【K8s】 资源管理命令-陈述式

一、资源管理介绍

1、资源管理概念

在kubernetes中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理kubernetes

//kubernetes的本质就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，起始就是在kubernetes集群中运行一个个容器，并将指定的程序跑在容器中。

kubernetes的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在pod中，而kubernetes一般也不会直接管理pod，而是通过pod控制器来管理pod的。

Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod，kubernetes提供了service资源实现这个功能。

当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种存储系统

学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、service、存储等各种资源进行操作。
 

2、资源管理方式

命令式对象管理： 直接使用命令去操作kubernetes资源

• 也叫陈诉式管理方法：通过命名式语句来实现对资源管理。

kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80

 命令式对象配置： 通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

kubectl create/path -f nginx-pod.yaml

声明式对象配置： 通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源

kubectl apply -f nginx-pod.yaml

类型	操作对象	使用环境	优点	缺点
命令式对象管理	对象	测试	简单	只能操作活动对象，无法审计、跟踪
命令式对象配置	文件	开发	可以审计、跟踪	项目大时，配置文件多
声明式对象配置	目录	开发	支持目录操作	意外情况下难以调试

 

二、 陈述式对象管理

1、基本概念

• kubernetes集群管理资源的唯一入口是通过相应的方法调用apiserver的接口。
• kubectl是官方的CTL命令行工具，用于与apiserver进行通信，将用户在命令行输入的命令，组织并转化为apiserver能识别的信息，进而实现管理k8s各种资源的一种有效途径。

kubectl 命令

• kubectl 是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身记性管理，并能够在集群上进行容器化应用安装部署。

kubectl命令语法格式如下

• kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过kubectl api-resources进行查看

kubectl [command] [type] [name] [flags]

command: //指定要对资源执行的操作，例如：create、get、delete

type: //指定资源类型，比如deployment、pod、service

name: //指定资源的名称，名称大小写敏感

flags: //指定额外的可选参数

经常使用的操作命令

• kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过kubectl --help 进行查看

2、基础命令使用

kubectl version
#查看版本信息(服务端和客户端版本都可查看到)

kubectl api-resources
#查看资源对象简写以及版本

kubectl cluster-info
#查看集群信息

source <(kubectl completion bash)
//可以将此条命令放入到环境变量中，每次开机都会执行自动补全命令
#配置kubectl 自动补全
###命令放在/etc/profile 或者/root/.bashrc

journalctl -u kubelet -f
#node节点查看日志

kubectl get pods -w
#持续监听pod的状态信息

 

 

3、基本信息查看（kubectl get）

kubectl get [-o wide|json|yaml] [-n namespace]
#获取资源的相关信息，-o指定输出格式，-n 指定命令空间

// :可以是具体资源名称，如pods
//nginx-xxx: 也可以是资源类型，如pod，或all(仅展示几种核心资源，并不完整)

kubectl get pods
#查看当前默认命令空间(defaults)的pods信息

kubectl get pods -n kube-system
#查看指定的kube-system命名空间的资源

kubectl get pods -owide
#查看默认命名空间的pod详细信息

kubectl get pods -A 或者 kubectl get pods --all-namespace
#查看所有命名空间的pod资源信息

kubecrl get pods -A -owide
#查看所有命名空间下的pod资源信息，并显示详细信息

kubectl get pods --show-labels 
#查看当前默认的命令空间的下的pods的标签类型信息

kubectl get pods --show-labels -A
#查看所有命令空间下的标签信息

kubectl get pods -A -l app
#查看所有命名空间下，仅显示标签为app的资源

kubectl get pods -l app=nginx-ydq
#查看默认命名空间下的标签为nginx-ydq的资源

kubectl get cs
#查看服务组件状态信息

kubectl get nodes 
#查看node节点集群的信息

kubectl get ns
#查看命令空间资源(用于允许不同 命名空间 的 相同类型 的资源 重名的)

kubectl get deployment
#查看deployment的pod控制器

kubectl get all
#查看默认命名空间下的所有资源

kebectl get svc 
#查看service信息

 

 

 

常用命令参数总结

 --all-namespace 或 -A   //表示显示所有的命令空间
--show-labels //显示所有标签
-l app //仅显示标签为app的资源
-n  //指定命令空间
-owide //显示详细信息

 

4、增删等操作

创建pod资源

• 创建pod资源分为两种，一种为 自主式pod ，一种为 控制器pod
• **自主式pod ** 创建无法指定副本数量，当pod挂掉后，不会进行重建，可直接删除。
• 控制器pod 创建可以设置副本数量，且当pod挂掉后，pod控制器会重新创建，要想删除只能删除pod控制器。

kubectl create ns app
#创建命名空间app

kubectl delete ns app
#删除命名空间app

kubectl create deployment nginx-ydq --image=nginx --port=80 --replicas=2 -n kube-public 
#在命名空间kube-public创建副本控制器(deployment)来启动pod，并创建2个副本(pod名称它会随机)
//删除它只能删除的pod控制器，删除控制器后，pod控制器下面的所有pod都会删除
###注意！！！！pod控制器，不能单独创建，基本是和创建pod一起制定创建pod控制器。

kubectl run nginx-ydq2 --image=nginx -n kube-public
#直接创建自主式pod(挂掉后不会重建，没有pod控制器)
//可以直接删除这个pod，它没有pod控制器

kubectl describe deployment nginx-ydq -n kube-public
#查看nginx-ydq的pod控制器的详细信息，

kubectl describe pods 【pod名称】 -n kube-public
#查看某个pod的详细信息

kubectl delete deployment nginx-ydq -n kube-public
#删除pod控制器，(里面所有的pod都会被删除)

kubectl delete pod nginx-ydq2 -n kube-public
#删除自主式pod。

kubectl delete pod 【pod名称】 -n 【命名空间】 --force --grace-period=0
#如pod无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除
//grace-period 表示过度存活期，默认30s，在删除pod之前允许POD慢慢终止其上的容器进程，从而优雅退出，0表示立即终止

 

5、登录pod中的容器 

kubectl exec -it 【pod名称】 bash
#可以跨主机登录到指定的pod中的容器中，docker exec只能在容器所在主机上登录

 

6、扩容缩容pod控制器的pod

可以根据指定的数量，创建或缩小任意的pod的数量。

kubectl scale deployment nginx-ydq --replicas=4 -n kube-public
#扩容

kubectl scale deployment nginx-ydq --replicas=2 -n kube-public 
#缩容

7、标签操作（labels） 

kubectl run nginx-ydq --image=nginx 
#创建自主式的pod

kubectl get pods nginx-ydq --show-labels
#查看当前pod的标签

kubectl label pods nginx-ydq verwion=1.0
#给nginx-ydq的pod加上标签信息

kubectl label pods nginx-ydq version=2.0 --overwrite
#更新版本标签

kubectl run nginx-ydq2 --image=nginx
#再创建一个pod

kubectl label pods nginx-ydq2 version=1.0
#打上version=1的标签

kubectl get pods --show-labels
#查看所有节点的标签

kubectl get pods -l version=2.0 
#筛选version=2.0的标签版本

kubectl get pods -l version!=2.0
#筛选version不等于2.0的标签版本

kubectl lable pod nginx-ydq version-
#删除标签

8、简单案例

下面以一个namespace/pod的创建pod和删除简单演示

# 创建一个namespace
kubectl create namespace dev

# 获取namespace
kubectl get ns

# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod,名称为Pod
kubectl run pod --image=nginx:latest -n dev

# 查看新创建的pod
kubectl get pod -n dev

#查看新创建pod的详细信息
kubectl describe pods pod -n dev

# 删除指定的pod(前面指定删除Pod，后面指定名称)
kubectl delete pod pod -n dev

# 删除指定的namespace
kubectl delete ns dev

 

 

三、k8s的ip和端口介绍 

1、ip的种类

kubernetes集群中有三种IP地址，分别如下：

• Node IP： Node节点的IP地址，即物理网卡的IP地址。

• Pod IP： Pod的IP地址，也就是docker容器的ip地址，此为虚拟IP地址

• Cluster IP： service的IP地址，此为虚拟IP地址

Node IP

• 可以时候物理机的IP （也可能是虚拟机的IP）。每个service都会在node节点上开通一个端口，外部可以通过NodeIP:NodePort即可访问Service里的Pod,和我们访问服务器部署的项目一样，IP:端口/项目名

Cluster IP

• service的IP地址，此为虚拟的ip地址，外部网络无法ping通，只有kubernets集群内部使用。

Cluster IP 是一个虚拟的IP，但更像是一个伪造的IP网络

• Cluster IP 仅仅作用于 kubernetes service 这个对象，并由kubernetes管理和分配IP地址。
• Cluster IP无法被ping，他没有一个“实体网络对象”来响应
• Cluster IP只能结合Service Port组成一个具体的通信端口，单独的Cluster IP不具备通信的基础，并且他们属于Kubernetes集群这样一个封闭的空间。
• 在不同Service下的pod节点在集群间相互访问可以通过Cluster IP

Pod IP

Pod IP是每个Pod的IP地址，他是Docker Engine根据docker网桥的IP地址段进行分配的，通常是一个虚拟的二层网络

• 同Service下的pod可以直接根据PodIP相互通信、
• 不同Service下的pod在集群间pod通信要借助于 cluster ip
• pod和集群外通信，要借助于node ip

三种IP网络间通信

service地址和pod地址在不同网段，service地址为虚拟地址，不配在pod上或主机上，外部访问时，先到Node节点网络，再转到service网络，最后代理给pod网络。

• Kubernetes在其所有节点上开放一个端口给外部访问（所有节点上都使用相同的端口号）， 并将传入的连接转发给作为Service服务对象的pod。这样我们的pod就可以被外部请求访问到
• k8s暴露服务给外部访问有三种方式，NodePort、LoadBalane、Ingress三种暴露服务的方式，上图是用了NodePort的方式，缺点是服务一旦多起来，NodePort 在每个节点上开启的端口数量会极其庞大，难以维护

2、port种类

node Port

• 外部流量访问k8s集群中service入口的一种方式（另一种方式是LoadBalancer），即nodeIP:nodePort是提供给外部流量访问k8s集群中service的入口。

Port

• k8s集群内部服务之间访问service的入口。即clusterIP:port是service暴露在clusterIP上的端口。比如mysql容器暴露了3306端口，集群内其他容器通过33306端口访问mysql服务，但是外部流量不能访问mysql服务，因为mysql服务没有配置NodePort。

target Port

• targetPort是pod上的端口，从port和nodePort上来的流量，经过kube-proxy流入到后端pod的targetPort上，最后进入容器。

containner port

• 容器内部进程使用的端口。

hostPort

• 这是一种直接定义Pod网络的方式。hostPort是直接将容器的端口与所调度的节点上的端口路由，这样用户就可以通过宿主机的IP加上来访问Pod了

四、项目生命周期

项目的生命周期： 创建---->发布------>更新------->回滚------->删除

1、创建 (kubectl create)

• 创建并运行一个或多个容器镜像

• 创建一个deployment 或job来管理容器

• 可使用：kubectl create --help ，来查看详细的用法。

kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3
#启动 nginx 实例，暴露容器端口80，设置副本数3

kubectl get pods
#查看容器

kubectl get all
#查看所有资源

 

2、发布 (kubectl expose)

将资源暴露为新的srvice

kubectl expose deployment nginx --port=80 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort

#为Deployment 的nginx 创建service，并通过service的80端口转发至容器的80端口上，service的名称为nginx-service。类型为NodePort

 

2.1 service的作用与类型

service的作用 

• kubernetes之所以需要service，一方面是因为Pod的IP不是固定的（Pod可能会重建），另一方面是因为一组实例之间总会有负载均衡的需求。
• service通过label selector 实现的对一组Pod的访问
• 对于容器应用而言，kubernetes提供了基于VIP（虚拟IP）的网桥的方式访问service，再由service重定向到相应的Pod。

service的类型

• cluster IP ： 提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问（service默认类型）

• NodePort ： 在每个Node上打开一个端口以供外部访问，kubernetes将会在每个Node上打开一个端口，并且每个Node的端口都是一样的，通过NodeIP：NodePort的方式。

• LoadBalancer： 通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。

2.2 k8s端口

端口总结

• port : 为service在clusterIP上暴露的端口
• targetport ： 对应容器映射在pod上的端口
• nodeport： 可以通过在k8s集群外部使用的nodeip+nodeport 来访问service
• containnerport ： 容器内部进程使用的端口。

K8s集群内部：

• 客户端—》clusterIP：port—》通过targetport ----》pod port --》container port

• 客户端—》nodeIP：nodeport—》通过targetport ----》pod port --》container port

k8s集群外部

• 客户端–》nodeip：nodeport–》通过targetport ----》pod port --》container port

2.2 相关命令

kubectl get pods,svc -o wide
#查看pod网络状态详细信息和service暴露端口

kubectl get enpoints
#查看关联后端的节点（集群的地址）

kubectl describe svc nginx
#查看service的描述信息

curl
#访问查看

kubectl log 【pod名称】
#查看访问日志

 

3、更新 (kubectl set)

更改现有应用资源一些信息

• 可以使用kubectl set --help 进行查看命令使用方法
• 使用 kubectl set image --help ,查看修改的模板

 curl -I 20.0.0.55:32179
curl -I 20.0.0.56:32179
#查看当前nginx的版本号

 

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.15
#将nginx版本更新为1.15版本(更新的过程中，不会影响使用，因是滚动更新)

kubectl get pods -w
#监听nginx版本，由于使用的是滚动更新方式，所以会先生成一个新的pod，然后删除一个旧的pod，往后一次类推

kubectl get pods -o wide
#查看更新好后的pod的ip会改变

 

curl -I 20.0.0.55:32179
curl -I 20.0.0.56:32179
#再查看nginx的版本号

4、回滚 (kubectl rollout)

对资源进行回滚管理

• 使用kubectl rollout ,可进行查看帮助信息

4.1 回滚到上一个版本

kubectl rollout history deployment/nginx
#查看历史版本

kubectl rollout undo deployment/nginx
#回滚到上一个版本

kubectl get pods -o wide
#查看新创建pod

curl -I 20.0.0.55:32179
#查看当前nginx的版本

4.2 回滚到指定的版本 

kubectl rollout history deployment/nginx
#查看历史版本

kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=2
#回滚到revison2，也就是1.15版本

kubectl get pods -owide
#查看pod的ip变化

curl -I 20.0.0.55:32179
#查看当前nginx的版本

kubectl rollout status deployment/nginx
#查看回滚状态

 

5、删除 (kubectl delete) 

kubectl delete deployment/nginx
#删除pod控制器(相当与命令: kubectl delete deployment nginx)

kubectl delete svc/nginx-service
#删除指定svc端口

6、金丝雀发布（Canary Release）

• Deployment 控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏， 如“暂停（pause）”或“继续（resume）”更新操作， 比如等待第一批新的pod资源创建完成后立即暂停更新过程， 此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧版本。

• 然后， 再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的pod应用，继续观察能否稳定的按期望的方式运行。确定没问题之后在继续完成余下的pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作，这就是所谓的金丝雀发布。

• 简单理解：就是只更新一小部分的pod用来试运行，运行一段时间没问题了，再进行滚动更新。否则进行回滚

//当前所有的pod版本为1.14版本

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.15 && kubectl rollout pause deployment/nginx
#更新deployment的版本，并配置暂停deployment的更新

kubectl rollout status deployment/nginx
#查看更新状态

kubectl get pods -owide
#可以看到已经新增了一个资源，但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令

curl -I 
#查看版本信息

kubectl rollout resume deployment/nginx
#确保更新的pod没问题了，继续更新

kubectl get pods -w
#查看最后的更新情况

curl -I 
#查看版本信息

//如果在进行灰度发布时，想要新版本和旧版本进行隔离，让客户端只能访问到后台新版本pod。

可以使用以下命令进行新创一个service端口，
kubectl expose deployment nginx-new --port=80 --tager-port=80 --type=NodePort
#重新生成一个service

kubectl edit svc nginx-new
#修改service的后台标签信息

//然后此时，通过新生成的service的ip地址，访问时，只能访问到新的版本。
//相当于游戏的公测版本，单独发布。
kuvectl get pods --show-labels
#查看pod的标签信息