k8s详细教程(一)
1. Kubernetes介绍
1.1 应用部署方式演变
在部署应用程序的方式上，主要经历了三个时代：
- 传统部署：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上
优点：简单，不需要其他技术的参与
缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源
- 虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境
优点：程序环境不会互相产生影响，提供了一定程度的安全性
缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源
-
容器化部署：与虚拟化类似，但是共享了操作系统
优点：
可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等
运行应用程序所需要的资源都被容器包装、并和底层基础架构解耦
容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统并行版进行部署
容器化部署方式带来很多的便利，但是也会出现一些问题，比如说：
- 一个容器机器停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器
- 当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量
这些容器管理的问题统称为容器编排问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：
- Swarm：Docker自己的容器编排工具
- Mesos：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用
- Kubernetes：Google开源的容器编排工具
1.2 kubernetes简介
Kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器---Borg系统的一个开源版本。于2014年9月发布第一个版本，2015年7月发布第一个正式版本。
Kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：
- 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒钟左右迅速启动新的容器
- 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
- 服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
- 负载均衡：如果一个服务启动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
- 版本回退：如果发现新发布的.3序版本有问题，可以立即回退到原来的版本
- 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷
1.3 Kubernetes组件
一个Kubernetes集群主要由控制节点(master)、工作节点(node) 构成，每个节点上都会安装不同的组件。
master：集群的控制平面，负责集群的决策（管理）
- ApiServer：资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
- Scheduler：负责集群资源调用，按照预定的调度策略将Pod调用到相应的node节点上
- ControllerManager：负责维护集群的状态，比如程序员部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
- Etcd：负责存储集群中各种资源对象的信息
node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境（干活）
- Kubelet：负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器
- KubeProxy：负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
- Docker：负责节点上容器的各种操作
下面，以部署一个nginx服务来说明Kubernetes系统各个组件调用关系：
1、首先要明确，一旦Kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
2、一个nginx服务的安装请求会首先被发送要master节点的apiServer组件
3、apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上。在此时，他会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer
4、apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务
5、Kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod，pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在此pod中
6、至此，一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理
这样，外界用户就可以访问集群中的nginx服务了
1.4 Kubernetes概念
Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控
Node：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行
Pod：Kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器
Controller：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等
Service：pod对外服务的统一入口，下面可以维护着同一类的多个pod
Label：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签
NameSpace：命名空间，用来隔离pod的运行环境
2. Kubernetes集群环境搭建
2.1 前置知识点
目前生产部署Kubernetes集群主要有两种方式：
Kubeadm
Kubeadm 是一个K8s 部署工具，提供Kubeadm init 和Kubeadm join，用于快速部署Kubernetes 集群。
官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/
二进制包
从github 下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes 集群。
Kubeadm 降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes 集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护。
2.2 Kubeadm 部署方式介绍
kubeadm 是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes 集群的工具，这个工具能通过两条指令完成一个kubernetes 集群的部署：
- 创建一个Master 节点kuberadm init
- 将Node 节点加入到当前集群$ kuberadm join
2.3 安装要求
在开始之前，部署Kubernetes 集群机器需要满足以下几个条件
- 一台或多台机器，操作系统CentOS7.x-86_x64
- 硬件配置：2GB 或更多RAM，2个CPU 或更多CPU，硬盘30GB 或更多
- 集群中所有机器之间网络互通
- 可以访问外网，需要拉取镜像
- 静止swap 分区
2.4 最终目标
- 在所有节点上安装Docker 和kubeadm
- 部署Kubernetes Master
- 部署容器网络插件
- 部署Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes 集群中
- 部署Dashboard Web页面，可视化查看Kubernetes 资源
2.5 准备环境
| 角色 | IP地址 | 组件 |
| master01 | 192.168.5.3 | docker、kubectl、kubeadm、kubelet |
| node01 | 192.168.5.4 | docker、kubectl、kubeadm、kubelet |
| node02 | 192.168.5.5 | docker、kubectl、kubeadm、kubelet |
2.6 环境初始化
2.6.1 检查操作系统版本
# 此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.5或之上
[root@master ~]# cat /etc/redhat-release
Centos Linux 7.5.1804 (Core)2.6.2 主机名解析
为了方便集群节点间的直接调用，在这配置一下主机名解析，企业中推荐使用内部DNS服务器
# 主机名成解析 编辑三台服务器的/etc/hosts文件，添加下面内容
192.168.90.100 master
192.168.90.106 node1
192.168.90.107 node22.6.3 时间同步
kubernetes 要求集群中的节点时间必须精确一致，这里使用chronyd 服务从网络同步时间，企业中建议配置内部的会见同步服务器
# 启动chronyd服务
[root@master ~]# systemctl start chronyd
[root@master ~]# systemctl enable chronyd
[root@master ~]# date2.6.4 禁用iptable 和firewalld 服务
kubernetes 和docker 在运行中会产生大量的iptables 规则，为了不让系统规则跟它们混淆，直接关闭系统的规则
# 1 关闭firewalld服务
[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# systemctl disable firewalld
# 2 关闭iptables服务
[root@master ~]# systemctl stop iptables
[root@master ~]# systemctl disable iptables2.6.5 禁用selinux
selinux 是linux 系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题
# 编辑 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值为disable
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
SELINUX=disabled2.6.6 禁用swap 分区
swap 分区指的是虚拟内存分区，它的作用是物理内存使用完，之后将磁盘空间虚拟成内存来使用，启用swap 设备会对系统的性能产生非常负面的影响，因此kubernetes 要求每个节点都要禁用swap 设备，但是如果因为某些原因确实不能关闭swap 分区，就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明
# 编辑分区配置文件/etc/fstab，注释掉swap分区一行
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
vim /etc/fstab
注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap
# /dev/mapper/centos-swap swap2.6.7 修改linux 的内核参数
# 修改linux的内核采纳数，添加网桥过滤和地址转发功能
# 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件，添加如下配置：
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
# 重新加载配置
[root@master ~]# sysctl -p
# 加载网桥过滤模块
[root@master ~]# modprobe br_netfilter
# 查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter2.6.8 配置ipvs 功能
在Kubernetes 中Service 有两种带来模型，一种是基于iptables 的，一种是基于ipvs 的，两者比较的话，ipvs 的性能明显要高一些，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs 模块
# 1.安装ipset和ipvsadm
[root@master ~]# yum install ipset ipvsadm -y
# 2.添加需要加载的模块写入脚本文件
[root@master ~]# cat < /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
# 3.为脚本添加执行权限
[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 4.执行脚本文件
[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 5.查看对应的模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4 2.6.9 安装docker
# 1、切换镜像源
[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
# 2、查看当前镜像源中支持的docker版本
[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates
# 3、安装特定版本的docker-ce
# 必须制定--setopt=obsoletes=0，否则yum会自动安装更高版本
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y
# 4、添加一个配置文件
#Docker 在默认情况下使用Vgroup Driver为cgroupfs，而Kubernetes推荐使用systemd来替代cgroupfs
[root@master ~]# mkdir /etc/docker
[root@master ~]# cat < /etc/docker/daemon.json
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# 5、启动dokcer
[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# systemctl enable docker 2.6.10 安装Kubernetes 组件
# 1、由于kubernetes的镜像在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源
# 2、编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgchech=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
# 3、安装kubeadm、kubelet和kubectl
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y
# 4、配置kubelet的cgroup
#编辑/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
# 5、设置kubelet开机自启
[root@master ~]# systemctl enable kubelet2.6.11 准备集群镜像
# 在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看
[root@master ~]# kubeadm config images list
# 下载镜像
# 此镜像kubernetes的仓库中，由于网络原因，无法连接，下面提供了一种替换方案
images=(
kube-apiserver:v1.17.4
kube-controller-manager:v1.17.4
kube-scheduler:v1.17.4
kube-proxy:v1.17.4
pause:3.1
etcd:3.4.3-0
coredns:1.6.5
)
for imageName in ${images[@]};do
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
done2.6.11 集群初始化
下面的操作只需要在master 节点上执行即可
# 创建集群
[root@master ~]# kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.90.100 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.17.4 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
# 创建必要文件
[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config下面的操作只需要在node节点上执行即可
kubeadm join 192.168.0.100:6443 --token awk15p.t6bamck54w69u4s8 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:a94fa09562466d32d29523ab6cff122186f1127599fa4dcd5fa0152694f17117 在master 上查看节点信息
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master NotReady master 6m v1.17.4
node1 NotReady 22s v1.17.4
node2 NotReady 19s v1.17.4 2.6.13 安装网络插件，只在master 节点操作即可
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml由于外网不好访问，如果出现无法访问的情况，可以直接用下面的，记得文件名是 kube-flannel.yml，位置：/root/kube-flannel.yam 内容：
https://github.com/flannel-io/flannel/tree/master/Documentation/kube-flannel.yml也可手动拉取指定版本
docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.14.0 #拉取flannel网络，三台主机 docker images #查看仓库是否拉去下来
若是集群状态一直是 notready,用下面语句查看原因， journalctl -f -u kubelet.service 若原因是： cni.go:237] Unable to update cni config: no networks found in /etc/cni/net.d mkdir -p /etc/cni/net.d #创建目录给flannel做配置文件 vim /etc/cni/net.d/10-flannel.conf #编写配置文件{ "name":"cbr0", "cniVersion":"0.3.1", "type":"flannel", "deledate":{ "hairpinMode":true, "isDefaultGateway":true } }
2.6.14 使用kubeadm reset 重置集群
#在master节点之外的节点进行操作
kubeadm reset
systemctl stop kubelet
systemctl stop docker
rm -rf /var/lib/cni/
rm -rf /var/lib/kubelet/*
rm -rf /etc/cni/
ifconfig cni0 down
ifconfig flannel.1 down
ifconfig docker0 down
ip link delete cni0
ip link delete flannel.1
##重启kubelet
systemctl restart kubelet
##重启docker
systemctl restart docker2.6.15 重启kubelet 和docker
# 重启kubelet
systemctl restart kubelet
# 重启docker
systemctl restart docker使用配置文件启用 fannel
kubectl apply -f kube-flannel.yml
2.6.16 kubeadm 中的命令
# 生成 新的token
[root@master ~]# kubeadm token create --print-join-command2.7 集群测试
2.7.1 创建一个nginx 服务
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14-alpine2.7.2 暴露端口
kubectl expose deploy nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort2.7.3 查看服务
kubectl get pod,svc2.7.4 查看pod
浏览器测试结果：
3. 资源管理
3.1 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，所以只将容器放在 Pod 中，而kebernetes 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，就要考虑如果访问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
3.2 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”。
15
Beijing
15
Beijing
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（dictionart）
- 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: heima # 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):
heima:
age: 15
address: Beijing
# 形式二(了解):
heima: {age: 15,address: Beijing}
# 数组
# 形式一(推荐):
address:
- 顺义
- 昌平
# 形式二(了解):
address: [顺义,昌平]
注意：
1、书写yaml 切记 ： 后面要加一个空格
2、如果需要将多段yaml 配置在一个文件中，中间要使用 --- 分割
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
3.3 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| 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 |
| 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 |
3.3.1 命令式对象管理
kubeclt 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 命令的语法如下：
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
# 查看所有pod
kubectl get pod
# 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 | 装载容器 |
| 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 | 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 |
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：
# 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" deleted3.3.2 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。
1）创建一个 nginxpod.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginxpod
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx-containers
image: nginx:latest2）执行 create 命令，创建资源：
[root@master ~]# kubectl create -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created此时发现创建了两个资源对象，分别是 namespace 和 pod
3）执行 get 命令，查看资源：
[root@master ~]# kubectl get -f nginxpod.yaml
NAME STATUS AGE
namespace/dev Active 18s
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginxpod 1/1 Running 0 17s4）执行 delete 命令，删除资源：
[root@master ~]# kubectl delete -f nginxpod.yaml
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted此时发现两个资源对象被删除了
总结：
命令式对象配置的方式操作资源，可以简单地认为：命令 + yaml 配置文件（里面是命令需要的各种参数）
3.3.3 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 ~]# kubectl apply -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created
# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
[root@master ~]# kubectl apply -f nginxpod.yaml
namespace/dev unchanged
pod/nginxpod unchanged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/.node，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
4. 实战入门
本章节将介绍如何在 kubernetes 集群中部署一个 nginx 服务，并且能够对其进行访问。
4.1 Namespace
Namespace 是 kubernetes 系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。
默认情况下，kubernetes 集群中的所有的 Pod 都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个 Pod 之间进行互相的访问，那此时就可以将两个 Pod 划分到不同的 namespace下。kubernetes 通过将集群内部的资源分配到不同的 Namespace 中，可以形成逻辑上的 “组”，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。
可以通过 kubernetes 的授权机制，将不同的 namespace 交给不同租户进行管理，这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合 kubernetes 的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如 CPU 使用量、内存使用量等等，来实现租户可用资源的管理。
kubernetes 在集群启动之后，会默认创建几个 namespace
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 45h # 所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease Active 45h # 集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public Active 45h # 此命名空间下的资源可以被所有人访问（包括未认证用户）
kube-system Active 45h # 所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间下面来看 namespace 资源的具体操作：
4.1.1 查看
# 1 查看所有的ns 命令：kubectl get ns
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 45h
kube-node-lease Active 45h
kube-public Active 45h
kube-system Active 45h
# 2 查看指定的ns 命令：kubectl get ns ns名称
[root@master ~]# kubectl get ns default
NAME STATUS AGE
default Active 45h
# 3 指定输出格式 命令：kubectl get ns ns名称 -o 格式参数
# kubernetes支持的格式有很多，比较常见的是wide、json、yaml
[root@master ~]# kubectl get ns default -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
creationTimestamp: "2021-05-08T04:44:16Z"
name: default
resourceVersion: "151"
selfLink: /api/v1/namespaces/default
uid: 7405f73a-e486-43d4-9db6-145f1409f090
spec:
finalizers:
- kubernetes
status:
phase: Active
# 4 查看ns详情 命令：kubectl describe ns ns名称
[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name: default
Labels:
Annotations:
Status: Active # Active 命名空间正在使用中 Terminating 正在删除命名空间
# ResourceQuota 针对namespace做的资源限制
# LimitRange针对namespace中的每个组件做的资源限制
No resource quota.
No LimitRange resource. 4.1.2 创建
# 创建namespace
[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created4.1.3 删除
# 删除namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted4.1.4 配置方式
首先准备一个 yaml 文件：ns-dev.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev然后就可以执行对应的创建和删除命令了：
创建：kubectl create -f ns-dev.yaml
删除：kubectl delete -f ns-dev.yaml
4.2 Pod
Pod 是 kubernetes 集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于 Pod 中。
Pod 可以认为是容器的封装，一个 Pod 中可以存在一个或者多个容器。
kubernetes 在集群启动之后，集群中的各个组件也都是以 Pod 方式运行的。可以通过下面命令查看：
[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-6955765f44-68g6v 1/1 Running 0 2d1h
kube-system coredns-6955765f44-cs5r8 1/1 Running 0 2d1h
kube-system etcd-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-apiserver-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-flannel-ds-amd64-47r25 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-flannel-ds-amd64-ls5lh 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-proxy-685tk 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-proxy-87spt 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-scheduler-master 1/1 Running 0 2d1h4.2.1 创建并运行
kubernetes 没有提供单独运行 Pod 的命令，都是通过 Pod 控制器来实现的
# 命令格式： kubectl run (pod控制器名称) [参数]
# --image 指定Pod的镜像
# --port 指定端口
# --namespace 指定namespace
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:latest --port=80 --namespace dev
deployment.apps/nginx created4.2.2 查看 pod 信息
# 查看Pod基本信息
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx 1/1 Running 0 43s
# 查看Pod的详细信息
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx -n dev
Name: nginx
Namespace: dev
Priority: 0
Node: node1/192.168.5.4
Start Time: Wed, 08 May 2021 09:29:24 +0800
Labels: pod-template-hash=5ff7956ff6
run=nginx
Annotations:
Status: Running
IP: 10.244.1.23
IPs:
IP: 10.244.1.23
Controlled By: ReplicaSet/nginx
Containers:
nginx:
Container ID: docker://4c62b8c0648d2512380f4ffa5da2c99d16e05634979973449c98e9b829f6253c
Image: nginx:latest
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:485b610fefec7ff6c463ced9623314a04ed67e3945b9c08d7e53a47f6d108dc7
Port: 80/TCP
Host Port: 0/TCP
State: Running
Started: Wed, 08 May 2021 09:30:01 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Environment:
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-hwvvw (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-hwvvw:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-hwvvw
Optional: false
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors:
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled default-scheduler Successfully assigned dev/nginx-5ff7956ff6-fg2db to node1
Normal Pulling 4m11s kubelet, node1 Pulling image "nginx:latest"
Normal Pulled 3m36s kubelet, node1 Successfully pulled image "nginx:latest"
Normal Created 3m36s kubelet, node1 Created container nginx
Normal Started 3m36s kubelet, node1 Started container nginx 4.2.3 访问 Pod
# 获取podIP
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-nodeport
namespace: dev
spec:
selector:
app: nginx-pod
type: NodePort # service类型
ports:
- port: 80
nodePort: 30002 # 指定绑定的node的端口(默认的取值范围是：30000-32767), 如果不指定，会默认分配
targetPort: 80# 创建service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f service-nodeport.yaml
service/service-nodeport created
# 查看service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get svc -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) SELECTOR
service-nodeport NodePort 10.105.64.191 80:30002/TCP app=nginx-pod
# 接下来可以通过电脑主机的浏览器去访问集群中任意一个nodeip的30002端口，即可访问到pod 4.2.4 删除指定 Pod
# 删除指定Pod
[root@master ~]# kubectl delete pod nginx -n dev
pod "nginx" deleted
# 此时，显示删除Pod成功，但是再查询，发现又新产生了一个
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx 1/1 Running 0 21s
# 这是因为当前Pod是由Pod控制器创建的，控制器会监控Pod状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建
# 此时要想删除Pod，必须删除Pod控制器
# 先来查询一下当前namespace下的Pod控制器
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 1/1 1 1 9m7s
# 接下来，删除此PodPod控制器
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted
# 稍等片刻，再查询Pod，发现Pod被删除了
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.4.2.5 配置操作
创建一个 pod-nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
namespace: dev
spec:
containers:
- image: nginx:latest
name: pod
ports:
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP创建：kubectl create -f pod-nginx.yaml
删除：kubectl delete -f pod-nginx.yaml
4.3 Label
Label 是 kubernetes 系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和选择。
Label 的特点：
- 一个 Label 会以 key/value 键值对的形式附加到各种对象上，如 Node、Pod、Service 等等
- 一个资源对象可以定义任意数量的 Label，同一个 Label 也可以被添加到任意数量的资源对象上去
- Label 通常在资源对戏那个定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除
可以通过 Label 实现资源的多维度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工资。
一些常用的 Lable 示例如下：
- 版本标签：“version”：“release”，“version”：“stable” ...
- 环境标签：“environment”：“dev”，“environment”：“test”，“environment”：“pro”
- 架构标签：“tier”：“frontend”，“tier”：“backend”
标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要使用到 Label Selector，即：
Label 用于给某个资源对象定义标识
Label Selector 用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象
当前有两种Label Selector：
- 基于等式的 Label Selector
name = slave：选择所有包含 Label 中 key=“name” 且 value=“slave” 的对象
env != production：选择所有包括 Label 中 key = “env” 且 value 不等于 “production” 的对象
- 基于集合的 Label Selector
name in (master，slave)：选择所有包含 Label 中的 key = “name” 且 value = “master” 或 “slave” 的对象
name not in(frontend)：选择所有包含 Label 中的 key=“name” 且 value 不等于 “frontend” 的对象
标签的选择条件可以使用多个，此时将多个 Label Selector 进行组合，使用逗号 “.” 进行分隔即可。例如：
name = slave，env != production
name not in(frontend)，env != production
4.3.1 命令方式
# 为pod资源打标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=1.0 -n dev
pod/nginx-pod labeled
# 为pod资源更新标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx-pod labeled
# 查看标签
[root@master ~]# kubectl get pod nginx-pod -n dev --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-pod 1/1 Running 0 10m version=2.0
# 筛选标签
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version=2.0 --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-pod 1/1 Running 0 17m version=2.0
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
No resources found in dev namespace.
#删除标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod -n dev tier-
pod/nginx unlabeled4.3.2 配置方式
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
namespace: dev
labels:
version: "3.0"
env: "test"
spec:
containers:
- image: nginx:latest
name: pod
ports:
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP然后就可以执行对应的更新命令了：kubectl apply -f pod-nginx.yaml
4.4 Deployment
在 kubernetes 中，Pod 是最小的控制单元，但是 kubernetes 很少直接控制Pod，一般都是通过 Pod 控制器来完成的。Pod 控制器用于 pod 的管理，确保 pod 资源符合预期的状态，当 pod 的资源出现故障时，会尝试进行重启或重建 pod。
在 kubernetes 中 Pod 控制器的种类有很多，本章节只介绍一种：Deployment。
4.4.1 命令操作
# 命令格式: kubectl create deployment 名称 [参数]
# --image 指定pod的镜像
# --port 指定端口
# --replicas 指定创建pod数量
# --namespace 指定namespace
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:latest --port=80 --replicas=3 -n dev
deployment.apps/nginx created
# 查看创建的Pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-5ff7956ff6-6k8cb 1/1 Running 0 19s
nginx-5ff7956ff6-jxfjt 1/1 Running 0 19s
nginx-5ff7956ff6-v6jqw 1/1 Running 0 19s
# 查看deployment的信息
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 3/3 3 3 2m42s
# UP-TO-DATE：成功升级的副本数量
# AVAILABLE：可用副本的数量
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
nginx 3/3 3 3 2m51s nginx nginx:latest run=nginx
# 查看deployment的详细信息
[root@master ~]# kubectl describe deploy nginx -n dev
Name: nginx
Namespace: dev
CreationTimestamp: Wed, 08 May 2021 11:14:14 +0800
Labels: run=nginx
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector: run=nginx
Replicas: 3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType: RollingUpdate
MinReadySeconds: 0
RollingUpdateStrategy: 25% max unavailable, 25% max 违规词汇
Pod Template:
Labels: run=nginx
Containers:
nginx:
Image: nginx:latest
Port: 80/TCP
Host Port: 0/TCP
Environment:
Mounts:
Volumes:
Conditions:
Type Status Reason
---- ------ ------
Available True MinimumReplicasAvailable
Progressing True NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:
NewReplicaSet: nginx-5ff7956ff6 (3/3 replicas created)
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal ScalingReplicaSet 5m43s deployment-controller Scaled up replicaset nginx-5ff7956ff6 to 3
# 删除
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted
4.4.2 配置操作
创建一个 deploy-nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: dev
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
run: nginx
template:
metadata:
labels:
run: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:latest
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
protocol: TCP然后就可以执行对应的创建和删除命令了：
创建：kubectl create -f deploy-nginx.yaml
删除：kubectl delete -f deploy-nginx.yaml
4.5 Service
通过上节课的学习，已经能够利用 Deployment 来创建一组 Pod 来提供具有高可用性的服务。
虽然每个 Pod 都会分配一个单独的 Pod IP，然而却存在如下两问题：
- Pod IP 会随着 Pod 的重建产生变化
- Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟 IP，外部无法访问
这样对于访问这个服务带来了难度，因此，kubernetes 设计了 Service 来解决这个问题。
Service 可以看作是一组同类 Pod 对外的访问接口。借助 Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。
4.5.1 创建集群内部可访问的 Service
# 暴露Service
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed
# 查看service
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx1 -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx1 ClusterIP 10.109.179.231 80/TCP 3m51s run=nginx
# 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[root@master ~]# curl 10.109.179.231:80
Welcome to nginx!
Welcome to nginx!
.......
4.5.2 创建集群外部也可访问的 Service
# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只用集群内部可访问
# 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed
# 此时查看，会发现出现了NodePort类型的Service，而且有一对Port（80:31928/TC）
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx2 -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx2 NodePort 10.100.94.0 80:31928/TCP 9s run=nginx
# 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了
# 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址
http://192.168.90.100:31928/ 4.5.3 删除 Service
[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx-1 -n dev
service "svc-nginx-1" deleted4.5.4 配置方式
创建一个 svc-nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-nginx
namespace: dev
spec:
clusterIP: 10.109.179.231 #固定svc的内网ip
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
run: nginx
type: ClusterIP然后就可以执行对应的创建和删除命令了：
创建：kubectl create -f svc-nginx.yaml
删除：kubectl delete -f svc-nginx.yaml
小结：
至此，已经掌握了 Namespace、Pod、Deployment、Service 资源的基本操作，有了这些操作，就可以在 kubernetes 集群中实现一个服务的简单部署和访问了，但是如果想要更好的使用 kubernetes，就需要深入学习这几种资源的细节和原理。