Kubernetes已经崛起成为容器编排的行业标准，它彻底改变了企业在面向微服务的世界中交付软件的方式。凭借支持各种应用需求和限制的能力，Kubernetes已经成为全球组织的首选。随着越来越多的公司采用Kubernetes，对精通其细节的经验丰富开发者的需求继续增长。但是，成为高效的Kubernetes开发者不仅需要对其概念有扎实的理解，还需要高效工作并最大限度地提高生产力。
译自 The Best Kubernetes Tools for 2024。作者 Elvis David 。
为了帮助开发者的旅程，我们整理了一份专门设计来增强生产力和优化开发工作流程的顶级 Kubernetes 工具列表。为了确保结构化的方法，我们按各自的功能将顶级 Kubernetes 工具进行了分类。
在本文中，我们将深入探讨以下工具: 1. Kubernetes 部署工具 2. Kubernetes 监控工具 3. Kubernetes CLI 工具 4. Kubernetes 安全工具 5. Kubernetes 开发工具 6. Kubernetes 网关解决方案 7. Kubernetes 组件工具 8. 成本管理工具。
Kubernetes 实现的核心是 Kubernetes 部署，它充当中心元素。这些部署使组织能够构建新的 ReplicaSets，调整现有 ReplicaSets 的规模，并在需要时回滚到以前的部署。通过使用 Kubernetes 部署工具，容器化应用程序在 Kubernetes 集群上的部署变得更容易管理和更自动化。在本节中，我们讨论一些最流行和必不可少的 Kubernetes 部署工具:
Helm: Helm 通过提供管理 Helm 图表的包管理器来简化 Kubernetes 应用程序的部署。这些图表包含预先配置的 Kubernetes 资源，实现可重现的构建和 Kubernetes 清单文件和软件包版本的简单管理。使用 Helm，您可以高效地在 Kubernetes 集群上安装、升级和删除应用程序。
Kubespray: Kubespray 是一个开源项目，用于设置和部署 Kubernetes 集群。它支持各种平台，如 AWS、Azure 和 Google Cloud Platform，以及 OpenStack 和裸机服务器，这使它成为 Kubernetes 部署的通用工具。
Kubernetes 中的监控涉及主动分析、管理和故障排除，以提高容器化基础设施的效率。它实现更好的正常运行时间、优化的资源分配和利用以及集群组件之间改进的交互。在本节中，我们列出了一些 Kubernetes 监控必不可少的工具:
Prometheus: Prometheus是一个开源监控工具，可以生成警报和通知，使其适用于监控在Kubernetes集群上运行的应用程序。它提供了通知配置选项，并可以高效查看API、容器化应用程序和其他资源。Prometheus可以帮助识别集群内的异常流量模式。
Kubewatch: Kubewatch，也称为Kubernetes监视器，监视Kubernetes集群以检测资源更改。它跟踪Kubernetes事件并触发处理程序，将通知发送到外部服务，如协作中心、Webhook和通知渠道。此外，Kubewatch通过Slack、Mattermost、HipChat和Flock等平台发布通知。
Grafana: Grafana是一个开源监控和分析工具，可以准确地可视化来自Kubernetes操作的指标和日志。它促进了用户交互，可以轻松查询、检索、可视化和分析指标。Grafana支持创建自定义控制面板，其中指标可以使用面板插件以图形方式表示。此外，Grafana还可以针对关键指标的异常变化发送通知，在组织内培养数据驱动的文化。
Kubernetes Dashboard: Kubernetes包括一个名为Kubernetes控制面板的集成监控工具。该仪表板提供了一个图形界面，允许用户监控集群和节点。通过控制面板，用户可以轻松查看CPU和内存使用情况、容器状态和日志数据等信息。
Kubernetes CLI工具通过CLI直接管理和交互Kubernetes集群和应用程序。利用Kubernetes CLI工具，用户可以执行以下操作:
- 通过命令行界面直接与Kubernetes交互，无需Web UI。
- 跨多个Kubernetes集群自动化流程，简化管理任务。
- 在集群内有效地管理存储和网络配置。CLI分为两个主要组件，即kubectl二进制文件和kubelet二进制文件。
- kubectl二进制文件用于与Kubernetes集群交互，使用户可以执行各种命令和操作。
- 另一方面，kubelet二进制文件负责管理Kubernetes集群中的各个节点及其功能和操作。现在，让我们探索一下您应该在工具包中具备的一些必要的Kubernetes CLI工具。
kubectl: kubectl命令行工具使用户可以在Kubernetes集群上执行各种命令和操作。使用kubectl，您可以轻松部署应用程序、管理和检查集群资源以及检查日志数据。
etcd: etcd作为Kubernetes的基本组件，充当键值数据库存储，Kubernetes的配置数据存储在其中。它的重要性不容小视，因为它在Kubernetes的整体运作中发挥着关键作用。
K9s: K9s是一个全面的命令行界面(CLI)工具，用于高效管理和观察Kubernetes集群。使用终端，K9s可以提供大量关于当前集群的信息，提供诸如端口转发、Kubernetes对象的YAML查看等高级功能。使用K9s，您可以轻松浏览集群，利用kubectl的所有功能，并访问大量附加功能。但是，请注意，虽然K9s提供了允许在集群上修改资源的功能，但建议谨慎行事，并将此类操作限制在测试/开发环境中。
在Kubernetes安全工具的帮助下，您可以建立安全防护，以防未经授权进入容器，并仅为授权用户实施访问控制。这些工具还有助于监控和审计容器，以识别和解决任何潜在的安全问题。在保护Kubernetes集群的领域，存在各种工具来帮助您。其中最著名的包括kube-hunter、kube-bench和Kamus。
现在，让我们深入概述这些必不可少的Kubernetes安全工具。
kube-bench: kube-bench是一个用于评估Kubernetes部署安全态势的有价值工具。它对Kubernetes集群执行一系列测试，以验证其是否符合互联网安全中心(CIS)建立的安全基准。它提供的优点包括简化和安全的Kubernetes安装，而无需额外密钥。此外，它可以轻松地集成到部署流水线中，用于自动化安全评估。
kube-hunter: kube-hunter是一个专为Kubernetes设计的安全评估工具。它对Kubernetes集群执行全面扫描，以识别潜在的安全漏洞，并生成带有建议的详细报告来解决这些问题。它可以与持续集成/持续交付(CI/CD)流水线无缝集成，实现自动化安全检查。
Kamus: Kamus是一个专为Kubernetes环境设计的机密管理工具。它通过利用加密和解密技术来增强Kubernetes集群的安全性。它采用加密的机密值来保护敏感信息。值得注意的是，只有运行在Kubernetes上并具有必要解密功能的应用程序才能访问和解码机密值。Kamus使用Google Cloud KMS、AES和Azure Keyvault等加密提供程序来确保强大的加密。此外，它实施严格的访问控制，确保只有授权的应用程序可以解密机密值，从而增强Kubernetes集群的整体安全性。
Kubernetes开发工具通过提供在Kubernetes环境中进行高效编码、测试和调试的解决方案，简化了软件开发生命周期。这些工具增强了开发人员的生产力，确保应用程序与Kubernetes集群的无缝集成和部署。一些工具包括:
Telepresence: Telepresence是Ambassador Labs的一个工具，它凸显为一个强大的Kubernetes开发工具，提供与Kubernetes集群的无缝集成。它通过使开发人员可以在本地处理代码而与集群服务实时交互，促进了快速的迭代开发周期。这大大增强了开发体验并加速了调试过程。
Skaffold: Skaffold是一个命令行工具，用于Kubernetes应用程序的持续开发。它处理构建、推送和部署应用程序的工作流程，允许您专注于编写代码而不用担心Kubernetes清单。
Kubernetes原生网关解决方案简化了集群中的流量流动，充当API网关和入口控制器。这些工具优化了Kubernetes环境中的通信、路由和访问控制，以提高效率和安全性。现在，有很多API网关工具，但只有一个是Kubernetes原生的，这意味着它是在Kubernetes环境中专门为Kubernetes开发人员构建的，那就是Ambassador Labs的API网关解决方案Edge Stack。
Edge Stack: 对于管理Kubernetes集群中的API网关和控制入口，Edge Stack占据重要地位。Edge Stack提供强大的功能，确保内部和外部流量的安全高效路由。Edge Stack注重简化API管理，是Kubernetes环境中一个有价值的补充。
节点组件通常部署在集群中的每个节点上。它们用于维护正在运行的Pod并提供Kubernetes运行时环境。这些组件包括:
Kubelet: kubelet是一个代理，它在每个节点上运行，并负责管理该节点上的pod和容器。它确保指定的容器正在运行并且状态良好。
Kompose: Kompose是一个非常有价值的工具，旨在促进从Docker Compose文件到Kubernetes的迁移。它可以无缝转换Docker Compose YAML文件，包括v1和v2版本，到Kubernetes对象。使用Kompose，您可以轻松地将容器化应用程序从Docker Compose环境过渡到Kubernetes集群，利用Kubernetes平台的可扩展性和健壮性。
Kubernetes成本管理工具对于监控和优化在Kubernetes集群上运行应用程序的相关成本至关重要。这些工具帮助组织跟踪和分析资源消耗，识别成本低效和做出明智的决定来优化资源分配。一些流行的Kubernetes成本管理工具包括:
Kubecost: Kubecost提供Kubernetes资源分配和成本的实时可见性。它提供成本细分、资源利用率见解和优化支出的建议。Kubecost帮助组织了解其Kubernetes集群的成本驱动因素，并做出基于数据的决定来有效管理成本。
Loft: Loft提供了一个强大的Kubernetes平台，其中包括管理资源成本的强大功能。两个显著的功能，即睡眠模式和自动删除，可以有效降低Kubernetes成本:
● 睡眠模式通过在非活动期间将命名空间置于睡眠状态并删除命名空间中的所有pod，实现较低环境的缩放。这有助于在环境不使用时最小化资源消耗和相关成本。 ● 正如其名称所暗示的，自动删除会自动删除空闲、陈旧和未使用的命名空间和虚拟集群。通过删除这些不必要的资源，组织可以释放有价值的资源并减少不必要的成本。使用Loft，用户可以利用这些功能来优化资源利用，消除空闲资源，并最终在其Kubernetes部署中实现成本节省。
Kubernetes是全球公司的首选容器编排平台，业界巨头如谷歌、微软和亚马逊都采用了它的力量。围绕Kubernetes的蓬勃社区确保了其持续增长和创新功能的引入。为了最大限度地提高您在Kubernetes中的生产力和熟练程度，本文重点介绍的这些工具是必不可少的。无论是使用Helm部署应用程序，使用Kubewatch进行监控和故障排除，还是通过强大的CLI工具(如kubectl)来管理集群，这些资源都使您能够简化操作并充分利用Kubernetes的潜力。