kubernetes资源管理

资源管理

资源管理介绍

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的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，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中服务，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

YAML语言介绍

YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以数据为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。

例：

    15
    
Wuhan

wangqing:
  age: 15
  address: Wuhan

YAML的语法比较简单，主要有下面几个：

• 大小写敏感
• 使用缩进表示层级关系
• 缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
• 缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
• '#'表示注释

YAML支持以下几种数据类型：

• 纯量：单个的、不可再分的值
• 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）
• 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）

# 纯量, 就是指的一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期
# 1 布尔类型
c1: true (或者True)
# 2 整型
c2: 234
# 3 浮点型
c3: 3.14
# 4 null类型 
c4: ~  # 使用~表示null
# 5 日期类型
c5: 2018-02-17    # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 6 时间类型
c6: 2018-02-17T15:02:31+08:00  # 时间使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
# 7 字符串类型
c7: wangqing     # 简单写法，直接写值 , 如果字符串中间有特殊字符，必须使用双引号或者单引号包裹 
c8: line1
    line2     # 字符串过多的情况可以拆成多行，每一行会被转化成一个空格

# 对象
# 形式一(推荐):
wangqing:
  age: 15
  address: Wuhan
# 形式二(了解):
wangqing: {age: 15,address: Wuhan}

# 数组
# 形式一(推荐):
address:
  - 武昌
  - 江夏  
# 形式二(了解):
address: [武昌,江夏]

小提示：

1 书写yaml切记: 后面要加一个空格

2 如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用---分隔

3 下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确
https://www.json2yaml.com/convert-yaml-to-json

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

  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/patch -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 (可以执行多次)

类型	操作对象	适用环境	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（不会有记录）
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，操作麻烦
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

命令式对象管理

kubectl命令

kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署

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

comand：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

# 查看所有pod
kubectl get pods  但是不是看的所有的，看的是当前空间的
kubectl get pods -n kube-system 加-n可以看的其他的空间的
kubectl get pods --help
kubectl get pods --all-namespaces 查看所有的命名空间


# 查看某个pod
kubectl get pod pod_name

# 查看某个pod,以yaml格式展示结果
kubectl get pod pod_name -o yaml

资源类型

kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:

kubectl api-resources

经常使用的资源有下面这些：

资源分类	资源名称	缩写	资源作用
集群级别资源	nodes	no	集群组成部分
namespaces	ns	隔离Pod
pod资源	pods	po	装载容器
pod资源控制器	replicationcontrollers	rc	控制pod资源
	replicasets	rs	控制pod资源
	deployments	deploy	控制pod资源
	daemonsets	ds	控制pod资源
	jobs		控制pod资源
	cronjobs	cj	控制pod资源
	horizontalpodautoscalers	hpa	控制pod资源
	statefulsets	sts	控制pod资源
服务发现资源	services	svc	统一pod对外接口
	ingress	ing	统一pod对外接口
存储资源	volumeattachments		存储
	persistentvolumes	pv	存储
	persistentvolumeclaims	pvc	存储
配置资源	configmaps	cm	配置
	secrets		配置

例：

[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS     ROLES           AGE   VERSION
master   Ready      control-plane   26m   v1.28.2
node1    Ready                21m   v1.28.2
node2    NotReady             21m   v1.28.2
[root@master ~]# kubectl get no （使用缩写也可以）
NAME     STATUS     ROLES           AGE   VERSION
master   Ready      control-plane   26m   v1.28.2
node1    Ready                21m   v1.28.2
node2    NotReady             21m   v1.28.2
[root@master ~]# 

[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   27m
kube-flannel      Active   23m
kube-node-lease   Active   27m
kube-public       Active   27m
kube-system       Active   27m
[root@master ~]# 

[root@master ~]# kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-7854ff8877-5fqht   1/1     Running   0          13m

操作

kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过–help查看详细的操作命令

kubectl --help

经常使用的操作有下面这些：

命令分类	命令	翻译	命令作用
基本命令	create	创建	创建一个资源
	edit	编辑	编辑一个资源
	get	获取	获取一个资源
	patch	更新	更新一个资源
	delete	删除	删除一个资源
	explain	解释	展示资源文档
运行和调试	run	运行	在集群中运行一个指定的镜像
	expose	暴露	暴露资源为Service
	describe	描述	显示资源内部信息
	logs	日志输出容器在 pod 中的日志	输出容器在 pod 中的日志
	attach	缠绕进入运行中的容器	进入运行中的容器
	exec	执行容器中的一个命令	执行容器中的一个命令
	cp	复制	在Pod内外复制文件
	rollout	首次展示	管理资源的发布
	scale	规模	扩(缩)容Pod的数量
	autoscale	自动调整	自动调整Pod的数量
高级命令	apply	rc	通过文件对资源进行配置
	label	标签	更新资源上的标签
其他命令	cluster-info	集群信息	显示集群信息
	version	版本	显示当前Server和Client的版本

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

# 展示资源文档
[root@master ~]# kubectl explain ns
[root@master ~]# kubectl explain pod

# 进入容器
[root@master ~]# kubectl exec -it nginx-7854ff8877-5fqht -- /bin/bash
root@nginx-7854ff8877-5fqht:/# 
 
 # deploy 管理pode资源
 [root@master ~]# kubectl run deploy nginx --image seancheng1002/nginx:v20 -n dev
 （- n指定了dev空间，没指定的话就在默认的空间中运行）
 [root@master ~]# kubectl describe pod deploy -n dev
 
 # 查看和刷新
 [root@master ~]# kubectl get pods -n dev -w

# 创建一个namespace
[root@master ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created

# 获取namespace
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   21h
dev               Active   21s
kube-node-lease   Active   21h
kube-public       Active   21h
kube-system       Active   21h

# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx:latest -n dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/pod created

# 查看新创建的pod
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod   1/1     Running   0          21s

# 查看描述的pod详细信息
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx-7854ff8877-5fqht
# 可以查看指定的节点状态
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS     ROLES           AGE   VERSION
master   Ready      control-plane   36m   v1.28.2
node1    Ready      <none>          31m   v1.28.2

[root@master ~]# kubectl describe node node1 

# 删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
pod "pod" deleted

# 删除指定的namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

# 创建一个namespace
[root@master ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created

# 获取namespace
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   21h
dev               Active   21s
kube-node-lease   Active   21h
kube-public       Active   21h
kube-system       Active   21h

# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx:latest -n dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/pod created

# 查看新创建的pod
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod   1/1     Running   0          21s

# 删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
pod "pod" deleted

# 删除指定的namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

命令式对象配置

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

创建一个pod.yaml 文件：

[root@master ~]# mkdir maintest
[root@master maintest]# cat pod.yml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: seancheng1002/nginx:v20

执行create命令，创建资源：

[root@master maintest]# kubectl create -f pod.yml
namespace/dev created
pod/nginx created
[root@master maintest]# 

此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

用get命令查看资源

[root@master maintest]# kubectl get -f pod.yml 
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   47s

NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx   1/1     Running   0          47s
[root@master maintest]# 

执行delete命令，删除资源：

[root@master maintest]# kubectl delete -f pod.yml 
namespace "dev" deleted
pod "nginx" deleted

查看

[root@master maintest]# kubectl get ns  //资源都被删除了
NAME              STATUS   AGE
default           Active   112m
kube-flannel      Active   108m
kube-node-lease   Active   112m
kube-public       Active   112m
kube-system       Active   112m
[root@master maintest]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.
[root@master maintest]#

声明式对象配置

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
[root@master maintest]# kubectl apply -f pod.yml  
namespace/dev created
pod/nginx created
[root@master maintest]# kubectl get -f pod.yml 
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   7s

NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx   1/1     Running   0          7s
[root@master maintest]# 

# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
[root@master maintest]# kubectl apply -f pod.yml 
namespace/dev unchanged
pod/nginx unchanged
[root@master maintest]# 
# 查看描述的详细信息
[root@master maintest]# kubectl describe pod -n dev nginx

总结:
    其实声明式对象配置就是使用apply描述一个资源最终的状态（在yaml中定义状态）
    使用apply操作资源：
        如果资源不存在，就创建，相当于 kubectl create
        如果资源已存在，就更新，相当于 kubectl patch

扩展：kubectl可以在node节点上运行吗 ?

kubectl的运行是需要进行配置的，它的配置文件是$HOME/.kube，如果想要在node节点运行此命令，需要将master上的.kube文件复制到node节点上，即在master节点上执行下面操作：

scp  -r  HOME/.kube   node1: HOME/

使用推荐: 三种方式应该怎么用 ?

创建/更新资源 使用声明式对象配置 kubectl apply -f XXX.yaml

删除资源 使用命令式对象配置 kubectl delete -f XXX.yaml

查询资源 使用命令式对象管理 kubectl get(describe) 资源名称

例:

# 查看初始化保存的文件
[root@master ~]# cat file 
To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

  mkdir -p $HOME/.kube //参考这些
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config


# 在node1 节点
[root@node1 ~]# useradd tom
[root@node1 ~]#  mkdir -p ~tom/.kube
# 在master节点
[root@master ~]# scp /etc/kubernetes/admin.conf node1:/home/tom/.kube/config
admin.conf                            100% 5651     2.1MB/s   00:00    
[root@master ~]# 

# 在node1节点查看，切换tom用户
[root@node1 ~]# su - tom
[tom@node1 ~]$ ls -a
.  ..  .bash_logout  .bash_profile  .bashrc  .kube
[tom@node1 ~]$ cd .kube/
[tom@node1 .kube]$ ll
total 8
-rw------- 1 root root 5651 Nov 15 21:46 config
[tom@node1 .kube]$ 
 
 # 修改属主和属组
 [root@node1 ~]# chown -R tom.tom ~tom/.kube
[root@node1 ~]# su - tom
Last login: Wed Nov 15 21:49:07 CST 2023 on pts/1
[tom@node1 ~]$ ll -a
total 16
drwx------  3 tom  tom   96 Nov 15 21:50 .
drwxr-xr-x. 4 root root  27 Nov 15 21:43 ..
-rw-------  1 tom  tom   24 Nov 15 21:50 .bash_history
-rw-r--r--  1 tom  tom   18 Apr  8  2022 .bash_logout
-rw-r--r--  1 tom  tom  141 Apr  8  2022 .bash_profile
-rw-r--r--  1 tom  tom  376 Apr  8  2022 .bashrc
drwxr-xr-x  2 tom  tom   20 Nov 15 21:46 .kube
[tom@node1 ~]$ ll .kube/config 
-rw------- 1 tom tom 5651 Nov 15 21:46 .kube/config
[tom@node1 ~]$