K8S基本概念视频教学学习笔记

K8S基本概念-视频教学-学习笔记

 

 

Rancher官方免费培训视频网址：

视频网址：http://v.youku.com/v_show/id_XMjg5MTM5MjMxNg

视频时长：56分钟

 

目录：

1、配置Rancher和Kubernetes

2、K8S CLI: kubectl使用

3、容器组Pods

4、部署应用Deplotments

5、服务Services

6、配置管理Configmaps

7、负载均衡Ingresses

 

1、配置Rancher和Kubernetes

 

官方文档地址：http://rancher.com/docs/rancher/v1.6/en/kubernetes/

 

K8S电子书：概念介绍、部署扩容、升级监控等

http://info.rancher.com/deploying-scaling-kubernetes-ebook

 

3、容器组Pods

K8S的Pod概念：

 

-最小的调度单位

-包含一个或多个container

-每个pod有一个唯一的IP地址（不是每个容器有一个唯一的IP地址，Rancher中每个容器有一个IP地址）

-一个Pod中的容器可以通过localhost相互通信（一个Pod中的多个容器共享网络、IPC等命名空间）

-Pod中通常只有一个容器

-一般情况下，可以把Pod等同于Container

 

2、K8S CLI: kubectl

 

kubectl get node  #获取节点信息

helm version   #查看helm工具版本，部署较麻烦

 

在Rancher的K8S CLI页面中，

会自动生成kubectl命令行连接配置文件，

可以复制，也可以下载，无需我们编辑，

将K8S的kubectl配置文件的信息存放到：~/.kube/config，

这样就可以在shell中使用kubectl命令行工具连接到K8S。

 

可以通过复制，然后vi工具中粘贴

vi ~/.kube/config

这样在安装kubectl命令行工具的机器上，

就可以去连接到和管理K8S集群了，

这是Rancher带来的方便之处。

 

如何使用kubectl命令行创建一个Pod?

先用vi工具，编辑一个yaml文件，文件名随意，文件内容需要参考资料。

 

#编辑一个shell-pod.yaml文件

vim shell-pod.yaml

 

#使用刚刚创建的yaml文件，创建一个pod，-f参数指定一个文件

kubectl create -f shell-pod.yaml  

 

#查看是否已经创建了一个新的Pod，获得Pod状态

kubectl get pod   

 

#进入到shell容器中，执行bash命令

kubectl exec -it shell bash   

 

#编辑一个nginx Pod的yaml文件

vim nginx-pod.yaml  

 

#根据nginx-pod.yaml文件的内容，创建一个nginx pod。

kubectl create -f nginx-pod.yaml    

 

在K8S集群的不同Pod的IP地址是相同网段的，他们之间是可以相互访问的。

 

#访问容器IP的80端口，看是否有输出

curl 10.42.x.x

 

#查看nginx pod 的详细详细，非常详细！

kubectl describe pod nginx   

 

#编辑一个复杂的Pod配置文件，

#包括版本、类型、名字，镜像、端口、环境变量、数据卷、网络等

vim full-pod.yaml  

 

full.pod.yaml文件内容：

 

apiVersion: v1

kind:Pod

metadata:

  name:full

spec:

  containers:

  - name:full

    image:nginx

    ports:

      - containerPort:80

    env:

      - name:EXAMPLE_ENV_VARIABLE

        value:example_value

    volumemounts:

      -mountPath:/container-dir

       name:example-volume

  volumes:

    - name:example-volume

      hostPath:

         path:/host-dir

  nodeSelector:

      disktype:ssd

  hostNetwork:true

 

以上配置文件与docker-compose.yml非常类似

 

 

4、部署应用Deplotments

 

Deployments：（部署应用）

- Pods之上的一层抽象

- 定义一组Pods期望的数量和状态

- 通常不直接运行Pods,而是使用Deployments

  （在Docker中，通常不直接使用容器，而是使用服务）

  （一个服务包含多个容器，可以动态扩充和收缩资源）

  （K8S也是一样的，Deployments对应Service）

- 一台机器宕机，其上的Pod也消失，该Pod不会自动在其他机器上启动。

- Deployments就可以处理这样的情况，规定3个Pods，发现有一个失效，会自动再启动一个Pod

 

 

vim nginx-deployment.yaml  #编辑一个deployment配置文件：

 

apiVersion:extensions/vibeta1

kind:Deployment

metadata:

  name:nginx

spec:

  replicas:3

  template:

    metadata:

      labels:

        app:nginx

    spec:

      containers:

      - name:nginx

        image:nginx:1.12

        ports:

        - containerPort:80

 

在Deployments的配置文件中，可以定义Pod的配置，包含的关系

还可以定义Pod配置文件中没有的，模板和副本数量：replicas、template，

 

#在K8S中创建nginx-deployments

kubectl create -f nginx-deployment.yaml

 

#查看deployments的信息

kubectl get deployment   

 

#删除名为nginx-1234567-xyz的Pod

kubectl delete pod nginx-1234567-xyz   

 

删除Deployments所管辖的一个Pod，会自动再创建一个Pod。

 

使用kubectl命令，更改已经存在的Deployment信息，比如扩充或减少Pod的数量

 

#将deployment/nginx的Pod数量由原来的3个调整为2个

kubectl scale deployment/nginx --replicas=2   

 

#再次查看Pod状态，可以发现已经自动少了一个nginx-1234567-xxx Pod

kubectl get pod   

 

kubectl edit deployment nginx  

#启动vi编辑器，修改deployment nginx 的配置文件，

可以将Deployments nginx中的Pods数量replicas 改为3

 

#像编辑vi一样，保存退出以后，再查看Pod数量，

发现已经自动增加运行了一个Pod

kubectl get pod

 

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml  

#根据yaml配置文件的内容，更新Deployments，比create功能更强，

#比如修改了yaml中nginx镜像的版本到新的版本，

#使用kubectl apply -f nginx-deployment.yaml后，

#会自动删除原有的Pods，并创建新的Pods。

 

#查看某个Pod的详细信息

kubectl describe pod [nginx-pod-name]  

 

#查看某个deployment的详细定义文件，其中包含了状态，可以用来对比

kubectl get deployment nginx -o yaml   

 

 

Replication Controller & Replica Set

 

--不要为他们操心，

--交由Deployments自动创建和管理，

--之前的K8S版本使用这些功能，用于维护Pod的数量，新的版本都不用了

 

#获取 Replica Set的数量

kubectl get rs  

 

5、服务Services

 

Services

--有一个唯一的DNS名字（DNS entry）

--为一组Pods提供始终一致的端点

--功能上和Loadbalancer相似

--K8S中Pod会消亡，并且不会自动起来，通过Deployments再起来的已经不是原来的Pod，而是新的Pod，Pod的IP也会发生改变，这时候就需要一个始终一致的端点，DNS指向不同的Pod的IP地址。

--一个Service关联一组Pods,每次访问Service，会将请求发送给其中一个Pod。

 

 

vim nginx-service.yaml   

#编辑一个nginx-service.yaml文件,定义一个nginx service，内容如下：

 

kind:Service

apiVersion:v1

metadata:

  name:nginx

spec:

  selector:

    app:nginx

  ports:

    - name:main

      protocal:TCP

      port:8080

      targetPort:80

    - name:secondary

      protocal:TCP

      port:80

      targetPort:80

 

#根据yaml文件的定义，创建一个nginx服务

kubectl create -f nginx-service.yaml

 

#查看服务（包括名称、集群IP、外部IP、端口等）

kubectl get svc   

 

再创建一个同网段的Shell容器，使用Curl工具访问域名，

curl nginx.default.svc.cluster.local:8080

curl nginx.default.svc.cluster.local:80   

#同样也可以访问，因为在yaml文件中，定义了两个端口

 

通过查看/etc/resolv.conf 域名配置文件，

我们可以看到自动包含了以下域名：

nameserver 10.43.0.x

search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local kubelet.kubernetes.rancher.internal kubernetes.rancher.internal rancher.internal

 

因为包含以上几个搜索域，

所以可以直接使用curl nginx来替代长的域名

curl nginx

curl nginx.default.svc.cluster.local

这两种方法都可以访问相同的服务Service。

 

 

 

 

 

6、配置管理Configmaps

 

Configmaps

 

--用来做配置管理的，存储配置参数和配置文件

--可以作为环境变量暴露给Pod使用

--可以作为本地存储的方式暴露给Pod使用

 

 

vi test-cm.yaml  

#编辑一个Configmaps配置文件，内容如下：

 

apiVersion:v1

kind:ConfigMap

metadata:

  name:test-cm

data:

  key1:value1

  key2:value2

 

#根据配置文件，创建ConfigMap 配置变量。

kubectl create -f test-cm.yaml   

 

#查看configmap配置变量，只显示test-cm名字，不显示键值内容

kubectl get configmap  

 

创建好了configmap配置变量以后，我们可以在其他的pod中引用：

 

vim cm-as-env.yaml  

#再创建一个Pod，应用test-cm配置变量中的键值，文件内容：

 

apiVersion:v1

kind:Pod

metadata:

  name:env-cm-pod

spec:

  containers:

    - name:test-container

      image:ubuntu

      command:["sleep","infinity"]

      env:

        - name:PRIMARY_KEY

          valueFrom:

            configMapKeyRef:

              name:test-cm

              key:key1

        - name:SECONDARY_KEY

          valueFrom:

            configMapKeyRef:

              name:test-cm

              key:key2

 

kubectl create -f cm-as-env.yaml   

#根据上述配置内容，创建容器env-cm-pod

该pod以Ubuntu镜像为基础，启动后什么也不做，

该pod使用了两个配置变量，这两个配置变量是存储在test-cm这个ConfigMap中的。

 

#查看Pod

kubectl get pod   

 

#进入到Pod的shell中：

kubectl exec -it env-cm-pod bash

env   

#查看系统变量，可以看到这个Pod中有PRIMARY_KEY=value1这个变量以及SECONDARY_KEY=value2

 

 

另一种configmap存储配置方式：cm-as-volume

vi cm-as-volume.yaml   

#编辑一个configmap配置文件cm-as-volume.yaml

通过本地存储的方式获取configmap,内容如下：

 

apiVersion:v1

kind:Pod

metadata:

  name:volume-cm-pod

spec:

  containers:

    - name:test-container

      image:ubuntu

      command:["sleep","infinity"]

      volumeMounts:

        - name:config-volume

          mountPath:/etc/config

  volumes:

    - name:config-volume

      configMap:

        name:test-cm

 

#根据yaml文件创建volume-cm-pod

kubectl create -f cm-as-volume.yaml   

 

#查看Pod

kubectl get pod  

 

#进入到volume-cm-pod 的shell中查看

kubectl exec -it volume-cm-pod bash  

 

在容器中查看/etc/config目录

ls /etc/config   

#可以看到该目录下有key1/key2文件

 

cat /etc/config/key1  #显示key1文件的内容，即变量的值

cat /etc/config/key2  #显示key2文件的内容，即变量的值

文件名==键

文件内容=值

 

 

configmap 的作用：

多个deployments需要用到相同的一组配置参数，就不需要重复，可以利用configmap的功能来实现，减少维护的负担。

 

 

在使用Nginx镜像时，如果配置文件比较复杂，

通常把配置文件mount进容器中去。

docker run --name mynginx -p 8080:80 -v /host/path/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro -d nginx

 

在K8S环境下，不能直接mount一台主机目录到容器中去，因为K8S是集群的概念，不知道容器运行在那台主机上，不能直接映射某台主机的目录到容器中。

可以把nginx的配置写到configmap中，在需要时，直接从configmap中去拿配置信息。

 

 

举例：有一个nginx的配置文件：default.conf文件，配置内容：

 

server{

    listen80;

    server_namelocalhost;

 

    location / {

        proxy_pass http://rancher.com/;

    }

 

    error_page  500 502 503 504 /50x.html;

    location * /50x.html {

        root   /usr/share/nginx/html;

    }

 

}

 

 

重要的命令：

自动的从一个配置文件创建configmap 配置文件!!!configmap的名字为proxy-cm

kubtctl create configmap proxy-cm --from-file=default.conf

 

#查看生成的yaml文件是这个样子的：

kubectl get configmap proxy-cm -o yaml

 

##**kubectl命令行中使用 -o yaml参数文件，以yaml文件的形式显示。

在这个yaml文件中，这是一个configmap yaml文件，

key是文件名

value是文件的内容

 

 

vim proxy-deployment.yaml  

#在部署文件中，引用存储在configmap中的nginx的配置文件，内容如下：

 

apiVersion:extensions/v1beta1

kind:Deployment

metadata:

  name:proxy

spec:

  replicas:2

  template:

    metadata:

      labels:

        app:proxy

    spec:

      containers:

        - name:proxy

          image:nginx:1.12

          ports:

          - containerPort:80

          volumeMounts:

          - name:config-volume

            mountPath:/etc/nginx/conf.d/

      volumes:

        - name:config-volume

          configMap:

            name:proxy-cm

 

 

kubectl create -f proxy-deployment.yaml   

#创建一个Deployments，在其中引用configmap配置文件。

 

 

vim proxy-service.yaml  

#创建一个proxy 服务Service的yaml文件，内容：

 

kind:Service

apiVersion:v1

metadata:

  name:proxy

spec:

  selector:

    app:proxy

  ports:

    - protocal:TCP

      port:80

      targetPort:80

 

 

#创建这个proxy Service:

kubectl create -f proxy-service.yaml

 

定义的服务名称叫 proxy

 

可以在其中一个pod的shell中，使用curl访问 这个proxy:

curl proxy

 

(proxy是一个服务，会自动通过DNS进行解析，见前面的Service介绍)

这个示例proxy的作用是将所有80端口的访问都转向rancher.com

 

7、负载均衡Ingresses

 

ingresses

 

--定义K8S集群之外的网络流量如何路由到集群中的

--用来向外暴露K8S服务Service

--可以根据host，path等变量路由到内部服务。

--相当于一个7层转发。

 

在Rancher搭建的K8S环境下，

会自动创建一个ingress Controller，无需自己再搭建。

Rancher会创建一个Rancher的LB，并把ingress的配置映射到Rancher的LB上，

 

在Rancher的K8S环境的基础架构中，

会有一个kubernetes-ingress-lbs

可以将网络之外的流量导入到K8S集群的Pod内。

 

#创建一个ingress示例，内容如下：

vim ingress.yaml  

apiVersion:extensions/v1beta1

kind:Ingress

metadata:

  name:proxy

  annotations:

    http.port:"9000"

spec:

  backend:

    serviceName:proxy

    servicePort:80

 

---

 

apiVersion:extensions/v1beta1

kind:Ingress

metadata:

  name:nginx

  annotations:

    http.port:"9001"

spec:

  backend:

    serviceName:nginx

    servicePort:80

 

 

以上一个yaml配置文件中包含2个ingress配置，使用3个-分割！！3个-分割！！3个-分割！！

 

#根据上述yaml配置文件，创建两个ingress(一个名叫proxy、一个名叫nginx)

kubectl create -f ingress.yaml   

#查看刚才创建的ingress情况，包括名字、主机、IP地址、端口等

kubectl get ingress  

 

两个ingress将不同的外部端口访问流量，导向不同的内部服务Service。

本示例中proxy服务将流量转发到rancher.com网站，

本示例中nginx服务将流量转发到集群内的Deployments的Nginx上，

 

外部访问-->RancherLB-->ingress-->service-->deployment-->pods

RancherLB(Rancher中的应用名称为kubernetes-ingress-lbs：包含default-rancherlb-nginx、default-rancherlb-proxy,将流量分别导向K8S的两个ingress：nginx和proxy)

 

参考网站：

K8S文档：

https://kubernetes.io/docs

https://kubernetes.io/docs/resources-reference/v1.6

 

官方文档地址：

http://rancher.com/docs/rancher/v1.6/en/kubernetes/

 

K8S电子书：概念介绍、部署扩容、升级监控等

http://info.rancher.com/deploying-scaling-kubernetes-ebook