k8s学习 — 第一章 核心概念

k8s学习 — 第一章 核心概念

  • 学习资料
  • 1 资源和对象
    • 1.1 资源的分类
      • 1.1.1 集群级
      • 1.1.2 命名空间级
      • 1.1.3 元数据级
    • 1.2 资源清单
  • 2 对象规约和状态
    • 2.1 规约
    • 2.2 状态

学习资料

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1 资源和对象

  • 资源相当于类,对象相当于类的实例。
  • 资源是通过“JSON” 或 “YAML”配置文件描述的。

Kubernetes中的所有内容都被抽象为“资源”,如Pod、Service、Node等都是资源。

“对象”就是“资源”的实例,是持久化的实体。如某个具体的Pod、某个具体的Node。Kubernetes 使用这些实体去表示整个集群的状态。

对象的创建、修改、删除都是通过“Kubernetes API”,也就是“Api Server”组件提供的API接口,这些是RESTful风格的Api,与k8s的“万物皆对象”理念相符。

命令行工具“kubectl”,实际上也是调用kubernetes api。

K8s中的资源类别有很多种,kubectl可以通过配置文件来创建这些 “对象”,配置文件更像是描述对象“属性”的文件,配置文件格式可以是 “JSON” 或 “YAML”,常用 “YAML”。

1.1 资源的分类

1.1.1 集群级

1 Namespace
Kubernetes支持多个虚拟集群,它们底层依赖于同一个物理集群,这些虚拟集群被称为命名空间。作用是用于实现多团队/环境的资源隔离。

命名空间namespace是k8s集群级别的资源,可以给不同的用户、租户、环境或项目创建对应的命名空间。

默认的namespace

  • kube-system:主要用于运行系统级资源,存放k8s自身的组件。
  • kube-public:此命名空间是自动创建的,并且可供所有用户(包括未经过身份验证的用户)读取。此命名空间主要用于集群使用,关联的一些资源在集群中是可见的并且可以公开读取。此命名空间的公共方面知识一个约定,但不是非要这么要求。
  • default:未指定名称空间的资源就是default,即你在创建pod时如果没有指定namespace,则会默认使用default。

2 Node:相当于服务器
不像其他的资源(如Pod和 Namespace),Node本质上不是Kubernetes来创建的,Kubernetes只是管理Node上的资源。虽然可以通过Manifest创建一个Node对象(如下json所示),但Kubernetes也只是去检查是否真的是有这么一个Node,如果检查失败,也不会往上调度Pod。

3 ClusterRole
ClusterRole是一组权限的集合,但与Role不同的是,ClusterRole可以在包括所有Namespace 和集群级别的资源或非资源类型进行鉴权。

4 ClusterRoleBinding
ClusterRoleBinding:将Subject绑定到ClusterRole,ClusterRoleBinding将使规则在所有命名空间中生效。

1.1.2 命名空间级

k8s学习 — 第一章 核心概念 命名空间

1.1.3 元数据级

Horizontal Pod Autoscaler(HPA)
Pod自动扩容:可以根据CPU使用率或自定义指标(metrics)自动对Pod进行扩/缩容。

  • 控制管理器每隔30s(可以通过–horizontal-pod-autoscaler-sync-period修改)查询metrics的资源使用情况
  • 支持三种metrics类型
    • 预定义metrics(比如Pod的CPU)以利用率的方式计算
    • 自定义的Pod metrics,以原始值(raw value)的方式计算
    • 自定义的object metrics
  • 支持两种metrics查询方式:Heapster和自定义的REST API
  • 支持多metrics

PodTemplate
Pod Template是关于Pod的定义,但是被包含在其他的Kubernetes对象中(例如Deployment、StatefulSet、DaemonSet等控制器)。控制器通过Pod Template信息来创建Pod。

LimitRange
可以对集群内Request和Limits的配置做一个全局的、统一的限制,相当于批量设置了某一个范围内(某个命名空间)的Pod的资源使用限制。

1.2 资源清单

创建k8s的对象都是通过yaml文件的形式进行配置的。

K8S 的资源清单

参数名 类型 字段说明
apiVersion String K8S APl 的版本,可以用 kubectl api-versions 命令查询
kind String yam 文件定义的资源类型和角色
metadata Object 元数据对象,下面是它的属性
metadata.name String 元数据对象的名字,比如 pod 的名字
metadata.namespace String 元数据对象的命名空间
Spec Object 详细定义对象
spec.containers[] list 定义 Spec 对象的容器列表
spec.containers[].name String 为列表中的某个容器定义名称
spec.containers[].image String 为列表中的某个容器定义需要的镜像名称
spec.containers[].imagePullPolicy string 定义镜像拉取策略,有 Always、Never、IfNotPresent 三个值可选
- Always(默认):意思是每次都尝试重新拉取镜像
- Never:表示仅适用本地镜像
- IfNotPresent:如果本地有镜像就使用本地镜像,没有就拉取在线镜像。
spec.containers[].command[] list 指定容器启动命令,因为是数组可以指定多个,不指定则使用镜像打包时使用的启动命令。
spec.containers[].args[] list 指定容器启动命令参数,因为是数组可以指定多个。
spec.containers[].workingDir string 指定容器的工作目录
spec.containers[].volumeMounts[] list 指定容器内部的存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name string 指定可以被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath string 指定可以被容器挂载的存储卷的路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly string 设置存储卷路径的读写模式,ture 或者 false,默认是读写模式
spec.containers[].ports[] list 指定容器需要用到的端口列表
spec.containers[].ports[].name string 指定端口的名称
spec.containers[].ports[].containerPort string 指定容器需要监听的端口号
spec.containers[].ports[].hostPort string 指定容器所在主机需要监听的端口号,默认跟上面 containerPort 相同,注意设置了 hostPort 同一台主机无法启动该容器的相同副本(因为主机的端口号不能相同,这样会冲突)
spec.containers[].ports[].protocol string 指定端口协议,支持 TCP 和 UDP,默认值为 TCP
spec.containers[].env[] list 指定容器运行前需设置的环境变量列表
spec.containers[].env[].name string 指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value string 指定环境变量值
spec.containers[].resources Object 指定资源限制和资源请求的值(这里开始就是设置容器的资源上限)
spec.containers[].resources.limits Object 指定设置容器运行时资源的运行上限
spec.containers[].resources.limits.cpu string 指定 CPU 的限制,单位为 Core 数,将用于 docker run –cpu-shares 参数
spec.containers[].resources.limits.memory string 指定 mem 内存的限制,单位为 MIB、GiB
spec.containers[].resources.requests Object 指定容器启动和调度时的限制设置
spec.containers[].resources.requests.cpu string CPU请求,单位为core数,容器启动时初始化可用数量
spec.containers[].resources.requests.memory string 内存请求,单位为MIB、GiB,容器启动的初始化可用数量
spec.restartPolicy string 定义 pod 的重启策略,可选值为 Always、OnFailure、Never,默认值为 Always。
- Always:pod 一旦终止运行,则无论容器是如何终止的,kubelet 服务都将重启它。
- OnFailure:只有 pod 以非零退出码终止时,kubelet 才会重启该容器。如果容器正常结束(退出码为0),则 kubectl 将不会重启它。
- Never:Pod 终止后,kubelet 将退出码报告给 master,不会重启该 pod
spec.nodeSelector Object 定义 Node 的 label 过滤标签,以 key:value 格式指定
spec.imagePullSecrets Object 定义 pull 镜像时使用 secret 名称,以 name:secretkey 格式指定
spec.hostNetwork Boolean 定义是否使用主机网络模式,默认值为 false。设置 true 表示使用宿主机网络,不使用 docker 网桥,同时设置了 true将无法在同一台宿主机上启动第二个副本

2 对象规约和状态

对象是用来完成一些任务的,是持久的,是有目的性的,因此kubernetes创建一个对象后,将持续地工作以确保对象存在。当然,kubernetes并不只是维持对象的存在这么简单,kubernetes还管理着对象的方方面面。每个Kubernetes对象包含两个嵌套的对象字段,它们负责管理对象的配置,它们分别是“spec”和“status” 。

2.1 规约

“spec” 是 “规约”、“规格” 的意思,spec是必需的,它描述了对象的期望状态(Desired State)—— 希望对象所具有的特征。当创建Kubernetes对象时,必须提供对象的规约,用来描述该对象的期望状态,以及关于对象的一些基本信息(例如名称)。

2.2 状态

表示对象的实际状态,该属性由k8s自己维护,k8s会通过一系列的控制器对对应对象进行管理,让对象尽可能的让实际状态与期望状态重合。

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