Docker Desktop 内置 K8s 从入门到实战：部署你的第一个 Nginx 集群

一、什么是 K8s？

Kubernetes（简称 K8s） 是一个开源的容器编排平台，最初由 Google 设计并捐赠给 Cloud Native Computing Foundation（CNCF）管理。它用于自动化容器化应用的部署、扩缩容和管理。

K8s 的核心能力：

服务发现与负载均衡：自动为容器分配 IP 和 DNS 名，并分发流量
自动修复：容器挂了自动重启，节点挂了自动迁移 Pod
自动扩缩容：根据 CPU/内存使用率自动调整容器数量
存储编排：自动挂载本地或云存储
滚动更新与回滚：逐个替换容器实例，更新失败自动回退

二、有了 Docker，为什么还要用 K8s？

Docker 和 K8s 解决的是不同层面问题，两者互补：

需求	Docker	K8s
单个容器的构建和运行	✅ 原生支持	❌ 不负责构建
多个容器的编排调度	❌ 需手动管理	✅ 声明式自动管理
容器崩溃后自动恢复	❌ 不复原	✅ 自动重启 Pod
流量波动时自动扩容	❌ 手动操作	✅ 支持 Horizontal Pod Autoscaler
发布新版本无停机	❌ 需手动编排	✅ 支持 Rolling Update
跨机器的集群管理	❌ 单机为主	✅ 天然支持集群

在实际项目中，通常用 Docker 构建镜像，用 K8s 运行和管理容器，两者配合使用。Docker Desktop 内置了 K8s，开发者可以在本地一键启动一个单节点 K8s 集群进行开发和测试。

三、环境说明

本文的环境如下：

宿主机：Windows 11
WSL 2：Ubuntu 22.04
Docker Desktop：已安装，启用 WSL 2 后端

⚠️ 如果你用的是真实的 Linux 系统或传统虚拟机（如 VMware、VirtualBox），操作步骤会有所不同。本文基于 WSL + Docker Desktop 的组合。

四、在 Docker Desktop 中启用 K8s

4.1 确认 Docker Desktop 正常运行

在 PowerShell 中执行：

docker version

确认 Docker Engine 和 Client 都有版本信息输出。

4.2 启用 Kubernetes

打开 Docker Desktop
点击左侧导航栏的 Kubernetes 图标（☸️）
点击 "Create cluster" 按钮
配置集群参数：
- Provisioning method：选择 kubeadm 或 kind（详见下方对比）
- Kubernetes version：选择当前最新稳定版（如 v1.35）
- Nodes：1（单节点已涵盖运行应用所需的所有组件）
点击 Create，等待 1~2 分钟创建完成

两种模式的对比如下：

特性	kubeadm 模式	kind 模式
节点名	`docker-desktop`	`desktop-control-plane`
API Server 地址	`kubernetes.docker.internal:6443`（固定）	`127.0.0.1:XXXXX`（随机端口，重启会变）
Docker Desktop 普通重启（Restart）后数据	保留 ✅	保留 ✅
K8s 界面点 Stop 后数据	保留 ✅	丢失 ❌（有明确提示）
最大节点数	单节点	支持多节点
适用场景	日常开发、数据持久化	多节点调度、学习 Pod 调度原理

⚠️ 重要提醒：两种模式各有优劣，根据需求选择：

kubeadm 模式：重启或 Stop 后数据均保留，API 地址固定。WSL 中可通过 kubernetes.docker.internal:6443 固定地址访问，推荐日常开发使用

kind 模式：区分两种操作——点击 Docker Desktop 的 Restart 按钮不会释放资源；但在 K8s 界面点击 Stop 会清除所有运行中的资源（Docker Desktop 会提示 "Stopping the Kubernetes cluster removes all running resources."）。此外，API Server 端口每次创建都是随机的，导致 WSL 子系统中的 kubectl 无法自动感知新地址。支持多节点（1 control-plane + N worker），适合学习 Pod 调度原理

创建完成后，Docker Desktop 的 Kubernetes 视图中可以看到集群的运行状态：

五、Node（节点）的概念

Node（节点） 是 K8s 集群中的工作机器，可以是物理机或虚拟机，负责运行容器化应用。

K8s 集群由两种类型的节点组成：

节点类型	职责	组件
Control Plane（控制面）	管理整个集群，做出全局决策	API Server、Scheduler、Controller Manager、etcd
Worker Node（工作节点）	实际运行应用容器	kubelet、kube-proxy、容器运行时

在 Docker Desktop 的单节点模式下，control-plane 同时也具备 worker 的功能，可以直接调度 Pod。

通过以下命令查看集群中的节点：

kubectl get nodes

输出示例（kubeadm 模式）：

NAME             STATUS   ROLES           AGE     VERSION
docker-desktop   Ready    control-plane   10m     v1.34.1

STATUS 为 Ready 表示节点正常运行
ROLES 为 control-plane 表示它是管理节点
VERSION 显示 K8s 版本号

六、配置 kubectl（关键步骤）

6.1 什么是 kubectl？

kubectl 是 K8s 的命令行客户端工具，通过调用 K8s API Server 来管理集群资源（节点、Pod、Service 等）。所有对集群的操作几乎都可以通过 kubectl 完成。

6.2 问题本质：kubeconfig 与环境隔离

kubectl 通过读取 kubeconfig 配置文件（默认位置 ~/.kube/config）来连接集群。Docker Desktop 启用 K8s 后，会在 Windows 侧自动生成这个配置：

Windows 路径：C:\Users\<用户名>\.kube\config ✅ 自动生成，开箱即用
WSL 路径：/root/.kube/config        ❌ 不存在，需手动处理

所以关键点就一个：kubectl 在哪运行，就得让对应的 .kube/config 里有正确的集群信息。

6.3 推荐方案：在 Windows 中使用 kubectl（零配置 ⭐）

Docker Desktop 启动 K8s 后，Windows 上的 kubectl 已经可以直接使用，完全不需要任何配置。

第一步：打开 PowerShell 或 CMD

Windows 自带的 PowerShell 或命令提示符即可，无需管理员权限。

第二步：运行 kubectl 命令验证

kubectl get nodes

如果提示 kubectl 不是系统命令，说明还没安装 kubectl。有两种安装方式：

方式 A：通过 Docker Desktop 自带版本

# Docker Desktop 自带 kubectl，在 Docker 资源目录下
& "C:\Program Files\Docker\Docker\resources\kubectl.exe" get nodes

方式 B：单独安装 kubectl（推荐）

从 Kubernetes 官方下载：

# 下载最新稳定版 kubectl
curl.exe -LO "https://dl.k8s.io/release/v1.35.0/bin/windows/amd64/kubectl.exe"

将 kubectl.exe 所在目录添加到系统 PATH，或直接放到 C:\Windows\System32\ 目录下。

验证安装：

kubectl version --client

💡 为什么 Windows 上能直接用？

Docker Desktop 在启动 K8s 集群后，会自动将连接的 kubeconfig 写入 C:\Users\<用户名>\.kube\config，并且 API Server 地址 kubernetes.docker.internal:6443 在 Windows 网络中是可达的。整个过程完全自动化，用户无需干预。

6.4 备选方案：在 WSL 中使用 kubectl

如果你习惯在 WSL Ubuntu 终端中操作，可以在 WSL 中配置 kubectl。相比 Windows 方案，需要额外两步：打通网络 + 同步配置。

步骤一：打通网络（永久方案）

WSL 2 默认使用 NAT 网络模式，无法直接访问 Windows 上的 localhost 服务。编辑 Windows 上的 .wslconfig 文件（路径：C:\Users\<你的用户名>\.wslconfig），写入：

[wsl2]
networkingMode=mirrored

networkingMode=mirrored（镜像网络模式）让 WSL 2 与 Windows 共享网络命名空间，WSL 中的 127.0.0.1 将直接指向 Windows 宿主机。

使配置生效：

# PowerShell 中执行
wsl --shutdown

重新打开 WSL Ubuntu 即可。

步骤二：同步 kubeconfig

在 WSL Ubuntu 中执行：

# 1. 确认 kubectl 是否已安装
kubectl version --client# 如果没有安装，则下载
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/v1.35.0/bin/linux/amd64/kubectl"
chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/bin/# 2. 创建 .kube 目录（如果不存在）
mkdir -p ~/.kube# 3. 复制 Windows 的 K8s 配置到 WSL
cp /mnt/c/Users/<你的Windows用户名>/.kube/config ~/.kube/config

如果 WSL 使用 root 用户登录，则路径为 /root/.kube/config；如果使用普通用户，则为 /home/<用户名>/.kube/config。

为什么需要同步配置？

Windows 和 WSL 是两套独立的文件系统，各自的 ~/.kube/config 互不相干。Docker Desktop 只自动维护 Windows 侧的配置，WSL 侧需要手动复制。如果是 kind 模式，由于 API Server 端口每次随机，WSL 中的旧配置还需要重新同步才能继续使用。

6.5 验证连接

kubectl get nodes

成功输出：

NAME             STATUS   ROLES           AGE     VERSION
docker-desktop   Ready    control-plane   10m     v1.34.1

七、部署第一个应用

环境配置完成，接下来部署一个 Nginx Web 服务器，验证集群能正常工作。

7.1 创建 Deployment

Deployment 是 K8s 中最常用的资源类型，用于声明式地管理 Pod：

kubectl create deployment k8s-test --image=nginx

k8s-test：Deployment 的名称
--image=nginx：使用的容器镜像（从 Docker Hub 拉取）

K8s 会自动拉取 Nginx 镜像，创建一个 Pod 并在节点上启动容器。

7.2 查看 Pod 状态

kubectl get pods

输出示例：

NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
k8s-test-66588d67cf-stvgs   1/1     Running   0          66s

READY 1/1：Pod 中 1 个容器，1 个就绪
STATUS Running：正常运行
RESTARTS 0：未发生重启

如果状态为 ContainerCreating 或 Pending，等待几秒再次检查即可。

7.3 查看完整资源状态

kubectl get pods,svc

svc 是 Service 的缩写，Service 为 Pod 提供一个稳定的入口地址。刚创建时只有默认的 kubernetes 服务。

7.4 访问 Nginx：方式一（端口转发）

因为 Pod 运行在 K8s 集群内部网络，不能直接从宿主机访问。使用 port-forward 将本地端口映射到 Pod 端口：

kubectl port-forward deployment/k8s-test 8080:80

这条命令将本地 8080 端口的流量转发到 k8s-test 的 80 端口。

保持终端窗口打开，在浏览器访问 http://localhost:8080，出现 Nginx 欢迎页面即部署成功：

port-forward 适合快速调试，终端关闭后转发即停止。

7.5 访问 Nginx：方式二（LoadBalancer 服务）

上一节的 port-forward 是临时调试手段，终端关闭就失效。更接近生产环境的方式是为 Deployment 创建一个 Service，类型设为 LoadBalancer。

为什么需要 LoadBalancer？——理解 Docker Desktop 的网络隔离

K8s 集群运行在 Docker Desktop 的容器环境中，与 Windows 宿主机之间存在网络隔离：

Pod 的 Cluster IP 是 Docker 内部网络的私有地址，宿主机无法直接访问
NodePort 类型的 Service 在真实的 Linux 集群中可以通过 节点IP:NodePort 直接访问。但 Docker Desktop 中的"节点"本身是 Docker 容器，Windows 宿主机无法直接到达容器内部，所以 NodePort 在这里行不通
简单说：Cluster IP 和 NodePort 都是 Docker 容器网络的内部地址，Windows 根本看不见它们

Docker Desktop 也考虑到了这个问题，所以它内置了 LoadBalancer 支持——当你创建 LoadBalancer 类型的 Service 时，Docker Desktop 会自动在宿主机上创建代理容器（如 docker-desktop-lb 或 kindccm-xxx，实质上是 Envoy 代理），直接在 Windows 宿主机上监听端口，并将收到的流量转发到 K8s 集群内部。相当于在 Windows 和 K8s 集群之间搭了一座桥。

这也是为什么在 Docker Desktop 上开发时，推荐用 LoadBalancer 而非 NodePort。

kubectl expose deployment k8s-test --type=LoadBalancer --port=8888 --target-port=80

--type=LoadBalancer：创建一个负载均衡器类型的 Service
--port=8888：Service 对外暴露的端口号
--target-port=80：转发到 Pod 内部的 80 端口（Nginx 默认端口）

查看 Service 状态：

kubectl get svc k8s-test

输出示例：

NAME        TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
k8s-test    LoadBalancer   10.108.248.16    localhost     8888:31812/TCP   30s

当 EXTERNAL-IP 显示为 localhost 时，直接在浏览器访问 http://localhost:8888 即可看到 Nginx 欢迎页。

工作原理：Docker Desktop 检测到 LoadBalancer 类型的 Service 后，会自动在宿主机上创建 Envoy 代理容器（kubeadm 模式下为 docker-desktop-lb，kind 模式下为 kindccm-xxx），将宿主机的 8888 端口流量转发到集群内部的 Service。相比 port-forward，这种方式是持久化的，终端关闭后服务依然可访问。可以在 Docker Desktop 的 Containers 视图中看到这些 envoyproxy 类型的代理容器。

排查技巧：端口冲突与代理容器清理

如果端口已被其他程序占用，代理容器会创建失败，表现为 EXTERNAL-IP 一直处于 <pending> 状态。

正确的操作顺序如下（顺序很重要）：

# 1. 查找旧的代理容器
docker ps -a --filter "name=kindccm"# 2. 删除旧容器（Docker Desktop 会自动重建）
docker rm -f kindccm-LXUFEC6ZYEIUPGUBRWB556226BYGOZKZSQBDOQZS# 3. 修改 Service 端口（避开被占用的端口）
kubectl patch svc k8s-test --type='json' \-p='[{"op":"replace","path":"/spec/ports/0/port","value":8888}]'

⚠️ 关键顺序：先删除旧容器 → 再修改端口，这样 Docker Desktop 会自动创建新的代理容器。如果先改端口再删旧容器，新容器不会自动创建，需要重启 Docker Desktop。

7.6 查看 Pod 日志

kubectl logs k8s-test-66588d67cf-stvgs

可以看到 Nginx 的访问日志，便于调试。

7.7 清理测试资源

依次删除 Service 和 Deployment：

# 删除 Service（停止端口映射）
kubectl delete svc k8s-test# 删除 Deployment（终止并清除 Pod）
kubectl delete deployment k8s-test

先删 Service 再删 Deployment，确保流量先断开，再终止 Pod，避免资源竞争。

八、常用命令速查

命令	作用
`kubectl get nodes`	查看所有节点
`kubectl get pods`	查看当前命名空间的所有 Pod
`kubectl get pods -n kube-system`	查看 K8s 系统组件（CoreDNS、API Server 等）
`kubectl get svc`	查看所有 Service
`kubectl get all`	查看当前命名空间的所有资源
`kubectl create deployment <名称> --image=<镜像>`	创建 Deployment
`kubectl expose deployment <名称> --type=LoadBalancer --port=对外端口 --target-port=容器端口`	将 Deployment 暴露为 Service
`kubectl port-forward deployment/<名称> 本地端口:容器端口`	将本地端口转发到 Pod
`kubectl delete deployment <名称>`	删除 Deployment
`kubectl delete svc <名称>`	删除 Service
`kubectl logs <Pod名称>`	查看 Pod 日志
`kubectl describe pod <Pod名称>`	查看 Pod 详细信息（事件、状态等）
`kubectl get events`	查看集群事件（排错常用）

九、总结

本文从零开始，在 Docker Desktop 上完成了 K8s 的启用、配置和部署验证：

步骤	操作	验证方式
启用 K8s	Docker Desktop → Kubernetes → Create cluster	界面显示集群运行中
配置 kubectl（推荐）	直接在 Windows PowerShell 中使用，零配置	`kubectl get nodes` 返回节点信息
配置 kubectl（备选）	WSL 配置镜像网络 + 同步 kubeconfig	`kubectl get nodes` 返回节点信息
部署应用	`kubectl create deployment`	`kubectl get pods` 显示 Running
访问验证（调试）	`kubectl port-forward`	浏览器访问 localhost:8080
访问验证（持久化）	`kubectl expose` 创建 LoadBalancer Service	浏览器访问 localhost:8888