Kubernetes Deploy 完整教學：K8s 部署入門到進階

「Docker 學會了，接下來要學 Kubernetes，但一打開文件就看到 Pod、Node、Cluster、Deployment... 這些到底是什麼？」

別擔心，Kubernetes（簡稱 K8s）確實概念比較多，但只要搞懂核心概念，其實沒那麼難。這篇文章會從基礎開始，一步步帶你理解 K8s 的部署方式，並實際動手寫一個 Deployment YAML。

Kubernetes 基礎概念

在開始部署前，先搞懂 Kubernetes 的核心概念。

什麼是 Kubernetes？

Kubernetes（K8s）是 Google 開源的容器編排平台，用來自動化部署、擴展和管理容器化應用程式。

簡單說，Kubernetes 幫你解決這個問題：

「我有很多 Docker 容器，要怎麼讓它們在多台機器上協調運作？」

沒有 Kubernetes 時，你需要手動：
- 決定容器要跑在哪台機器
- 監控容器是否正常運行
- 容器掛掉時手動重啟
- 流量變大時手動增加容器

有了 Kubernetes，這些都自動化了。

K8s 核心元件（Pod、Node、Cluster）

理解這三個概念是學習 K8s 的第一步：

Cluster（叢集）

Cluster 是整個 Kubernetes 環境，包含所有的 Node 和資源。你可以把它想成「一整個機房」。

Node（節點）

Node 是 Cluster 中的一台機器（實體機或虛擬機）。每個 Node 可以運行多個 Pod。分為兩種：
- Control Plane Node：管理整個 Cluster 的「大腦」
- Worker Node：實際運行應用程式的「工人」

Pod（豆莢）

Pod 是 K8s 最小的部署單位，通常包含一個或多個緊密相關的容器。你可以把它想成「容器的家」。

Cluster
└── Node (機器)
    └── Pod (容器群組)
        └── Container (Docker 容器)

為什麼需要 Kubernetes

問題一：單一機器容量有限

解決：K8s 可以跨多台機器分配容器。

問題二：容器掛掉怎麼辦

解決：K8s 自動偵測並重啟失敗的容器。

問題三：流量突然變大

解決：K8s 可以自動擴展容器數量。

問題四：如何更新不中斷服務

解決：K8s 支援滾動更新（Rolling Update）。

想了解更多部署基礎，可以參考 程式部署完整指南。

Kubernetes Deployment 是什麼

理解基礎概念後，來認識 K8s 中最常用的資源：Deployment。

Deployment 的角色

Deployment 是 K8s 中用來宣告式管理應用程式的資源。你告訴 K8s「我想要什麼狀態」，K8s 負責實現這個狀態。

例如：
- 「我想要 3 個 nginx Pod」
- 「我想更新到新版本的 image」
- 「如果 Pod 掛了，自動重新建立」

Deployment 就像是你和 K8s 之間的「合約」。

Deployment vs Pod vs ReplicaSet

這三個經常搞混，來釐清它們的關係：

層級關係

Deployment
└── ReplicaSet（由 Deployment 自動建立）
    └── Pod（由 ReplicaSet 自動建立）
        └── Container

通常你只需要建立 Deployment，K8s 會自動建立 ReplicaSet 和 Pod。

Deployment 的優勢

為什麼不直接建立 Pod？

1. 自動維持數量：Pod 掛了會自動補上
2. 宣告式管理：修改 YAML 就能更新
3. 滾動更新：零停機時間更新版本
4. 版本回滾：出問題可以快速回到前一版
5. 擴縮容易：改個數字就能擴展

💡 K8s 概念太複雜？ Kubernetes 的學習曲線確實比較陡峭。如果你覺得這些概念還是很抽象，讓 VibeFix 幫你解釋，我們可以用更直觀的方式幫你理解。

Deployment YAML 撰寫教學

Kubernetes 使用 YAML 檔案來定義資源。來學習如何撰寫 Deployment YAML。

YAML 基本結構

一個 Deployment YAML 的基本結構：

apiVersion: apps/v1          # API 版本
kind: Deployment              # 資源類型
metadata:                     # 元資料
  name: my-app
spec:                         # 規格定義
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:                   # Pod 模板
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
        - name: my-app
          image: nginx:1.21

metadata 設定

metadata 區塊定義 Deployment 的識別資訊：

metadata:
  name: my-app                # 必填：Deployment 名稱
  namespace: production       # 可選：命名空間（預設 default）
  labels:                     # 可選：標籤
    app: my-app
    version: v1
  annotations:                # 可選：註解
    description: "My application deployment"

name 是必填的，用來識別這個 Deployment。

spec 設定

spec 區塊定義 Deployment 的規格：

spec:
  replicas: 3                 # Pod 副本數量
  selector:                   # 選擇器：用來找到對應的 Pod
    matchLabels:
      app: my-app
  template:                   # Pod 模板
    metadata:
      labels:
        app: my-app           # 必須與 selector 匹配
    spec:
      containers:
        - name: my-app
          image: nginx:1.21
          ports:
            - containerPort: 80

重要：selector.matchLabels 必須與 template.metadata.labels 匹配，否則會報錯。

完整範例與解說

這是一個生產環境可用的完整 Deployment：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-api
  labels:
    app: web-api
    environment: production
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web-api
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-api
    spec:
      containers:
        - name: web-api
          image: myregistry/web-api:v1.2.0
          ports:
            - containerPort: 8080
          env:
            - name: NODE_ENV
              value: "production"
            - name: DATABASE_URL
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: db-secret
                  key: url
          resources:
            requests:
              memory: "128Mi"
              cpu: "100m"
            limits:
              memory: "256Mi"
              cpu: "200m"
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /health
              port: 8080
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 5
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /ready
              port: 8080
            initialDelaySeconds: 5
            periodSeconds: 3

欄位說明

💡 YAML 設定卡關？ K8s 的 YAML 欄位很多，縮排稍微錯了就會報錯。如果你的 YAML 一直有問題，讓 VibeFix 的工程師幫你檢查。

部署實戰：kubectl apply

YAML 寫好了，接下來用 kubectl 指令來部署。

建立 Deployment

# 套用 YAML 檔案
kubectl apply -f deployment.yaml

# 輸出
deployment.apps/web-api created

kubectl apply 是宣告式的：
- 如果資源不存在 → 建立
- 如果資源存在 → 更新

查看部署狀態

# 查看 Deployment 列表
kubectl get deployments

# 輸出
NAME      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
web-api   3/3     3            3           2m

# 查看詳細資訊
kubectl describe deployment web-api

# 查看 Pod 狀態
kubectl get pods

# 輸出
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
web-api-6d8f9b7c5d-abc12   1/1     Running   0          2m
web-api-6d8f9b7c5d-def34   1/1     Running   0          2m
web-api-6d8f9b7c5d-ghi56   1/1     Running   0          2m

# 查看 Pod 日誌
kubectl logs web-api-6d8f9b7c5d-abc12

# 即時追蹤日誌
kubectl logs -f web-api-6d8f9b7c5d-abc12

更新 Deployment

方式一：修改 YAML 再 apply

# 修改 image 版本
# image: myregistry/web-api:v1.2.0 → v1.3.0

kubectl apply -f deployment.yaml

方式二：直接用指令更新

# 更新 image
kubectl set image deployment/web-api web-api=myregistry/web-api:v1.3.0

# 查看更新狀態
kubectl rollout status deployment/web-api

# 輸出
Waiting for deployment "web-api" rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "web-api" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
deployment "web-api" successfully rolled out

回滾 Deployment

如果新版本有問題，可以快速回滾：

# 查看部署歷史
kubectl rollout history deployment/web-api

# 輸出
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         <none>
3         <none>

# 回滾到前一個版本
kubectl rollout undo deployment/web-api

# 回滾到指定版本
kubectl rollout undo deployment/web-api --to-revision=1

# 確認回滾狀態
kubectl rollout status deployment/web-api

想了解更多 Deployment 設定細節，可以參考 K8s Deployment 設定詳解。

Kubernetes 部署最佳實踐

以下是生產環境建議的最佳實踐。

Resource Limits 設定

一定要設定資源限制，否則一個 Pod 可能吃光整台機器的資源：

resources:
  requests:           # 最小需求（排程用）
    memory: "128Mi"
    cpu: "100m"       # 100 millicores = 0.1 CPU
  limits:             # 上限（不能超過）
    memory: "256Mi"
    cpu: "200m"

建議
- requests 設定為平均使用量
- limits 設定為最大可接受使用量
- 記憶體 limits 超過會被 OOM Kill
- CPU limits 超過會被節流（throttle）

Health Checks（Liveness/Readiness）

Liveness Probe：檢查容器是否還活著

如果失敗 → 重啟容器

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 10   # 啟動後等待 10 秒才開始檢查
  periodSeconds: 5          # 每 5 秒檢查一次
  failureThreshold: 3       # 連續失敗 3 次才判定失敗

Readiness Probe：檢查容器是否準備好接收流量

如果失敗 → 從 Service 移除（不會收到新請求）

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /ready
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 3

差異
- Liveness 失敗 → 重啟容器
- Readiness 失敗 → 暫停接收流量（不重啟）

Rolling Update 策略

strategy:
  type: RollingUpdate
  rollingUpdate:
    maxSurge: 1          # 更新時最多多出 1 個 Pod
    maxUnavailable: 0    # 更新時不允許有 Pod 不可用

設定建議

想了解 Docker 基礎，可以參考 Docker Deploy 教學。

FAQ 常見問題

Kubernetes 和 Docker 有什麼關係？

Docker 是容器技術，負責打包和運行單一容器。Kubernetes 是容器編排平台，負責管理多個 Docker 容器的部署、擴展和運維。可以說 K8s 是 Docker 的「上司」。

一定要用 Deployment 嗎？

不一定，K8s 還有其他資源類型：
- StatefulSet：有狀態應用（如資料庫）
- DaemonSet：每個 Node 都要跑一份
- Job/CronJob：一次性或定時任務

但對於一般 Web 應用，Deployment 是最常用的。

本機怎麼練習 Kubernetes？

推薦使用：
- Docker Desktop：內建 K8s（最簡單）
- minikube：本機單節點 K8s
- kind：用 Docker 容器模擬 K8s

replicas 該設多少？

取決於：
- 預期流量
- 單個 Pod 的處理能力
- 資源成本

一般建議至少 2 個（避免單點故障），生產環境常見 3-5 個。

YAML 太複雜了，有沒有更簡單的方式？

可以考慮：
- Helm：K8s 的套件管理器，使用 Chart 模板
- Kustomize：K8s 原生的設定管理工具
- PaaS 平台：如 Railway、Render 幫你處理這些

Kubernetes 部署學習重點與下一步

Kubernetes 的學習曲線確實比較陡，但一旦掌握，你就能管理大規模的容器化應用。

本文重點：

1. 理解核心概念：Cluster → Node → Pod → Container
2. Deployment 是關鍵：管理 Pod 的生命週期和更新
3. YAML 是語言：學會讀寫 Deployment YAML
4. kubectl 是工具：apply、get、describe、rollout

建議學習路徑：

🔧 雲端部署搞不懂？ Kubernetes 的設定確實很複雜，尤其是結合雲端平台（GKE、EKS、AKS）時。如果你需要協助規劃 K8s 架構或解決部署問題，讓 VibeFix 協助你諮詢雲端方案，我們有豐富的 Kubernetes 實戰經驗。