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  1. 资源管理
    1. 介绍
    2. 集群资源分类
    3. 资源操作方式
    4. 资源管理方式
      1. 命令式对象管理
      2. 命令式对象配置
      3. 声明式对象配置
  2. 资源介绍
    1. 资源简介
      1. Namespace
      2. Pod
      3. Label
      4. Deployment
      5. Service

资源管理

介绍

k8s 实际上就是一个集群系统，可以在这个集群中运行一个个的容器，并将程序跑在容器中，这就叫启动服务了。

k8s 的最小管理单元为 pod，容器将会放到 pod 中，而 k8s 通过 pod 控制器来管理 pod，进而管理容器。

pod 对外提供服务，然而出于单一职责的考虑，pod 不能即管理容器又管理服务访问，所以服务访问交给 service 资源来实现功能。

同理，数据持久化的功能交给了存储系统。

学习 k8s，本质上就是学习对 pod、pod 控制器、service、存储等资源的操作。

集群资源分类

资源分类 资源名称 缩写 作用
集群级别 nodes no 集群组成部分
namespace ns 隔离 pod
pod 资源 pods po 装载容器
pod 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 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

资源操作方式

资源可以进行多种操作，可以通过 --help 查看详细的操作命令。

分类 命令 作用
基础 create 创建资源
edit 编辑资源
get 获取资源
patch 更新资源
delete 删除资源
explain 展示资源文档
调试运行 run 集群中运行指定镜像
expose 暴露资源为 service
describe 显示资源内部信息
logs 输出容器在 pod 的日志
attach 进入运行中的容器
exec 执行容器中的一个命令
cp pod 内外复制文件
rollout 管理资源发布
scale 扩缩 pod 数量
autoscale 自动调整 pod 数量
高级 apply 通过文件对资源进行配置
label 更新资源标签
其他 cluster-info 显示集群信息
version 展示 server 和 client 版本

资源管理方式

k8s 中提供了三种方式：命令式对象管理、命令式对象配置、声明式对象配置。

命令式对象管理，直接使用命令来操作 k8s 资源，这种方式简单，但是只能操作活动对象，对于测试比较方便，但是不适于开发。

命令式对象配置，可使用操作文件的方式来操作 k8s 资源，对于小型服务比较简单，可以用于开发，但是当项目变大、配置文件变多时，操作起来就比较麻烦。

声明式对象配置，可使用操作目录的方式来操作 k8s 资源，对于大型项目友好，但是出现意外情况可能难以调试。

命令式对象管理

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

  • command：指定操作
  • type：指定资源类型，例如 pod、deployment 等
  • name：指定资源名称，大小写敏感
  • flags：指定额外参数
➜  software kubectl create namespace dev
namespace/dev created

➜  software kubectl get ns
NAME                   STATUS   AGE
default                Active   44h
dev                    Active   6s
kube-node-lease        Active   44h
kube-public            Active   44h
kube-system            Active   44h
kubernetes-dashboard   Active   44h

➜  software kubectl run pod --image=nginx -n dev  
pod/pod created

➜  software kubectl get pod -n dev -o wide
NAME   READY   STATUS              RESTARTS   AGE   IP       NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod    0/1     ContainerCreating   0          17s   <none>   minikube   <none>           <none>

➜  software kubectl delete pod pod -n dev
pod "pod" deleted

➜  software kubectl delete ns dev             
namespace "dev" deleted

命令式对象配置

进行配置，IDEA 中有 kubernetes 插件可以方便地使用

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginxpod
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: nginx-containers
      image: nginx:1.17.1

根据文件进行配置：

➜  k8s kubectl create -f nginxpod.yml
namespace/dev created
pod/nginxpod created
➜  k8s kubectl get -f nginxpod.yml 
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   10s

NAME           READY   STATUS              RESTARTS   AGE
pod/nginxpod   0/1     ContainerCreating   0          10s
➜  k8s kubectl delete -f nginxpod.yml 
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted

声明式对象配置

声明式对象配置只有一个 apply 命令，他的意思是：资源存在则更新（kubectl patch），不存在则创建（kubectl create）。

删除时则只能用 kubectl delete -f 了。

推荐创建/更新使用 kubectl apply -f，删除用 kubectl delete -f。

资源介绍

资源简介

Namespace

namespace，命名空间，其实也就是用来实现资源隔离的效果。

在默认情况下，k8s 的各个 pod 均可以相互访问，假如想要实现资源隔离，就可以将不同的 pod 放到不同的 namespace 下。

也可以通过 k8s 的授权机制，将 namespace 交给不同租户管理，这样就实现了多租户的资源隔离。

还可以结合资源配置机制，让不同的租户拥有不同的资源，例如 CPU、内存等，实现租户资源管理。

k8s 会默认启动几个 namespace：

  • default：未指定 namespace 的会默认放到这里。
  • kube-node-lease：集群心跳维护。
  • kube-public：公共空间，可以被所有人访问（包括未认证用户）。
  • kube-system：k8s 集群维护。

具体操作：

  • 查看：kubectl get ns

    可指定 namespace：kubectl get ns default 是查看 default 这个 namespace

    可指定输出格式：kubectl get ns -o yaml 是以 yaml 形式展示，常用的还有 wide、json

    查看详情：kubectl describe ns default

  • 创建：kubectl create ns dev

  • 删除：kubectl delete ns dev

  • 使用文件配置：

    apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev

    之后就可使用 kubectl apply -f、kubectl delete -f 操纵了。

Pod

程序运行在容器中，而容器必须存在于 Pod 中，一个 pod 可放多个容器。pod 是 k8s 中管理的最小单元，集群的各个组件也是以 pod 为单位运行的。

k8s 不会单独运行 pod，而是通过 pod 控制器间接控制 pod。

  • 创建并运行：kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --namespace dev

    --image：指定镜像。--port：指定端口。--namespace：指定命名空间。

  • 查看 pod：kubectl get pods -n dev

    使用 get pods 或者 get pod 均可，k8s 都支持。

  • 查看 pod 详情：kubectl describe pod nginx -n dev

  • 删除指定 pod：kubectl delete pod nginx -n dev

    假如是使用 pod 控制器来进行的创建，那么上面这条命令删除之后，pod 控制器会重新开启一个 pod。

    如果想要在 pod 控制器创建之后删除 pod，需要直接删除 pod 控制器。

Label

Label 是个标签，可以在资源上进行标识，便于更好地进行管理。Label 的具体表现是 kv 键值对，可以加到任何对象上去（一个对象也可以有任意数量的 Label）。

常用事例：

  • 版本标签：version: release、version: stable
  • 环境标签：env: dev、env: pro
  • 架构标签：tier: frontend、tier: backend

除了标签之外，还有标签选择器（Label Selector），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。

  • 命令式：

    # 给予标签 version=1
kubectl label pod nginx version=1
# 更新标签 version=2
kubectl label pod nginx version=2 --overwrite
# 带标签查看 pod 
kubectl get pod nginx --show-labels
# 使用标签选择器
kubectl get pod -l version=2
kubectl get pod -l version!=1
# 删除标签
kubectl label pod nginx version-

  • 配置式：

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  namespace: dev
  name: nginx
  labels:
    version: "1"
spec:
  containers:
    - name: pod
      image: nginx:1.17.1
      ports:
        - containerPort: 80
          name: nginx-port
          protocol: TCP

Deployment

属于 pod 控制器的一种，pod 控制器可以控制 pod，k8s 一般使用 pod 控制器来控制 pod。

  • 命令方式：

    # 创建太过繁琐，只说查看、删除
# 查看创建的 deployment
kubectl get deploy
# 查看详细信息
kubectl describe deploy nginx
# 删除
kubectl delete deploy nginx

  • 配置方式：

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      run: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        run: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.1
          ports:
            - containerPort: 80
              protocol: TCP

Service

每个 pod 都会分配一个 pod IP，然而:

  1. pod IP 会根据 pod 重建产生变化。
  2. pod IP 仅仅是集群内的，外部无法访问。

k8s 设计了 service 来解决以上的两个问题。service 可以看成是一组同类 pod 对外访问的接口，可以实现服务发现和负载均衡。

  1. 命令式：

    # 创建集群内部可访问的 service
kubectl expose deploy nginx --name=service-nginx --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80
# 创建集群外部可访问的 service
kubectl expose deploy nginx --name=service-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80

    注意，假如使用的是 minikube，有两个方式可以访问：

    1. 进入 k8s 对应的 docker 容器，然后访问。
    2. 使用 minkube service service-nginx2，查看对应的 IP 和地址，然后访问。

  2. 配置式：

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  namespace: default
  name: service-nginx
spec:
  clusterIP: 10.109.179.231
  ports:
    - port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: 80
  selector:
    run: nginx
  type: ClusterIP

不同类型的 port

  • nodePort: 外部访问 k8s 集群中 Service 的端口。
  • port: k8s 集群内部访问 service 的端口。
  • targetPort: pod 对外的端口，nodePort 和 port 的请求将会通过 kube-proxy 访问 targetPort，最终进入容器。
  • containerPort: pod 对内的端口，targetPort 会映射到 containerPort。
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