k8s基本概念、k8s对象、三个命令玩转所有的yaml写法、给vscode安装插件、kubectl和kubelet及自动补全

1、K8S基本概念

• 集群
  • master
  • worker
    • Node
• Pod
  • 应用最终以Pod为一个基本单位部署
• Label
  • 很多资源都可以打标签
• Deployment
  • 应用部署用它，deployment最终会产生Pod
• Service
  • 负载均衡机制

2、kubernetes Objects（k8s对象）

2.1、定义

• k8s里面操作的资源实体，就是k8s的对象，可以使用yaml来声明对象。然后让k8s根据yaml的声明创建出这个对象；kubectl create/run /expose…
• 操作 Kubernetes 对象 —— 无论是创建、修改，或者删除 —— 需要使用 Kubernetes API。比如，当使用 kubectl 命令行接口时，CLI 会执行必要的 Kubernetes API 调用
• Kubernetes对象指的是Kubernetes系统的持久化实体，所有这些对象合起来，代表了你集群的实际情况。常规的应用里，我们把应用程序的数据存储在数据库中，Kubernetes将其数据以Kubernetes对象的形式通过 api server存储在 etcd 中，具体来说，这些数据（Kubernetes对象）描述了：
  • 集群中运行了哪些容器化应用程序（以及在哪个节点上运行）
  • 集群中对应用程序可用的资源（网络，存储等）
  • 应用程序相关的策略定义，例如，重启策略、升级策略、容错策略
  • 其他Kubernetes管理应用程序时所需要的
  • scheduler先计算应该去哪个节点部署

2.2、对象的spec和status

每一个 Kubernetes 对象都包含了两个重要的字段：
  - spec 必须由您来提供，描述了您对该对象所期望的 目标状态
  - status 只能由 Kubernetes 系统来修改，描述了该对象在 Kubernetes 系统中的 实际状态
Kubernetes通过对应的 控制器，不断地使实际状态趋向于您期望的目标状态


### 最终一致。
## etcd保存的创建资源期望的状态和最终这个资源的状态要是一致的；spec和status要最终一致
## 1、kubectl create deployment my-nginx --image=nginx
## 2、api-server保存etcd，controller-manager最终解析数据，知道集群要my-nginx一份，保
## 存到etcd
## 3、kubelet就做一件事情，spec状态和最终状态一致
## 类似于一下代码
while(true) {
	if(my-nginx.replicas != spec.replicas) {
		kubelet.startPod();
	}
}

2.3、如何写任意资源的yaml（以Pod为例）

方式一:
kubectl run my-nginx --image=nginx  # 1. 先启动一个pod
kubectl get pod my-nginx666 -oyaml  # 2. 然后在集群中挑一个同类资源，获取出他的yaml文件

方式二:
kubectl run my-nginx --image=nginx --dry-run=client -oyaml   # 只是干跑一遍，并不会创建pod

2.4、pod的yaml文件

kind: Pod  # 资源类型 kubectl api-resources: 可以获取到所有资源
apiVersion: v1  # 同一个资源有可能有多个版本, 看 kubectl api-resources提示的
metadata:  # 每一个资源定义一些元数据信息
  labels:
      run: my-tomcat
  name: my-tomcat
spec: #资源的规格（镜像名、镜像的环境变量信息等等）
  containers:
  - image: tomcat
    name: my-tomcat
    resources: {}
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always

当您在 Kubernetes 中创建一个对象时，您必须提供

• 该对象的 spec 字段，通过该字段描述您期望的 目标状态
• 该对象的一些基本信息，例如名字

可以使用 kubectl 命令行创建对象，业可以编写 .yaml 格式的文件进行创建

以deployment为例子 (deployment.yaml)

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
    replicas: 2  # 运行 2 个容器化应用程序副本
    template:
      metadata:
        labels:
          app: nginx
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.7.9
          ports:
          - containerPort: 80

1、部署: kubectl apply -f deployment.yaml
2、移除: kubectl delete -f deployment.yaml
集群中所有的资源, k8s只依赖一个存储就是etcd

2.5、k8s对象yaml的结构

必填字段
在上述的 .yaml 文件中，如下字段是必须填写的：

• apiVersion 用来创建对象时所使用的Kubernetes API版本
• kind 被创建对象的类型
• metadata 用于唯一确定该对象的元数据：包括 name 和 namespace ，如果 namespace 为空，则默认值为 default
• spec 描述您对该对象的期望状态

不同类型的 Kubernetes，其 spec 对象的格式不同（含有不同的内嵌字段），通过 API 手册 可以查看 Kubernetes 对象的字段和描述。例如，假设您想了解 Pod 的 spec 定义，可以在 这里找到，Deployment 的 spec 定义可以在 这里 找到

https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubernetes-api/v1.23/ 这就是我们以后要完全参照的文档

2.6、管理k8s对象

同一个Kubernetes对象应该只使用一种方式管理，否则可能会出现不可预期的结果

# 1、命令式
kubectl run nginx --image nginx
kubectl create deployment nginx --image nginx
apply -f ： 没有就创建，有就修改
# 2、指令性
- 使用指令性的对象配置（imperative object configuration）时，需要向 kubectl 命令指定具体
的操作（create,replace,apply,delete等），可选参数以及至少一个配置文件的名字。配置文件中必须
包括一个完整的对象的定义，可以是 yaml 格式，也可以是 json 格式。
# 创建对象
kubectl create -f nginx.yaml
# 删除对象
kubectl delete -f nginx.yaml -f redis.yaml
# 替换对象
kubectl replace -f nginx.yaml
# 3、声明式
# 处理 configs 目录中所有配置文件中的Kubernetes对象，根据情况创建对象、或更新Kubernetes中已
经存在的对象。可以先执行 diff 指令查看具体的变更，然后执行 apply 指令执行变更；
kubectl diff -f configs/
kubectl apply -f configs/
# 递归处理目录中的内容：
kubectl diff -R -f configs/
kubectl apply -R -f configs/
# 移除
kubectl delete -f configs/

2.7、对象名称

Kubernetes REST API 中，所有的对象都是通过 name 和 UID 唯一性确定
可以通过 namespace + name 唯一性地确定一个 RESTFUL 对象，例如：
/api/v1/namespaces/{namespace}/pods/{name}

同一个名称空间下，同一个类型的对象，可以通过 name 唯一性确定。如果删除该对象之后，可以再
重新创建一个同名对象。
依据命名规则，Kubernetes对象的名字应该：

• 最长不超过 253个字符
• 必须由小写字母、数字、减号 - 、小数点 . 组成
• 某些资源类型有更具体的要求

下面的配置文件定义了一个 name 为 nginx-demo 的 Pod，该 Pod 包含一个 name 为 nginx 的
容器：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-demo ##pod的名字
spec:
  containers:
  - name: nginx ##容器的名字
    image: nginx:1.7.9
    ports:
    - containerPort: 80 UIDs

2.8、名称空间

Kubernetes 安装成功后，默认有初始化了三个名称空间：

• default 默认名称空间，如果 Kubernetes 对象中不定义 metadata.namespace 字段，该对象将放在此名称空间下
• kube-system Kubernetes系统创建的对象放在此名称空间下
• kube-public 此名称空间自动在安装集群是自动创建，并且所有用户都是可以读取的（即使是那些未登录的用户）。主要是为集群预留的，例如，某些情况下，某些Kubernetes对象应该被所有集群用户看到。

kubectl get namespaces
kubectl describe namespaces

2.9、标签和选择器

2.9.1、标签

标签（Label）是附加在Kubernetes对象上的一组名值对，其意图是按照对用户有意义的方式来标识
Kubernetes对象，同时，又不对Kubernetes的核心逻辑产生影响。标签可以用来组织和选择一组
Kubernetes对象。您可以在创建Kubernetes对象时为其添加标签，也可以在创建以后再为其添加标签。
每个Kubernetes对象可以有多个标签，同一个对象的标签的 Key 必须唯一，例如

metadata:
  labels:
    key1: value1
    key2: value2

2.9.2、标签选择器

通常来讲，会有多个Kubernetes对象包含相同的标签。通过使用标签选择器（label selector），用户/客户端可以选择一组对象。标签选择器（label selector）是 Kubernetes 中最主要的分类和筛选手段

#Job、Deployment、ReplicaSet 和 DaemonSet 同时支持基于等式的选择方式和基于集合的选择方式。
例如：
selector:
  matchLabels:
    component: redis
  matchExpressions:
    - {key: tier, operator: In, values: [cache]}
    - {key: environment, operator: NotIn, values: [dev]}

matchLabels 是一个 {key,value} 组成的 map。map 中的一个 {key,value} 条目相当于
matchExpressions 中的一个元素，其 key 为 map 的 key，operator 为 In， values 数组则只包含 value 一个元素。matchExpression 等价于基于集合的选择方式，支持的 operator 有 In、NotIn、Exists 和 DoesNotExist。当 operator 为 In 或 NotIn 时，values 数组不能为空。所有的选择条件都以 AND 的形式合并计算，即所有的条件都满足才可以算是匹配

#添加或者修改标签
kubectl label --help
# Update pod 'foo' with the label 'unhealthy' and the value 'true'.
kubectl label pods foo unhealthy=true
# Update pod 'foo' with the label 'status' and the value 'unhealthy',
overwriting any existing value.
kubectl label --overwrite pods foo status=unhealthy
# Update all pods in the namespace
kubectl label pods --all status=unhealthy
# Update a pod identified by the type and name in "pod.json"
kubectl label -f pod.json status=unhealthy
# Update pod 'foo' only if the resource is unchanged from version 1.
kubectl label pods foo status=unhealthy --resource-version=1
# Update pod 'foo' by removing a label named 'bar' if it exists.
# Does not require the --overwrite flag.
kubectl label pods foo bar-

2.10、注解annotation

字段选择器 （Field selectors ）允许您根据一个或多个资源字段的值筛选 Kubernetes 资源。 下面是一些使用字段选择器查询的例子:

• metadata.name=my-service
• metadata.namespace!=default
• status.phase=Pending

kubectl get pods --field-selector status.phase=Running 1

3、三个命令玩转所有的yaml写法

• kubectl get xxx -oyaml
• kubectl create deploy xxxxx --dry-run=client -oyaml
• kubectl explain pod.spec.xx

写完yaml 然后 kubectl apply -f 即可

4、给vscode安装插件

搜索kubernetes ， 安装 yaml 和 kubernetes template 插件即可
idea、pycharm等其他编辑器也有kubernetes插件

5、kubectl和kubelet

• kubeadm安装的集群，二进制后来就是 yum install etcd api-server
• 认识核心文件夹 /etc/kubernetes . 以Pod方式安装的核心组件。
  • etcd，api-server，scheduler。（安装k8s的时候，yum kubeadm kubelet kubectl）
• 集群安装的时候，为什么只有master节点的kubectl可以操作集群
• kubelet额外参数配置 /etc/sysconfig/kubelet；kubelet配置位置 /var/lib/kubelet/config.yaml

kubectl的所有命令参考：

kubectl controls the Kubernetes cluster manager.

 Find more information at: https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/overview/

Basic Commands (Beginner):  # 初学者掌握的命令
  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           在集群中运行一个指定的镜像
  set           为 objects 设置一个指定的特征

Basic Commands (Intermediate):  # 基础命令
  explain       Get documentation for a resource
  get           显示一个或更多 resources
  edit          在服务器上编辑一个资源
  delete        Delete resources by file names, stdin, resources and names, or by resources and label selector

Deploy Commands:  # 部署用的命令
  rollout       Manage the rollout of a resource
  scale         Set a new size for a deployment, replica set, or replication controller
  autoscale     Auto-scale a deployment, replica set, stateful set, or replication controller

Cluster Management Commands:  # 集群管理的命令
  certificate   修改 certificate 资源.
  cluster-info  Display cluster information
  top           Display resource (CPU/memory) usage
  cordon        标记 node 为 unschedulable
  uncordon      标记 node 为 schedulable
  drain         Drain node in preparation for maintenance
  taint         更新一个或者多个 node 上的 taints

Troubleshooting and Debugging Commands:  # debug调试使用的命令
  describe      显示一个指定 resource 或者 group 的 resources 详情
  logs          输出容器在 pod 中的日志
  attach        Attach 到一个运行中的 container
  exec          在一个 container 中执行一个命令
  port-forward  Forward one or more local ports to a pod
  proxy         运行一个 proxy 到 Kubernetes API server
  cp            Copy files and directories to and from containers
  auth          Inspect authorization
  debug         Create debugging sessions for troubleshooting workloads and nodes

Advanced Commands:  # 高阶命令
  diff          Diff the live version against a would-be applied version
  apply         Apply a configuration to a resource by file name or stdin
  patch         Update fields of a resource
  replace       Replace a resource by file name or stdin
  wait          Experimental: Wait for a specific condition on one or many resources
  kustomize     Build a kustomization target from a directory or URL.

Settings Commands:  # 设置
  label         更新在这个资源上的 labels
  annotate      更新一个资源的注解
  completion    Output shell completion code for the specified shell (bash, zsh or fish)

Other Commands:  #其他
  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        修改 kubeconfig 文件
  plugin        Provides utilities for interacting with plugins
  version       输出 client 和 server 的版本信息

Usage:
  kubectl [flags] [options]

Use "kubectl  --help" for more information about a given command.
Use "kubectl options" for a list of global command-line options (applies to all commands).

6、自动补全

# 安装
yum install bash-completion
# 自动补全
echo 'source <(kubectl completion bash)' >>~/.bashrc
kubectl completion bash >/etc/bash_completion.d/kubectl
source /usr/share/bash-completion/bash_completion