка: под в статусе Pending или OOMKilled

На VPS с 1 ГБ ОЗУ система, k3s и приложение спорят за память. Под зависает в Pending, если узлу не хватает ресурсов, или падает с OOMKilled (Out Of Memory — память закончилась). Причину покажет kubectl describe pod имя.

Как решить: задайте в манифесте resources.limits.memory, например 256Mi, и не запускайте больше 2–3 подов. Отключите swap командой swapoff -a и удалите его строку из /etc/fstab: kubelet по умолчанию не работает с включённым swap. Надёжнее взять тариф с 2 ГБ ОЗУ.

Третья ошибка: ImagePullBackOff при запуске приложения

Под висит в статусе ImagePullBackOff: узел не может скачать образ. Причина — опечатка вроде ngnix вместо nginx или лимит Docker Hub в 100 анонимных запросов за 6 часов с одного IP.

Как решить: сверьте имя и тег образа в блоке Events команды kubectl describe pod. Если упёрлись в лимит, войдите в аккаунт Docker Hub и передайте кластеру учётные данные через kubectl create secret docker-registry.

Все три проблемы видны в выводе kubectl describe, поэтому начинайте диагностику с него, а не с переустановки кластера.

Kubernetes, Docker Compose или kubeadm: что выбрать

Выбор зависит от числа сервисов и серверов. Если у вас 1–3 контейнера на одном VPS, берите Docker Compose: он запускается одной командой docker compose up -d и почти не тратит ресурсы. Как поставить Docker, описано в статье про установку Docker.

Кластер оправдан от 3–5 сервисов или при нескольких узлах: он сам перезапускает упавшие поды и раскладывает нагрузку. Лёгкий вариант для VPS — k3s, урезанный дистрибутив Kubernetes. Полный Kubernetes через kubeadm (официальный установщик кластера) нужен, когда вы осваиваете промышленную схему с нуля или строите собственную инфраструктуру.

Docker Swarm проще Kubernetes и умеет работать с несколькими узлами, но развивается медленнее и встречается в вакансиях реже.

Кому Kubernetes не подходит

Kubernetes появился в 2014 году в Google, а с 2015 года его развивает CNCF (Cloud Native Computing Foundation). Он рассчитан на десятки сервисов, поэтому для одного лендинга, блога или Telegram-бота он избыточен. Для одного сайта или контейнера Docker Compose проще: кластер оправдан от 3–5 сервисов.

Второй случай — слабый сервер. На VPS с ОЗУ меньше 1 ГБ k3s не оставит памяти под ваше приложение. Учебный минимум — 1 vCPU и 1 ГБ, комфортно — 2 vCPU и 2–4 ГБ.

Третий случай — нет времени на обслуживание. Установка занимает 1–3 минуты, но потом кластер требует внимания. Вот что придётся делать регулярно:

• обновлять версию минимум раз в год: Kubernetes поддерживает только три последние минорные версии;
• делать бэкап etcd (хранилище состояния кластера) и проверять восстановление;
• настроить мониторинг и следить за портами 6443 и 10250;
• закладывать 500–1 000 ₽/мес даже на пробный сервер.

Если вы узнали себя, начните проще: возьмите панель управления хостингом, Compose на обычном VPS или один контейнер под systemd. Kubernetes можно добавить позже, когда сервисов станет больше. Честный вывод: выбирайте инструмент под задачу, а не под моду. Следующий шаг — подобрать VPS под вашу нагрузку.