2. 环境准备：Python3、kubectl、helm、prometheus-client库的安装与验证

在进行Kubernetes容量压测与巡检脚本开发之前，必须建立标准化的本地运行环境。本章将指导你完成Python3运行时、kubectl命令行工具、Helm包管理器以及prometheus-client Python库的安装与功能验证。所有操作均以Linux/macOS为默认平台，Windows用户建议使用WSL2。

2.1 环境依赖总览

下表列出了压测巡检脚本所需的全部基础组件及其版本要求：

2.2 Python3 安装与验证

Python3是脚本的核心运行环境。以下为各平台的安装方式：

• Ubuntu/Debian： sudo apt update && sudo apt install python3 python3-pip python3-venv -y
• CentOS/RHEL 8+： sudo dnf install python3 python3-pip -y
• macOS： brew install python@3.11
• Windows (WSL2)： 在WSL2 Ubuntu中执行上述Ubuntu命令

安装完成后，执行以下命令验证：

python3 --version
# 预期输出：Python 3.8.x 或更高版本
pip3 --version
# 预期输出：pip 21.x 或更高版本

2.3 kubectl 安装与集群连通验证

kubectl是操作Kubernetes集群的CLI工具。安装方式如下：

# Linux (amd64)
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/bin/

# macOS (Intel)
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/darwin/amd64/kubectl"
chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/bin/

验证kubectl安装并检查集群连通性：

kubectl version --client
# 预期输出：Client Version: v1.28.x

kubectl cluster-info
# 预期输出：显示Kubernetes master和CoreDNS的URL

2.4 Helm 安装与仓库配置

Helm用于部署Prometheus Stack等压测监控组件。安装步骤：

# 使用官方安装脚本（Linux/macOS）
curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
chmod 700 get_helm.sh
./get_helm.sh

# 验证安装
helm version
# 预期输出：version.BuildInfo{Version:"v3.14.x"}

添加Prometheus社区仓库并更新索引：

helm repo add prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable
helm repo update

2.5 prometheus-client 库安装与验证

prometheus-client是Python与Prometheus交互的核心库，用于生成和推送压测指标。安装命令：

# 激活虚拟环境（如已创建）
source k8s-capacity-env/bin/activate

# 安装prometheus-client
pip install prometheus-client

# 验证安装
pip show prometheus-client
# 预期输出：Name: prometheus-client, Version: 0.19.x

编写一个简单的验证脚本，确认库可以正常导入并创建指标：

# test_prometheus_client.py
from prometheus_client import Counter, Gauge, Histogram, generate_latest

# 创建示例指标
requests_total = Counter('http_requests_total', 'Total HTTP requests')
in_flight = Gauge('http_in_flight_requests', 'Current in-flight requests')
request_duration = Histogram('http_request_duration_seconds', 'Request duration')

# 模拟指标更新
requests_total.inc()
in_flight.set(5)
request_duration.observe(0.35)

# 输出Prometheus文本格式
print(generate_latest().decode('utf-8'))

执行验证：

python3 test_prometheus_client.py
# 预期输出包含以下行：
# HELP http_requests_total Total HTTP requests
# TYPE http_requests_total counter
# http_requests_total 1.0
# HELP http_in_flight_requests Current in-flight requests
# TYPE http_in_flight_requests gauge
# http_in_flight_requests 5.0

2.6 环境依赖关系与数据流

下图展示了各组件在压测巡检脚本中的协作关系：

2.7 环境验证清单

完成所有安装后，请逐项确认以下检查点：