2. 环境准备：安装 kubectl、helm、kind、kustomize 等工具，配置多集群上下文

在开始多集群版本漂移校准项目之前，需要搭建一套完整的本地开发与测试环境。本章将指导你完成核心命令行工具的安装、本地 Kubernetes 集群的创建，以及多集群上下文的配置。这些工具是后续所有操作的基础，请确保每一步都正确执行。

2.1 核心工具清单与版本要求

下表列出了本课程所需的核心工具及其推荐版本。建议使用包管理器（如 Homebrew、Chocolatey 或 apt）进行安装，以简化版本管理和更新。

2.2 安装步骤详解

2.2.1 安装 kubectl

kubectl 是操作 Kubernetes 集群的核心工具。以下是在 macOS/Linux 环境下的安装命令：

# 下载最新稳定版 kubectl
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/darwin/amd64/kubectl"

# 赋予执行权限并移动到 PATH
chmod +x ./kubectl
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

# 验证安装
kubectl version --client

2.2.2 安装 Helm

Helm 用于管理 Kubernetes 应用的 Chart 包，在版本漂移校准中用于部署校准 Agent 和 Dashboard。

# 使用 Homebrew 安装
brew install helm

# 验证安装
helm version

# 添加常用仓库（后续会用到）
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

2.2.3 安装 Kind

Kind（Kubernetes in Docker）可以在本地快速创建多集群环境，非常适合本课程的实验场景。

# 使用 Homebrew 安装
brew install kind

# 验证安装
kind version

# 检查 Docker 是否运行
docker info

2.2.4 安装 Kustomize

Kustomize 已内置于 kubectl 中（kubectl kustomize），但建议安装独立版本以获得更完整的特性支持。

# 使用 Homebrew 安装
brew install kustomize

# 验证安装
kustomize version

2.3 创建本地多集群环境

我们将使用 Kind 创建三个独立的 Kubernetes 集群，分别模拟生产集群、预发集群和开发集群。这是后续演示版本漂移校准的核心实验环境。

2.3.1 集群规划

2.3.2 创建 Kind 配置文件

为每个集群创建独立的配置文件，确保端口不冲突。以下是生产集群的配置示例：

# kind-prod-config.yaml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
name: kind-prod
nodes:
  - role: control-plane
    extraPortMappings:
      - containerPort: 6443
        hostPort: 6443
  - role: worker
  - role: worker

2.3.3 批量创建集群

# 创建生产集群
kind create cluster --config kind-prod-config.yaml

# 创建预发集群（使用不同端口）
kind create cluster --name kind-staging --config kind-staging-config.yaml

# 创建开发集群
kind create cluster --name kind-dev --config kind-dev-config.yaml

# 查看所有集群
kind get clusters

kind-dev
kind-prod
kind-staging

2.4 配置多集群上下文

多集群上下文管理是版本漂移校准项目的基础。我们需要为每个集群设置清晰的上下文名称，并能够快速切换。

2.4.1 查看当前上下文

# 查看所有上下文
kubectl config get-contexts

# 查看当前使用的上下文
kubectl config current-context

2.4.2 重命名上下文（推荐）

Kind 默认生成的上下文名称格式为 kind-{cluster-name}，建议重命名为更简洁的名称：

# 重命名上下文
kubectl config rename-context kind-kind-prod prod
kubectl config rename-context kind-kind-staging staging
kubectl config rename-context kind-kind-dev dev

# 验证重命名结果
kubectl config get-contexts

2.4.3 设置默认命名空间

为每个上下文设置默认命名空间，避免每次操作都指定 -n 参数：

# 为生产集群设置默认命名空间
kubectl config set-context prod --namespace=production

# 为预发集群设置默认命名空间
kubectl config set-context staging --namespace=staging

# 为开发集群设置默认命名空间
kubectl config set-context dev --namespace=development

2.4.4 快速切换上下文

# 切换到生产集群
kubectl config use-context prod

# 切换到预发集群
kubectl config use-context staging

# 切换到开发集群
kubectl config use-context dev

2.5 多集群上下文管理架构

下图展示了本地多集群环境的整体架构，以及 kubectl 如何通过上下文配置与不同集群的 API Server 进行通信。

2.6 验证环境就绪

完成上述步骤后，执行以下命令验证整个环境是否准备就绪：

# 1. 验证所有集群节点状态
kubectl --context prod get nodes
kubectl --context staging get nodes
kubectl --context dev get nodes

# 2. 验证 Helm 仓库
helm repo list

# 3. 验证 Kustomize 版本
kustomize version

# 4. 验证上下文切换
kubectl config use-context prod
kubectl config current-context  # 应输出 prod

2.7 常见问题与排错