dianyeyu0359

Kubernetes快速入门

二、Kubernetes快速入门

（1）Kubernetes集群的部署方法及部署要点

（2）部署Kubernetes分布式集群

（3）kubectl使用基础

1、简介

kubectl就是API service的客户端程序，通过连接master节点上的API service实现k8s对象、资源的增删改查操作。

对象：node、pod、service、controller（replicaset，deployment，statefulet，daemonset，job，cronjob）

2、子命令

分类

#基本命令

Basic Commands (Beginner：初级):
create ：Create a resource from a file or from stdin.
expose ：Take a replication controller, service, deployment or pod and expose it as a new Kubernetes Service
run ：Run a particular image on the cluster
set ：Set specific features on objects

Basic Commands (Intermediate：中级):
explain ：Documentation of resources
get ：Display one or many resources
edit ：Edit a resource on the server
delete ：Delete resources by filenames, stdin, resources and names, or by resources and label selector

Deploy Commands（部署命令）:
rollout ：Manage the rollout of a resource #回滚
scale ：Set a new size for a Deployment, ReplicaSet, Replication Controller, or Job #手动改变应用程序的规模
autoscale ：Auto-scale a Deployment, ReplicaSet, or ReplicationController #自动改变

Cluster Management Commands（集群管理命令）:
certificate ：Modify certificate resources. #证书
cluster-info ：Display cluster info #集群信息
top ：Display Resource (CPU/Memory/Storage) usage.
cordon ：Mark node as unschedulable #标记节点不可被调用
uncordon ：Mark node as schedulable
drain ：Drain node in preparation for maintenance #排干节点
taint ：Update the taints on one or more nodes #给节点增加污点

Troubleshooting and Debugging Commands（故障排除和调试命令）:
describe ：Show details of a specific resource or group of resources #描述资源的详细信息
logs ：Print the logs for a container in a pod
attach ：Attach to a running container
exec ：Execute a command in a container
port-forward ：Forward one or more local ports to a pod #端口转发
proxy ：Run a proxy to the Kubernetes API server
cp ：Copy files and directories to and from containers.
auth ：Inspect authorization

Advanced Commands（高级命令）:
apply ：Apply a configuration to a resource by filename or stdin
patch ：Update field(s) of a resource using strategic merge patch
replace ：Replace a resource by filename or stdin
wait ：Experimental: Wait for a specific condition on one or many resources.
convert ：Convert config files between different API versions

Settings Commands（设置命令）:
label ：Update the labels on a resource #标签，有长度限制
annotate ：Update the annotations on a resource #注解
completion ：Output shell completion code for the specified shell (bash or zsh) #命令补全

Other Commands:
alpha ：Commands for features in alpha
api-resources ：Print the supported API resources on the server
api-versions ：Print the supported API versions on the server, in the form of "group/version"
config ：Modify kubeconfig files
plugin ：Provides utilities for interacting with plugins.
version ：Print the client and server version information

Usage:
kubectl [flags] [options]

3、创建Pod

创建一个控制器名为nginx-deploy，镜像版本为nginx:1.14-alpine的Pod，暴露端口80，副本为1

[root@master ~]# kubectl run nginx-deploy --image=nginx:1.14-alpine --port=80 --replicas=1

如下图，此时可以看出创建成功了，而且在node02节点上，网段是10.244.2.0/24，而node01节点的网段是10.244.1.0/24。

可通过node01节点进行访问试试，而10.244.2.2是pod地址，只能在k8s集群中内部才能访问。

Pod的客户端有两类：其他Pod和集群外的客户端。

现在我们把nginx-deploy-5b595999-2q6j5删除，然后控制器会自动创建一个新的Pod，如下图：

而此时Pod的ip为10.244.1.2，因此需要给Pod一个固定端点来进行访问，而这个固定端点是有servcie创建的

service的类型有：ClusterIP、NodePort、LoadBalancer、ExternalName。默认是ClusterIP，意思是这个service只有一个service IP，只能在集群内被各Pod客户端访问，而不能被集群外部的客户端访问。

创建service命令：kubectl expose deployment（控制器类型）nginx-deploy（控制器名称） --name 服务名 --port=service端口 --target-port=Pod的端口（即容器端口）

这样就可以通过固定的service的IP（10.98.39.54）来访问nginx了

不仅可以通过访问service的ip来访问Pod，也可以通过service的服务名来访问，前提是Pod客户端需要能解析这个服务名，解析时需要依赖Core-dns服务。而物理机上的解析文件/etc/resolv.conf中的解析的IP不是Core-dns，可以通过master节点查看，命令为：kubectl get pods -n kube-system -o wide。如下图：

而coredns也有服务名，叫kube-dns，如下图：

如果从master节点上创建一个Pod客户端来访问其他Pod，它的dns服务直接指定到kube-dns的IP上。

因此在各个Pod客户端之外解析的时候要加上搜索域，例如，在clinet这个Pod之外的master节点上解析就需要加上搜索域：

此时可以将这个nginx的Pod删除，当控制器再次自动创建时，Pod的ip已经变为10.244.1.3，然后再次访问servic的ip和服务名都可以访问得到。

通过service的ip和服务名访问Pod，不管Pod是如何变化，它都是根据service的标签选择器来判断的

如何验证，我们可以在master节点查看各Pod的标签选择器

同理，service的ip也动态生成的，当你删除service，再创建相同的service的话，ip已经是另外一个。

同理，Pod是根据标签选择器归为一类，而控制器，例如deployment也是根据标签选择器归为一类。

4、集群外部访问Pod

修改service中spec的type即可，将其改为NodePort

此时就可以在集群外部，通过节点ip:30020来访问Pod了。

（4）命令式应用部署、扩缩容、服务暴露

1、扩、缩容Pod

创建一类名为myapp的Pod，副本为2个，可以kubectl get deployment -w进行实时监控创建情况

同时也创建一个service，服务名为myapp

通过Pod客户端来访问进行验证，访问服务名myapp是可以看到Hell MyApp，然后也可以访问hostname.html查看Pod名称

通过循环语句来验证是随机访问这两个Pod的

在副本为2的基础上，进行扩容为5个

2、升级Pod

kubectl set image 控制器名称 Pod名容器名=镜像：版本

注：容器名可以指多个，是指Pod内中的各层容器

将myapp版本更新为v2

kubectl set image deployment myapp myapp=ikubernetes/myapp:v2

通过rollout进行查看更新状态

3、回滚

三、资源配置清单及Pod资源

（1）Kubernetes API中的资源配置格式

Restful定义：representational state transfer(表象性状态转变)或者表述性状态转移，详解见：https://blog.csdn.net/hzy38324/article/details/78360525?utm_source=gold_browser_extension

Restful中的状态get、put、delete、post通过kubectl run,get,edit等命令展现出来

（2）资源类型、API群组及其版本介绍

1、资源类型

k8s中所有内容抽象为资源，资源实例化后称为对象。

workload（工作负载）：Pod，ReplicaSet，Deployment，StatefulSet，DaemonSet，Job，Cronjob等

服务发现及均衡：Service，Ingress等

配置与存储：Volume，CSI等

　　ConfigMap，Secret

　　DownwardAPI

集群级资源：Namespace，Node，Role，ClusterRole，RoleBinding,ClusterRoleBinding

元数据型资源：HPA，PodTemplate，LimitRange　　

（3）Pod资源及其配置格式

1、yaml格式

# yaml格式的pod定义文件完整内容：
apiVersion: v1        #必选，api版本号（或者组名+版本号：group/version。而group省略，则表示core（核心组）的意思），例如v1就是核心组
kind: Pod       #必选，资源类别，例如：Pod
metadata:       #必选，元数据（内部需要嵌套二级、三级字段）
  name: string        #必选，Pod名称
  namespace: string     #必选，Pod所属的命名空间
  labels:       #自定义标签
    - name: string      #自定义标签名字
  annotations:        #自定义注释列表
    - name: string
spec:         #必选，规格即定义创建的资源对象应该要满足什么样的规范。Pod中容器的详细定义
  containers:       #必选，Pod中容器列表
  - name: string      #必选，容器名称
    image: string     #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent]  #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像，否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    command: [string]     #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]      #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string      #容器的工作目录
    volumeMounts:     #挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string      #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string     #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean     #是否为只读模式
    ports:        #需要暴露的端口库号列表
    - name: string      #端口号名称
      containerPort: int    #容器需要监听的端口号
      hostPort: int     #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string      #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:        #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string      #环境变量名称
      value: string     #环境变量的值
    resources:        #资源限制和请求的设置
      limits:       #资源限制的设置
        cpu: string     #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string      #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests:       #资源请求的设置
        cpu: string     #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string      #内存清楚，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe:      #对Pod内个容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可
      exec:       #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]   #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:        #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:      #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0   #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0    #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0     #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged: false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启，OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该Pod
    nodeSelector: obeject   #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:     #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
    - name: string
    hostNetwork: false      #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
    volumes:        #在该pod上定义共享存储卷列表
    - name: string      #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
      emptyDir: {}      #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
      hostPath: string      #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
        path: string      #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
      secret:       #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secre对象到容器内部
        scretname: string   
        items:      
        - key: string
          path: string
      configMap:      #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string

（4）使用配置清单创建自主式Pod资源

创建资源的方法：

　　apiserver仅接收JSON格式的资源定义；

　　yaml格式提供配置清单，apiserver可自动将其转为json格式，而后再提交；

命令：kubectl api-versions可以查看所有API 群组/版本

其中Pod是最核心资源因此属于核心组即v1，像控制器属于应用程序管理核心资源因此他们是apps组，即apps/v1。

大部分资源的配置清单格式都由5个一级字段组成：

apiVersion：api版本号

kind：资源类别

metadata：元数据

name：同一类别下的name是唯一的
        namespace：对应的对象属于哪个名称空间
        labels：标签，每一个资源都可以有标签，标签是一种键值数据
        annotations：资源注解
        
        每个的资源引用方式(selflink)：
            /api/GROUP/VERSION/namespace/NAMESPACE/TYPE/NAME

spec：用户定义一个资源对象应该所处的目标状态，也叫期望状态（可自定义）（disired state）

status：显示资源的当前状态（只读），本字段由kubernetes进行维护（current state）

K8s存在内嵌的文档格式说明，可以使用kubectl explain 进行查看，如查看Pod这个资源需要怎么定义：

[root@k8s-master ~]# kubectl explain pods
KIND:     Pod
VERSION:  v1

DESCRIPTION:
     Pod is a collection of containers that can run on a host. This resource is
     created by clients and scheduled onto hosts.

FIELDS:
   apiVersion    <string>
     APIVersion defines the versioned schema of this representation of an
     object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal
     value, and may reject unrecognized values. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#resources

   kind    <string>
     Kind is a string value representing the REST resource this object
     represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits
     requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds

   metadata    <Object>
     Standard object's metadata. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#metadata

   spec    <Object>
     Specification of the desired behavior of the pod. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status

   status    <Object>
     Most recently observed status of the pod. This data may not be up to date.
     Populated by the system. Read-only. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status