Kubernetes权威指南 第一章：Kubernetes入门
Kubernetes是什么
- 官网
https://kubernetes.io/
中文版：https://kubernetes.io/zh/
- Kubernetes是谷歌十几年大规模容器管理经验的成果
- 是Borg的一个开源版本
- 基于容器技术的分布式架构方案
Service简介
- Kubernetes以Service为核心，Service有如下特征
- 唯一名称
- 拥有一个虚拟ip和端口
- 提供某种远程服务能力
- 被映射到提供这种服务能力的一组容器应用上
Pod简介
- Pod运行在Node主机中
- Pod是Kubernetes管理的最小运行单元
- 通常一个Node运行上百个Pod
- 每个Pod有一个特殊的Pause容器，负责网络栈和Volume挂载卷
- 只有提供服务的那组Pod才会被映射为一个服务
为什么要使用Kubernetes
一旦搭建好Kubernetes环境后，后续对于应用的部署与运维，使用Kubernetes就非常方便了
Hello World
Kubernetes的安装先不讲了
- 现在要做的事情是
- 使用Kubernetes部署MySQL与JavaWeb程序
- JavaWeb可以访问Kubernetes
- 基本步骤
- MySQL副本集
- MySQL Service
- JavaWeb副本集
- JavaWeb Service
下面的几个yaml文件在
https://github.com/nbcoolkid/learning/tree/master/k8s
MySQL RC
- mysql-rc.yaml
apiVersion: v1
# 表名这是一个副本集
kind: ReplicationController
metadata:
# RC的名称，全局唯一
name: mysql
spec:
# 期待的Pod数量
replicas: 1
selector:
app: mysql
# 根据此模板创建Pod副本
template:
metadata:
labels:
# Pod副本拥有的标签，对应RC的Selector
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sherry/mysql:5.7
ports:
# 容器应用监听的端口号
- containerPort: 3306
# 注入容器内的环境变量
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
value: "123456"注意这里的yaml文件，不可以有制表符，我们一律使用空格键代替
编写完文件后，使用apply命令做个文件格式检查
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl apply -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created- 创建RC
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created- 查看创建结果
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get rc
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 4m17s- 查看创建的Pod情况
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-wg9sp 1/1 Running 0 5m16s- dashboard
其实通过dashboard，也能看到启动情况
MySQL Service
- mysql-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service # 表名这是一个Kubernetes Service
metadata:
name: mysql # Service全局名称
spec:
ports:
- port: 3306 # Service对外提供的端口
selector:
app: mysql # Service对应的Pod拥有此标签，所有拥有此标签的pod都归我管- 创建Service
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f mysql-svc.yaml
service/mysql created- 查看创建结果
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 443/TCP 175m
mysql ClusterIP 10.105.55.185 3306/TCP 84s 可以发现，MySQL服务被分配了一个值为10.105.55.185的CLUSTER-IP，端口为3306
此时，Kubernetes集群中其他创建的Pod就可以通过这个ip 端口进行连接和访问了
这里的ip，是Service创建后由Kubernetes系统自动分配的，
其他Pod无法余弦知道，所以需要有一个服务发现机制来找到这个服务。
现在，我们根据Service的唯一名称获取到ip和端口
JavaWeb RC
- myweb-rc.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: myweb
spec:
replicas: 2
selector:
app: myweb
template:
metadata:
labels:
app: myweb
spec:
containers:
- name: myweb
image: kubeguide/tomcat-app:v1
ports:
- containerPort: 8080在Tomcat容器内部，应用将使用环境变量MYSQLSERVICEHOST的值连接MySQL，更安全的做法是使用服务的名称mysql进行访问
- 创建RC
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f myweb-rc.yaml
replicationcontroller/myweb created- 验证
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-ck4j5 1/1 Running 0 164m
myweb-8dhr9 1/1 Running 0 3m11s
myweb-nm75w 1/1 Running 0 3m11sJavaWeb Service
- myweb-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myweb
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 8080
nodePort: 30001
selector:
app: mywebtype: NodePort和nodePort: 30001，表明此Service开启了NodePort方式的外网访问模式
- 启动
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f myweb-svc.yaml
service/myweb created- 验证
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 443/TCP 5h47m
mysql ClusterIP 10.105.55.185 3306/TCP 174m
myweb NodePort 10.101.31.133 8080:30001/TCP 41s 验证
经过上述步骤，我们通过dashbaord查看到底启动了哪些服务
- Service
- RC
- Pod
我们可以使用 http://虚拟机ip:30001/demo/ 的方式来进行验证访问
那么怎么获取这个虚拟机的ip呢？
我这里使用的是minikube安装的Kubernetes环境，安装后，在虚拟机中的Linux，账号是root，密码为空
然后使用ipconfig|more命令就能看到ip
ok，至此，我们的hello world完毕
基本概念与术语
Kubernetes中的大部分概念，包括Node、Pod、Replication Controller、Service，都可以被看做一种资源对象
几乎所有的资源对象都可以通过kubectl进行增删改查操作，并持久化到etcd中
apiVersion:v1
声明当前这个资源对象归属于v1这个核心API
大部分的资源对象都归属于v1这个核心API
Master
Kubernetes集群的控制节点，一般在生产环境至少部署3台作为高可用
所有的Kubernetes指令都是发给Master，由Master去管理集群中的节点
- Master上运行着以下核心进程
- Kubernetes API Server：kube-apiserver，集群控制入口
- Kubernetes Controller Manager：kube-controller-manager，资源对象管理
- Kubernetes Scheduler：kube-scheduler，资源调度
- Master上通常还部署etcd服务，因为Kubernetes里的所有资源对象数据都保存在etcd中
Node
- 工作节点，运行应用程序
- Node上运行着以下核心进程
- kubelet：负责Pod对应容器的创建、启停，与Master的协作，实现集群管理
- kube-proxy：实现Kubernetes Service的通信，负载均衡的重要组件
- docker
- Node可以在Kubernetes运行期间动态加入集群
- 前提是Node节点已经安装好了上述核心进程
- 默认情况下，kubelet会向Master注册自己
- 如果某个Node失联，Master会触发“工作负载大转移”的自动流程
Pod
- Pod运行在Node上
- Pod有一个Pause根容器
- Pod内容器可以和Kubernetes集群中任意的Pod内的容器进行直接通信
- PodIP 容器端口=Endpoint，代表此Pod内的某个服务的对外通信地址
- 一般一个应用会暴露两个Endpoint，一个服务端口，一个管理端口
- 可以配置Pod对资源期望的最低要求和最高要求（CPU、内存）
resources:
# 设置一个较小的值，符合容器平时工作负载下的资源需求
requests:
# 内存占用，默认单位为字节，一般我们使用Mi，表示兆
memory: "64Mi"
# 以1/1000为最小单位，100m表示0.1个CPU
# 不管是在一个1Core的机器还是8Core的机器上，100m代表的含义都是一样的
cpu: "250m"
# 设置一个较大的值，符合容器峰值负载下的资源需求
# 当容器试图使用超过这个量的资源时，可能被Kubernetes杀掉并重启
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"Label
- Label是键值对，key和value均由用户自定义
- 一个Label可以被附加到多个资源上，一个资源可以定义任意数量的Label
- Label通常在资源定义时确定，也可以在对象创建后动态添加与删除
- Label定义后，通过 Label Selector（标签选择器）进行查询和筛选
- Selector有基于等式与基于集合两种
- name=redis-slave，匹配所有具备
- name!=redis-slave，匹配所有不具备
- name in (redis-master,redis-slave)
- name not in (pho-frontend)
- 多个表达式之间用
,分割 - 多个表达式之间是
AND关系
- matchLabels与matchExpressions
Replication Controller/Replica Set
- RC定义内容包括
- 期待Pod的数量
- 删选Pod的Label Selector
- Pod数量不满足时用于创建新Pod的template
- 一个完整的RC定义案例
确保拥有tier=frontend标签的Pod在Kubernetes集群中始终只有一个副本
- 删除RC，并不会删除通过该RC创建好的Pod
- 如果要删除RC对于的Pod，可以设置replicas值为0，然后更新RC
- kubectl提供stop、delete命令，来一次性删除RC及其对应的Pod
- 在应用升级的时候
- 其实就是一个新的容器镜像替代旧版本的过程
- 通过改变RC中Pod模板的镜像版本，实现滚动升级
Deployment
为了更好的解决Pod的编排问题，Deployment内部使用Replica Set
我们把Deployment当做一次RC的升级即可
Horizontal Pod Autoscaler
HPA用于实现Pod的横向自动扩容
StatefulSet
Service
Kubernetes内部的服务，最终是通过Service暴露出去的
Service整个生命周期内，拥有唯一不变的ip
Job
Volume
- Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录
- Kubernetes中的Volume概念、用途、目的，与Docker中的Volume类似，但又有不同
- Kubernetes中的Volume定义在Pod中
- Kubernetes中的Volume与Pod的生命周期相同，与容器不同
- Kubernetes支持多种文件系统的Volume，如：GlusterFS、Ceph等
Persistent Volume
Namespace
命名空间，一般用于实现多租户的资源个例
Annotation
ConfigMap
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